Hava ilə soyudulan mühərrik niyə öldü? Maye soyutmanın qələbəsi

Hava ilə soyudulan avtomobil mühərriki, silindirlərin üzərindəki metal soyutma qanadlarına birbaşa hava üfürməklə istini xaric edən, radiatoru və pompası olmayan bir memarlıqdır və bu gün kütləvi istehsal avtomobillərində demək olar ki, tamamilə yox olub. Onun ölümünün səbəbi sadəlik çatışmazlığı deyil, əksinə sadəliyin qiyməti idi: soyuq işəsalmanda uzun müddət soyuq qalan blok, nəzarət olunmayan emissiyalar, idarə olunmayan isti nöqtələr və qarşılanmayan səs-küy standartları.

Hava Soyutması Necə İşləyir və Nəyə Görə Bu Qədər Sadə İdi?

Hava ilə soyudulan mühərrikdə soyutma sistemi adlandırdığımız şey, əslində silindir səthindəki qanadlardan və bir ventilyatordan ibarətdir. Maye ilə soyudulan ekvivalentinin ehtiyac duyduğu radiator, genləşmə çəni, şlangu və su pompası burada yoxdur. İsti, qanadların genişləndirilmiş səthindən birbaşa havaya ötürülür. Mühəndislik baxımından bu, az hissə, az çəki, az baxım deməkdir: soyuducu maye sızmur, pompa nasaz olmur, donma riski daşımır.

Amma enerji balansına baxanda mənzərə aydınlaşır. Yanacaqın daşıdığı enerjinin təxminən %44-i artıq egzozdan xaric edilir, %8-i yağa keçir. Hava ilə soyudulan mühərrikdə qalan istinin yalnız təxminən %12-i metal qanadlardan xaricə axmaq qabiliyyətinə malikdir. Yəni sistemin istini xaric etmə qabiliyyəti struktural olaraq məhduddur və mühərrik, maye ilə soyudulan dizayna nisbətən çox daha geniş temperatur aralığında işləmək məcburiyyətində qalır. Bu geniş aralıq, tolerantlıqların yumşalması, kəkilənmə (zərbədən əvvəlki yanma) həddinin düşməsi və xüsusilə isti iqlimlərdə istilik idarəetməsinin çətinləşməsi deməkdir.

Üstünlüyü də vardır və ciddidir: baxım asanlığı. Sıx mühərrik bölməsində soyutma sisteminə toxunmaq, hissə dəyişmək hava dizaynında adətən daha ucuz və daha sadədir. Aviasiya sektoru buna görə onu heç vaxt tərk etmədi; ümumi aviasiya təyyarələrində Lycoming və Continental mühərrikləri hələ də bu memarlıdan istifadə edir.

Benzdən Franklinə: Hava Mühərrikinin İlk Əsri

Hava ilə soyutmanın tarixi avtomobilin tarixi ilə demək olar ki, eyni yaştadır. İlk uğurlu hava ilə soyudulan mühərrik, alman mühəndisi Karl Benz tərəfindən 1800-cü illərin sonunda hazırlanmış və ideya 1920-1930-cu illərdə yetkinləşmişdir. Amerika tərəfində isə hekayə Franklin ilə yazılır. John Wilkinsonın 1901-ci ildə radiatorsuz, su pompasız eksperimental avtomobili ilə başlayan layihə, 1902-ci ildə Nyu-Yorkun Syracuse şəhərində istehsala keçdi və Franklin Amerikanın ən uğurlu hava ilə soyudulan avtomobil istehsalçısı oldu.

Franklin yalnız istehsal etdi, sübut da verdi. 1904-cü ildə bir Franklin San Francisco–New York xəttini 32 gün 23 saat 20 dəqiqəyə qət etdi; əvvəlki rekord 61 gün idi. 1905-ci ildə ilk altı silindrli avtomobillərdən birini təqdim etdi və eyni marşrutu 15 günə tamamladı. Marka avtomatik şam yandırma tənzimi (1907), alüminium pistonlar və təzyiqli yağlama kimi yeniliklərin də öncüsü idi. Bunu da qeyd etmək lazımdır: bu erkən dövr rekord hekayələri birinci dərəcəli arxivlərdən deyil, muzey və yaddaş mənbələrindən gəldiyi üçün tarixi dəqiqlikləri məhduddur.

Hər cəhd uğur qazanmadı. Chevrolet 1921-1923-cü illər arasında Series M Copper-Cooled ilə hava soyutmanı seriya istehsalına daşımağa çalışdı, lakin mühəndislik problemləri qarşısında geri addım attı; çox az sayda istehsal edilə bildi və layihə uğursuz sayıldı.

Aviasiya və Beetle: Hava Soyutmanın Qızıl Dövrü

Göydə qələbə, göydə ilk kölgə

Hava soyutmanın əsl prestij qazandığı sahə aviasiya idi. 1921-ci ildə ABŞ Donanması sadəlik səbəbi ilə hava soyutmalı mühərrik inkişafını Pratt & Whitney və Wright Aeronautical-da dəstəklədi. 1929-cu ildə təqdim edilən NACA cowl (silindrləri əhatə edən aerodinamik kapot) mühərriklərin hava axınını idarə etmə problemini böyük ölçüdə həll etdi. Amma eyni onillikdə əks tərəf də irəliləyirdi: preslənmiş su və 1929-cu ildən etilen glikol - radiator ölçüsünü %50 kiçildən həll - Rolls-Royce Merlin və Daimler-Benz DB601 kimi yüksək performanslı maye soyutmalı nəhənglərin yolunu açdı.

Xalq avtomobilinin ürəyi

Avtomobil tərəfində isə hava soyutmanın ən böyük uğuru müharibədən sonrakı kompakt iqtisadiyyat dövründə gəldi. Ferdinand Porsche-nin "xalq avtomobili" üçün dizayn etdiyi flat-4 mühərrik 1938-ci ildən etibarən VW Beetle-ın, ardından Type 2-nin, Karmann Ghia-nın və Type 3-ün ürəyi oldu; 2013-cü ilə qədər müxtəlif həcmlərdə istehsal edildi. Müharibədən sonrakı Avropada Tatra, Fiat və Citroën eyni yolu izlədi. Citroën 2CV (1948-1990) pərləri birbaşa kip milinə bağlayaraq sistemi daha da sadələşdirdi. Trabant (1957-1991), ZAZ Zaporozhets (1958-1994), Fiat 126 (1972-1987) və Citroën GS/GSA bu nəslin digər nümunələridir.

Chevrolet Corvair: Amerikanın Hava Soyutmalı Sınağı

Müharibədən sonrakı böyük ABŞ istehsalçıları arasında seriya istehsalında hava soyutmalı mühərriki sınayan yeganə marka Chevrolet oldu. 1960-1969 arasında istehsal edilən Corvair-in flat-6 mühərriki mühəndislik baxımından uğurlu sayılır; hətta Chevrolet-nin inkişaf xərci ən yüksək olan mühərriklərindən biri idi. Amma avtomobilin arxasına yerləşdirilmiş mühərriki istehlakçı təhlükəsizliyi kampaniyalarının və arxa mühərrik düzülüşünə yönəlmiş tənqidlerin hədəfinə çevrildi. Nəticə: Corvair-dən sonra General Motors-un bütün mühərrikləri maye soyutmalı oldu. Bu ayrılıq hava soyutmanın əsl sonunun başlanğacının ən erkən işarəsi idi.

Porsche 911: Hava Soyutmanın 35 İllik Müqaviməti

Hava soyutmanın ən sadiq sağ qalanı şübhəsiz Porsche idi. Hans Mezger və Paul Hensler tərəfindən dizayn edilən flat-6, 1964-cü ildə ilk Porsche 911-də işə düşdü və 35 il boyunca böyük pərlərlə və silindr qanadcıqları ilə soyuduldu. Bu müddət, idman avtomobilinin əsas memarlığında yaşanan bəlkə də ən uzun davamlılıq idi.

Lakin 1990-cı illərdə tarazlıq dəyişdi. Emisiya və səs qaydaları sərtləşdi; arxa mühərrik düzülüşü iki böyük səs mənbəyini eyni nöqtəyə topladığı üçün qanunvericilik hava soyutmasını faktiki olaraq mümkünsüz etdi. 1997-ci ildə Porsche 911-i su soyutmasına keçirdi; 993 nəsli hava soyutmalı son 911 oldu. Son hava soyutmalı model 30 mart 1998-ci ildə təhvil verildi.

Bu keçid, markanın sadiq auditoriyasında bu gün də davam edən mübahisə açdı. Həvəskarlar 993-ə qədər olan mühərrikləri ikonik hesab edir, hava mühərrikinin daha sürətlı istiləşdiyini və daha mexaniki hiss verdiyini bildirir; soyutmalı 996 sonrasını ayrı bir dövr sayır. Texniki müstəvidə isə real üstünlüyün sadəlik və az hissə olduğu, müasir emisiya və performans hədəfləri ilə bu memarlığın artıq uyğun gəlmədiyi aydın görünürdü.

Hava Soyutmalı Mühərriki Öldürən Üç Texniki Səbəb

Emisiyalar və soyuq işəsalma problemi

Ən müəyyənedici səbəb bu idi. Maye soyutmalı mühərrikdə termostat radiatoru dövriyyədən çıxararaq mühərrikin sürətlə iş istiliyinə çatmasını təmin edir. Hava soyutmalı mühərrikdə isə soyutma sistemi həmişə açıqdır; mühərrik soyuq işə salmada uzun müddət soyuq qalır və qismən yanmış yanacaqdan daha çox emisiya yayır. Halbuki qalan egzoz emisiyalarının əksəriyyəti məhz soyuq işəsalma anında yaranır. Bu mexanizm, həm Porsche-nin, həm də daha az ölçüdə VW-nin maye soyutmasına keçidinin əsas mühəndislik əsasıdır. Emisiya standartlarının tələb etdiyi yüksək yanma temperaturunu hava soyutma idarə edə bilmirdi.

İsti nöqtələr və vuruma həddi

İkinci problem yerlidir: egzoz klapanı və egzoz portu zonası, qanadcıq səthinin ata bilmədiyi sıx istiqliq toplayır. Maye soyutma isə soyuducunu bu isti nöqtələrə birbaşa yönləndirməklə çok daha səmərəli dizayn təqdim edir. Bunun təbii nəticəsi sıxılma həddidir: maye soyutmalı dizaynlar yanacaq keyfiyyətinə daha az həssas, yüksək sıxılma nisbətinə və turboyə daha dözümlüdür. Turbo inqilabının hava soyutmalı mühərriklərə qapını bağlamasının fiziki səbəbi budur.

Səs qanunvericiliyi

Üçüncü səbəb görünməyəndir: su kutusu özü-özünə səs söndürücüdür. Maye soyutmalı mühərrik buna görə özündən daha səssizdir və bir çox ölkənin mühərrik səsini də əhatə edən standartlarına asanlıqla uyğun gəlir. Hava mühərrikinin pərlərin səsi və qanadcıqların metal rezonansı ilə bu həddə artıq şansı yox idi.

Hava Soyutma Həqiqətən Öldürmü?

Avtomobillərdə bəli; mühəndislikdə xeyr. Porsionlu aviasiya mühərriklərində yüngüllük və sadəlik performans və emissiya hədəflərindən prioritet olduğu üçün Continental və Lycoming mühərrikləri hava soyutmasına davam edir; Rotax isə hava soyudulan silindr ilə maye soyudulan silindr başını birləşdirən hibrid həll təklif edir. Qarada son müqavimət göstərən Tatra, hava soyutmalı T815 yük maşınını hələ də istehsal edir. Yəni memarlık məhv olmadı; özünü lazımsız edən tələblər - dəqiq istilik nəzarəti, aşağı emissiya, səssizlik - şose avtomobilində hökm sürməyə başladığı üçün oradan çəkildi. Hava soyutma, sadəliyin ən saf halı kimi, yalnız bu tələblərin zəif qaldığı sahələrdə yaşamağa davam edir.

Mənbələr

• Hava ilə soyudulan mühərrik - Wikipedia
• Porsche 911 niyə su ilə soyudulan mühərrikə keçdi - Porsche
• Köhnə Məktəb Zövqü: Hava ilə Soyudulan Mühərriklər Haqqında Hər Şey - State of Speed
• Hava ilə Soyudulma: Sadə Saxla - Audrain Auto Museum
• İlk Hava ilə Soyudulan Avtomobillər: Franklin və Holmes Avtomobillərinin Tarixi - Tampa Bay Automobile Museum
• Bir Dövrün Sonu: Son Hava ilə Soyudulan Avtomobil Mühərrikləri - Auto Universum
• Porsche Son Hava ilə Soyudulan Avtomobilini Nə Vaxt İstehsal Etdi? (30 Mart 1998) - Avtomobil Tarixi
• Hava ilə soyudulan mühərriklər necə işləyir və niyə artıq əhəmiyyət kəsb etmir - CNET
• Hava ilə Soyudulan Mühərriklər Niyə Əksər Avtomobillərdə Artıq Yoxdur - Capital One
• Əks Fikirli Kompakt: Chevrolet Corvair-in Həyatı və Ölümü - Ate Up With Motor