Гоночные автомобили с нагнетателями

Обычно пользователи нашего сайта находят эту страницу по следующим запросам:
драгстеры с нагнетателями, нагнетатели Рутс, центробежные нагнетатели, шнековый нагнетатель Лисхольма, нагнетатель воздуха, моторчик нагнетателя, нагнетатель отопителя, масляный нагнетатель, турбонаддув, компрессор, турбонагнетатель

Гоночные автомобили с нагнетателями

Первые нагнетатели, или компрессоры с механическим приводом, были центробежного типа (см. рис. 2.1) и приводились в действие посредством шестерен от края коленвала или посредством приводного ремня от маховика, вращаясь со скоростью, в пять раз превышающей частоту вращения двигателя. К 1910 году гоночные автомобили, предназначенные для гонок по пересеченной местности на расстояние более 320 км, могли перемещаться со скоростью более 160 км/ч.

Вскоре началась война. Сначала распространение получили нагнетатели Рутс (см. рис. 2.2), история которых началась в 1848 году. Эти нагнетатели устанавливались на боевые самолеты, но вскоре на смену им пришли более эффективные центробежные нагнетатели. Компания Rolls-Royce продолжила развивать последние для авиационных двигателей, в конце концов, они стали представлять собой сложную конструкцию, состоящую из привода с тремя передаточными числами, подсоединенного к двухэтапному нагнетателю.

Рис.2.2. Нагнетатель Рутс.

В 1921 году специалисты компании Mercedes установили нагнетатель на спортивный автомобиль с четырехцилиндровым двигателем с двумя распредвалами объемом 1,5л, подготавливая его для соревнований Targa Florio. Они выбрали нагнетатель Рутс с рабочим давлением наддува 0,48бар. Тем не менее, интересен тот факт, что посредством конической муфты нагнетатель приводился в действие только при полностью открытой дроссельной заслонке.

Первым гоночным автомобилем Grand Prix с нагнетателем в 1923 году стал двухлитровый Fiat с рядной восьмеркой. В этом случае использовался лопастной нагнетатель (см. рис. 2.3), и, как и в автомобиле Mercedes, решили использовать подключаемый привод. Скорее всего, это решение было обусловлено стремлением сохранить нагнетатель в рабочем состоянии на время всей гонки, так как у данной конструкции часто возникали серьезные проблемы со смазкой, по крайней мере, так было в те времена. Как бы то ни было, специалисты компании Fiat скоро отказались от лопастных нагнетателей и начали использовать нагнетатели Рутс. При этом они ввели новую переменную в уравнение, а именно охлаждение воздушного заряда.

Через год-два команды Sunbeam и Alfa Romeo, участвовавшие в Grand Prix, также начали использовать нагнетатели Рутс. В частности, автомобиль Alfa Romeo развивал мощность 135 л.с. на невиданной до того времени частоте вращения 5500 об/мин.

Следует отметить, что европейцы были не единственными новаторами. В США в 1924 году Дюзенберг выиграл знаменитую гонку Indianapolis 500 на автомобиле с рядной восьмеркой объемом 2,0 л. При этом на двигатель был установлен центробежный нагнетатель, вращающийся со скоростью 40000 об/мин при частоте вращения двигателя 5000 об/мин. Необычными в этом автомобиле были расположение карбюратора и тип топлива. До сих пор воздух проходил через карбюратор, а теперь конструкторы решили установить карбюратор перед нагнетателем. Автомобиль работал на метаноле, и охлаждение воздуха значительно увеличивало эффективность. В нагнетателях Рутс топливо улучшает изоляцию между самими роторами, а также между роторами и корпусом нагнетателя. В результате давление наддува будет более высоким при более низкой скорости вращения нагнетателя, что способствует снижению температуры впускного заряда.

В Европе, особенно в Германии, двигатели для гонок Grand Prix также быстро развивались. До 1940 года компании Mercedes и Auto Union боролись за первенство. Автомобиль компании Auto Union с шестилитровым двигателем V16 развивал мощность 520 л.с. при частоте вращения двигателя 5000 об/мин. При этом давление наддува составляло 1,79 бар, а степень сжатия метанола была достаточно высокой для того времени – 9,2:1. Компания Mercedes, как и Auto Union, использовала нагнетатель Рутс, но давление наддува повысилось до 2,62 бар, а мощность составила 646 л.с.

Автомобиль Mercedes с четерыхцилиндровым двигателем объемом 2,0 л, который участвовал в гонках Targa Floria в 1924 году, с нагнетателем Рутс с приводом от коленвала посредством муфты, связанной с дроссельной заслонкой.

В этом гоночном автомобиле компании Auto Union с двигателем V16 с задним расположением использовался нагнетатель Рутс с забором воздуха через большой карбюратор.

Компания Alfa Romeo продолжила выпуск гоночных автомобилей с двигателями объемом 1500см³ с нагнетателями. Перед Второй мировой войной эти двигатели работали с давлением наддува 0,8 бар, однако после войны развитие продолжалось. К 1951 году, во время последнего сезона гонок Grand Prix, те же двигатели работали с давлением наддува 2,97 бар, развивая мощность 425 л.с. при частоте вращения 9300 об/мин.

Эра двигателей с нагнетателями в гонках Grand Prix закончилась в 1951 году с выпуском ненадежного двигателя объемом 1500см³ V16 BRM. Это был мощный, но хрупкий гоночный автомобиль наряду с Ferrari с атмосферным двигателем объемом 4,5 л. С предельным давлением наддува 4,96 бар, создаваемым двухэтапным центробежным нагнетателем компании Rolls-Royce, степенью сжатия 7,5:1 и мощностью 600 л.с. при частоте вращения 12000 об/мин он был просто воплощением ненадежности. Некоторых читателей, возможно, заинтересуют и другие его технические характеристики: диаметр цилиндра x ход поршня – 55,56x38,5мм, впускные клапаны – 31,75 мм, фазы открытия впускного клапана – 55°/70°, фаза открытия выпускного клапана – 70°/46° (угол развала кулачков – 99.75°, опережение – 2.25°)