История на развитието на турбокомпресорите

От небето до пътя: Драматичното развитие на турбокомпресорите

Турбокомпресорът, вече позната гледка под капаците на автомобилите, се гордее с история, обхващаща над век инженерна легенда.

 Започна с завладяването на небето и в крайна сметка промени структурата на властта в наземния транспорт.

I. Възникване и раждане: Пионер на мощта в ерата на авиацията (началото на 20-ти век)

Историята на турбокомпресора не започва с автомобилите, а е неразривно свързана със съдбата на самолетите.

1905: Основата на концепцията

Швейцарският инженер Алфред Бюхи пръв предложи концепцията за турбокомпресор и кандидатства за патент. 

Първоначалната му идея за проектиране е била да използва отработените газове от двигателя за задвижване на турбина, 

което от своя страна задвижваше компресор, който компресираше повече въздух в цилиндрите. 

Това беше революционна концепция, но технологиите по онова време я правеха трудна за реализиране.

Първата световна война: Ключът към по-високия летене

Войната е най-жестокият и най-ефективен катализатор за технологиите. На голяма надморска височина, 

Разреденият въздух причинява рязък спад на мощността на самолетните двигатели. За да се реши този проблем, концепцията на Бючи е спешно приложена на практика. 

Компании като Общи Електрически (GE) в Съединените щати успешно разработиха практични турбокомпресори, 

оборудване на изтребители с мощни двигатели, които поддържат характеристиките на голяма височина, постигайки значително тактическо предимство. 

През този период Гарет, използвайки своя опит в авиационните системи за управление на температурата, също започна да навлиза в тази област,

 полагайки основите за по-късния му успех.

II. Преход и изследване: От небето към земята (средата на 20-ти век)

След Втората световна война технологията за турбокомпресорно пълнене започва да търси нови приложения.

**Ранно приложение в дизеловите двигатели** Технологията с турбокомпресор е намерила своето място за първи път в големите дизелови двигатели. 

Масивните дизелови двигатели на кораби, влакове и тежки камиони, поради здравата си конструкция, 

може по-добре да издържа на по-високото налягане на турбокомпресора, като по този начин значително подобрява ефективността и мощността. 

За тези търговски сектори, които наблягаха на въртящия момент и издръжливостта, турбокомпресорите демонстрираха огромната си икономическа стойност.

**Изпитателна площадка на състезателна писта** Междувременно, моторните спортове се превърнаха в екстремна лаборатория за технологията с турбокомпресор. 

Инженерите откриха, че в състезателните автомобили, стремящи се към максимална скорост, турбокомпресорът може да изстиска изумителна мощност. 

Ранните турбокомпресори обаче страдаха от сериозен проблем със забавянето на турбото – забележима разлика в мощността между натискането на цилиндъра от водача. 

газта и турбокомпресорът се задействат напълно. Това беше фатален недостатък на пистата, където всяка секунда е от значение, 

но това също така стимулира бързата технологична итерация.

III. Възход и популяризиране: Завладяване на пазара на леки автомобили (1970-те-1990-те) 

Двете петролни кризи бяха истинските катализатори за достигането на технологията с турбокомпресор до обикновените потребители.

Реагиране на кризата: Малко водоизместване, висока мощност

През 70-те години на миналия век световната петролна криза постави двигателите с голям работен обем в трудно положение. 

Автомобилните производители спешно се нуждаеха от технология, която може едновременно да намали обема на двигателя, за да спести гориво, и да осигури достатъчна мощност, когато е необходимо. 

Технологията с турбокомпресор перфектно отговори на тази нужда и така се роди концепцията за намаляване на обема на двигателя (дддхххнамаляванедддххх).

80-те години на миналия век: Златният век на представлението

През този период турбокомпресорът се превръща в синоним на висока производителност и скорост. 

Класически модели като Порше 911 Турбо, Сааб 99 Турбо и БМВ 2002 Турбо изведоха технологията за турбокомпресор в полезрението на обществеността. 

Те не само притежаваха мощна производителност, но и формираха агресивна култура на шофиране.

 Компании като Гарет предоставиха основна технология за турбокомпресор за много класически модели през този период, утвърждавайки лидерството си в индустрията.

IV. Усъвършенстване и иновации: Ефективни и екологични съвременни решения (от 21-ви век) Навлизайки в новия век, 

Все по-строгите разпоредби за емисиите и екологичните изисквания превърнаха турбокомпресорите от ддддхх опция за висока производителност в ддддхх необходимост.

Технологично усъвършенстване

Турбина с променлива геометрия (ВГТ/ВНТ): Използвана предимно в дизеловите двигатели, тя ефективно намалява турбо закъснението чрез регулиране на ъгъла на лопатките на турбината. 

осигурявайки отлична производителност при усилване в целия диапазон на оборотите.

Близнак-Превъртане Турбо: Широко използван в бензиновите двигатели, той значително подобрява скоростта на реакция на турбокомпресора чрез оптимизиране на пътищата на потока от отработените газове.

Технология за електрически контрол и материалознание: Усъвършенстваните електронни системи за управление правят работата на турбините по-прецизна и ефективна. 

Междувременно, прилагането на нови материали (като например високотемпературни сплави) позволява на турбините да издържат на по-високи работни температури,

 значително подобряване на надеждността.

Хибридна енергия и бъдещи проучвания

Днес турбокомпресорите се комбинират с хибридни силови системи, за да се получат по-ефективни задвижващи агрегати. 

Появата на електрически турбокомпресори напълно реши проблема с турбо лага...

използване на електрически мотор за директно задвижване на турбината при ниски скорости, постигайки мигновена реакция. С поглед към бъдещето,

 Технологията за турбокомпресорно пълнене ще продължи да бъде ключова технология за постигане на ефективно и чисто горене в двигателите с вътрешно горене, 

и ще се развива в синергия с нови енергийни системи, като например водородни горивни клетки.

Обобщение

Разработването на турбокомпресори е история на еволюция от военната авиация до гражданските приложения, 

и след това до опазване на околната среда за всички. То се е развило от специализирано устройство за повдигане на самолети 

тавани до екстремно оръжие в моторните спортове и в крайна сметка до основна технология за милиарди автомобили 

по целия свят, за да се постигне баланс между енергийна ефективност и производителност. Тъй като пионери в индустрията като Гарет продължават да се стремят, 

Историята на тази вековна технология далеч не е приключила и продължава да се пише.