20-те и 30-те години на миналия век - златната ера на компресорите
Както споменахме в предишната част, на определен етап конструкторите на двигатели осъзнават, че макар и оправдавайки в голяма степен своето предназначение, механичният компресор има и един съществен недостатък - за задвижването му е нужна значителна мощност, която се отнема от коляновия вал на двигателя. Естествено, този факт не способства за увеличаване на икономичността, напротив, на практика се получава точно обратното. В противен случай обаче, двигателите биха станали гигантски. Компресорите са възможност те да имат голяма мощност, само когато това е нужно и през двайсетте и трийсетте години на миналия век механичните компресори се оказват единственото и по принцип незаменимо средство за създавене на мощни бензинови мотори - това е тяхната златна епоха на възход, останала в историята като „компресорната ера”.
Началото й е поставено от края на Първата световна война, първият автомобил с механичен компресор, участвал в голяма надпревара, е Fiat, но първата разработка всъщност е на Daimler и датира от 1921 година. Компресорът от типа Roots е свързан с двигателя с помощта на многодисков съеднител и не се използва постоянно (принципът се прилагаше и в по-голямата част от модерните чисто механични схеми, но без фактическо изключване, а с преминаване на устройството в „байпасен” режим). В момента, в който пилотът реши, че се нуждае от максимална мощност, той натиска педала на газта докрай и включва съеднителя, а специален лостов механизъм задейства клапа, която променя конфигурацията на всмукателните колектори така, че свежият въздух да бъде сгъстен от компресора преди да премине през специално конструирани, работещи под налягане карбуратори с възходящ поток. Системата е разработена за първи път от сина на Готлиб Даймлер - Паул Даймлер и усъвършенствана от Фердинанд Порше. Благодарение на изобретенията на такива гениални конструктори, през двайсетте години компресорите се превръщат в приоритетна част от състезателната програма на Daimler, а поради факта че предлаганите за богатите автомобилни ентусиасти (на практика почти всички спортни автомобили на компанията по това време са абсолютно недостъпни за средния гражданин) слабо се отличават от спортните образци, то голяма част от гамата на компанията се състои именно от автомобили, оборудвани с компресорни агрегати. Сливането на Daimler и Benz през 1926 година дава нов тласък в развитието на компресорните технологии, а обединеният интелектуален потенциал довежда до създаването на брилятни за времето си технически творения. Първият модел от тези технологични шедьоври е шестлитровият, шестцилиндров 24/100/140. Оттогава датира и системата за отбелязване на модела с три цифри в Германия - първата е „фискалната мощност” на автомобила, втората обозначава максималната мощност без компресор, а последната – действителната мощност с включен такъв. Така се раждат серийните образци K (от немското „kurz”, “къс”) от 1926 година с работен обем от 6,24 литра и означение 24/10/160, както и S (от „Sport”) от 1927 година с 6,78-литров мотор, компресор с по-голям капацитет, два карбуратора и означение 26/120/180. През 1928 година се появяват легендарните SS (от „Super Sport”) 27/140/200 и SSK („Super Sport Kurz”) 27/170/225, а през 1930 година и феноменалният SSKL (от „Super Sport Kurz Leicht”. “L” идва от немското „leicht”, “лек”) – олекотен вариант с мощност 300 к. с. и същият 7,1- литров двигател, но с увеличено до 0,85 Бара налягане на компресора. С този автомобил Руди Карачиола печели всички състезания, в които участва през 1931 година.
Изброените модели донасят на Германия безброй много престижни награди, но те не са единствените представители на „компресорната ера”. Заслужаващи да бъдат вписани със златни букви в историята на автомобилизма модели, създават и марки като Alfa Romeo, Bugatti и Delage. За да работят нормално, в състезателните си версии тези фантастични за времето си инженерни творения се нуждаят от специални горива, защото нито един от познатите дотогава бензини не може да понесе безумното налягане и температура в цилиндрите. В крайна сметка конструкторите се обръщат към единствния им известен начин за избягване на детонациите и прибягват към употребата на „адски смеси” от алкохол, синтетичен бензол и малки количества бензин.
Кулминацията в развитието на тези технологии настъпва с идването на власт на Хитлер. Твърдо решен да убеди света в „свръхспособностите” на арийската нация, той насочва огромни по обем държавни субсидии към германските производители Mercedes-Benz и Auto Union. Подобен сценарий се разиграва и във фашистка Италия, където сериозно подкрепения от режима отбор на Alfa Romeo стартира разработките на гама от 8, 12 и 16-цилиндрови мотори. Резултатите от този технологичен форсаж естествено са феноменални, феноменални са и хората, които управляват състезателните чудовища – обуздаването на 750-килограмов автомобил с мощност 645 к. с., който стъпва на пътя върху широки едва 17 сантиметра и изработени от безкрайно далечни от днешните високотехнологични смеси гуми, изисква нечовешка смелост, сила и самообладание.
Герои на тази епоха са уникални автомобили като 16-цилиндровия Auto Union на Фердинанд Порше или поредицата от шедьоври като W25 и W125, създадени от д-р Ханс Нибел в конструкторското бюро на Mercedes. W125 например разполага с чудовищен двигател с работен обем 5663 куб. см, мощност 645 к. с. и въртящ момент 850 Нм. С това чудо, способно да развие максимална скорост 300 км/ч в стандартна и 400км/ч в облицована с аеродинамични панели каросерия, Руди Карачиола, Манфред фон Браухич и Херман Ланг трябва да се състезават на дистанции, достигащи 500 километра. Не по-малко удивителен е и по-късния състезателен Mercedes W154, който се появява след въвeждането на ограничението от 3,0 литра по отношение на работния обем и достига мощност от „едва” 450 к. с., а прогресът при компресорните двигатели не спира дори след въвеждането на драконовата рестрикция на работния обем до 1,5 литра. Именно тя води до появата на модела W165 с V-образен осемцилиндров мотор, постигащ 254 к. с. при 8000 об./мин, а от надпреварата не изостават както италианците от Alfa Romeo, така и британците от Bentley, Riley и MG. Както вече споменахме, през двайсетте години състезателните и серийните автомобили се различават само по обзавеждането и някои дребни наглед подробности, но през трийсетте спортните болиди вече нямат нищо общо както със здравия разум, така и със серийната продукция. Едно от малките изключения в тази насока е чудовищният Mercedes 540K, който е превърнат от пропагандната машина в една от емблемите на „Третия райх”.
По време на Втората световна война компресорните машини превземат и въздушното пространство, и макар след края й промяната в правилата на Гран постепено ги изтласква извън пистите, последните динозаври на „компресорната ера” не блестят с по-слаба светлина от най-великите си предци. През 1947 година например, Фери Порше създава сложен дванадесетцилиндров боксер с въздушно охлаждане, четири разпределителни вала и работен обем от 1500 куб. см., който благодарение на два двустъпални компресора достига мощност от 296 к. с., а при подходящи настройки може да отдаде и 400 к. с. Окончаталният край на тази технологична епоха идва три години по-късно и е отбелязан с едно наистина умопомрачаващо творение на BRM (British Racing Motors), задвижвано от 1,5-литров V16 с два двустъпални центробежни компресора, създаващи огромно налягане в цилиндрите. След него механичните компресори си отиват завинаги от учредената през 1951 година Формула 1, за да мигрират постепенно в други екзотични моторни спортове и серийното автомобилостроене. По състезателните писти идва времето на атмосферните машини, а устройствата за принудително пълнене влизат в употреба едва през 70-те години под формата на един друг, отлично познат днес агрегат, чиито патент е регистриран още през далечната 1905 година... Турбокомпресорът.
Отвъд океана нещата винаги са били безкрайно по-различни от тези на Стария континент и механичните компресори стоически запазват още дълго позициите си в предшестващите сериите Cart пистови състезания. В края на краищата обаче и те биват заменени от турбокомпресорите, а след средата на 50-те години откриването на механичен компресор под каквато и да било форма в бензинов двигател става все по-трудно.
Съвсем друго нещо са дизеловите двигатели в товарните автомобили - всъщност именно те стимулират производството на по-компактни дизелови мотори (по онова време двутактовите дизелови мотори са доста популярни в корабостроенето и локомотивите, а те въобще не могат да работят без наличието на компресор в ролята на периферен агрегат). Разбира се механичните компресори продължават да се употребяват спорадично и през 50-те, 60-те, 70-те и 80-те години, като както споменахме вече, техни основни поддръжници си остават американските компании, използващи продукти от марките Paxton и Eaton. При европейските и японските производители компресорите се завръщат чак през деветдесетте – използват ги Jaguar, Aston Martin, Mercedes и Mazda. Особено интересни са разработките на Mazda, които с типичния си еспериментаторси дух правят опит със серийни образци с двигател на Милър и механичен компресор Lysholm, както и с комбинация от дизелов двигател и особения вълнови компресор Comprex (при него въздухът се сгъстява директно от вълните на отработилите газове) в модела 626. Въпреки наличието на всички тези опити, механичните компресори все пак си остават редки птици в многообразната технологична фауна на автомобилостроеното.
Идва време да се върнем за момент към историята и да проследим развитието на турбокомпресора - една технология, която е неделима част от съвременността на автомобила, но през двайсетте и трийсетте години на миналия век все още е в своя зародиш и не играе никакава съществена роля въпреки изключително рационалната си същност. На практика този удивителен агрегат се ражда много скоро след раждането на самия автомобил - на 13 ноември 1905 година, швейцарският инженер Алфред Бюхи получава патент под №1006907 от Федералното патентно ведомство на САЩ за своята идея за комбинация между газотурбинен механизъм с компресор и двигател с вътрешно горене.
(следва)
Текст: Георги Колев