JUŻ STAROŻYTNI RZYMIANIE…: CHŁODZENIE MIEDZIĄ

 

W silniku spalinowym, jak sama nazwa wskazuje, następuje spalanie paliwa. Ponieważ żaden proces termodynamiczny nie może mieć stuprocentowej sprawności (zabrania tego druga zasada termodynamiki), nadmiarowe ciepło należy odprowadzić. Gdy tego zaniedbamy, temperatura silnika natychmiast wzrośnie, co najpierw pogorszy smarowanie, potem wywoła spalanie stukowe i samozapłony mieszanki, aż wreszcie doprowadzi do zatarcia tłoka w cylindrze (po drodze może jeszcze rozszczelnić połączenie bloku z głowicą, ale to zależy od konkretnej konstrukcji – przykładowo kiedyś, dawno temu, silniki wcale nie miały odejmowanych głowic).

Obecnie praktycznie wszystkie silniki samochodowe są chłodzone cieczą, czyli „pośrednio” (ciepło trafia do atmosfery za pośrednictwem cieczy), jednak przez wiele dekad z powodzeniem stosowano chłodzenie „bezpośrednie” – strumieniem samego powietrza. Taki układ jest znacznie prostszy, tańszy i lżejszy, zużywa też mniej energii.

Na wczesnych etapach rozwoju motoryzacji chłodzenie powietrzem miało jeszcze więcej zalet. Pozwalało np. zrezygnować z chłodnicy, a więc uniknąć jej uszkodzeń od uderzeń kamieni i innych przedmiotów, eliminowało potencjalne nieszczelności oraz konieczność uzupełniania i wymiany płynu, którym zazwyczaj była zwykła woda – zamarzająca w zimie i wytrącająca osady mineralne (bardzo pogarszające skuteczność chłodzenia).

Oczywiście, istnieją i wady: pojemność i przewodnictwo cieplne powietrza są wielokrotnie mniejsze niż wody, przez co powierzchnia chłodzenia musi być aż około dziesięciokrotnie większa (stąd bogate użebrowanie silników chłodzonych powietrzem). Problematyczne jest kontrolowanie temperatury w różnych warunkach, a także odpowiednie wygłuszenie i ogrzewanie kabiny. Kiedyś jednak to wszystko miało mniejsze znaczenie, bo niewysilone silniki lepiej znosiły różnice temperatur, użytkownicy tolerowali wyższy hałas, a ciepła w kabinie… wręcz wcale nie oczekiwali. Chłodzenie powietrzem było więc kuszącą alternatywą.

Dlaczego nie stosowano go częściej? Pierwsze silniki spalinowe miały zastosowania stacjonarne: do ich chłodzenia najłatwiej było użyć wody z wodociągu, więc siłą rozpędu wodne chłodzenie przejęły samochody. Po drugie, wspomniane wady chłodzenia powietrzem okazały się mimo wszystko kłopotliwe.

Silniki jednych z pierwszych samochodów chłodzonych powietrzem, istniejącej od 1904r. amerykańskiej firmy Franklin, miały ograniczoną sprawność z powodu małej średnicy cylindra i małych zaworów, co było wymuszone koniecznością maksymalizacji powierzchni chłodzącej.

Foto: Akrasia25, Licencja CC

Dziś natomiast opowiem historię innych samochodów chłodzonych powietrzem: bardzo rzadkich i mało znanych, chociaż noszących jedną z najpopularniejszych marek świata – Chevroletów serii M z 1923r.

***

Marka Chevrolet nosi nazwisko Szwajcara, Louisa Chevroleta, choć założył ją ktoś inny – William Crapo Durant, twórca General Motors.

W. C. Durant (1861-1947) miał najbardziej amerykański życiorys, jaki można sobie wyobrazić. Pochodził z rodziny kiedyś bogatej, ale opuszczonej przez ojca, przez co zamiast ukończyć szkołę musiał pójść do pracy: najpierw fizycznej, w tartaku dziadka, potem w charakterze sprzedawcy cygar i konnych powozów. W 1886r. rozpoczął produkcję własnych powozów i w kilka lat został ich największym producentem w Stanach, z rocznym obrotem dwóch milionów dolarów (a ówczesny dolar wart był 35 dzisiejszych). Do automobilizmu długo żywił niechęć, przeważyło jednak przeczucie biznesowej okazji: w 1904r. Durant kupił firmę Buick, a później trzynaście innych przedsiębiorstw samochodowych, które w 1908r. połączył w holdingu nazwanym The General Motors Company.

Koncern GM Durant prowadził tylko dwa lata: w 1910r. został zeń usunięty, ale poprzysiągł zemstę. Założył kolejną firmę, gdzie jako partnera wybrał Louisa Chevroleta – znanego wówczas kierowcę wyścigowego, którego nazwiskiem chciał przyciągnąć klientów. Faktycznie, nowa marka w pięć lat doszła do pozycji pozwalającej odzyskać kontrolę nad całym General Motors.

Szczęście nie trwało długo: już w 1920r. Durant ponownie utracił stanowisko. Próbował zacząć od nowa tworząc konglomerat Durant Motors Inc. (o którym pokrótce wspomniałem TUTAJ), ale mimo doskonałej koniunktury nie zdobył rynkowego powodzenia. W trakcie Wielkiego Kryzysu zbankrutował pozostając bez grosza. Utrzymywał się z emerytury wypłacanej przez prezesa GM, Alfreda Sloana, lecz do końca życia próbował powrócić do wielkiego biznesu: w latach 30-tych i 40-tych usiłował otwierać kopalnie rud rtęci, a potem lokale rozrywkowe, co jednak znów się nie udało (w pewnym momencie Durant osobiście gotował w kuchni klubu, który miał stać się zaczątkiem sieci kręgielni). Nie spoczął nawet po wylewie, który w 1946r. pozbawił go zdolności mówienia. Wtedy, u progu epoki powojennej, Durant słusznie przewidywał największy gospodarczy boom w historii i nieograniczone możliwości sprzedaży towarów konsumpcyjnych, jednakże zmarł rok później, w wieku 85 lat. Nie pozostawił żadnego majątku, mimo że dzieło jego życia – General Motors z marką Chevrolet na czele – od dawna już było największym przedsiębiorstwem świata.

Louis Chevrolet i William Crapo Durant

Foto: public domain

***

Życiorys Duranta to temat na fascynujący wpis, który kiedyś będę chciał stworzyć, jednak globalny sukces General Motors nadszedł już po jego odejściu, gdy koncernem kierował Alfred Sloan: człowiek równie żywotny i pracowity jak Durant, ale reprezentujący zupełnie inne wartości. „The business of business is business” („zadaniem biznesu jest robienie biznesu”) – mawiał Sloan, budując największy przemysłowy koncern świata.

Sloan stworzył model kolektywnego zarządzania ogromną organizacją, będący przeciwieństwem fordowskiego despotyzmu, oraz sformułował podwaliny strategii GM: np. słynną „drabinę sukcesu” (uszeregowanie marek według rosnącego prestiżu i cen), coroczne zmiany stylistyki i strategię olśniewania publiki produktami relatywnie prostymi i niedrogimi, lecz efektownymi. Z drugiej strony zasłynął jako gracz cyniczny i bezwzględny. Nigdy nie zerwał kontraktów Opla na dostawy dla hitlerowskiej armii (wiele firmowych dokumentów z czasów wojny zostało rozmyślnie zniszczonych), a publikację jego managerskiej autobiografii, pt. „My years with General Motors”, długo blokowali prawnicy koncernu, z obawy przed konsekwencjami.

Chłodzone powietrzem Chevrolety z rocznika ’23 nie odegrały żadnej roli na rynku, wpłynęły natomiast głęboko na rozwój General Motors – nie tyle na polu inżynierii (bo kolejny model bez chłodnicy GM wypuściło dopiero w 1959r.), co wewnętrznej organizacji i hierarchii wartości.

Po I wojnie światowej na samochodowym rynku (oczywiście amerykańskim, bo inne wtedy praktycznie nie istniały) niepodzielnie panował Ford. W 1918r. sprzedał 435 tys. aut, w 1920 – 806 tys., w 1922 – 1,15 mln. Równocześnie Dodge zwiększył produkcję z 63 do 152 tys., Buick – z 77 do 123 tys., zaś Chevrolet

Chevrolet od 1915r. produkował ten sam model, zwany Serią 490 i wycelowany wprost w Forda T: podobny zewnętrznie, z rozstawem osi 102 cale (o dwa większym od rywala) i mocą 24 KM (wyższą o 2 KM) uzyskaną z pojemności 2,8 litra (mniejszej o 0,1). Wyraźnie gorsza była tylko cena: o ile w 1915r. relacja wynosiła 440 : 490 dolarów (właśnie od ceny pochodziła nazwa Chevrolet 490), to siedem lat później Ford zdołał obniżyć poprzeczkę do 319$, podczas gdy GM było zmuszone podnieść ją na 500. Takiej różnicy nie uzasadniała żadna realna przewaga, dlatego też w 1922r. na każdego nabywcę Chevy’ego przypadało aż 8,5 nabywcy Forda.

Foto: Lglswe, Licencja CC

Z Fordem nie dało się konkurować cenowo. Potrzebny był nowy model, który w jakiś sposób wyróżniłby się na tle lidera. Właśnie wtedy na scenę wkroczyła kolejna wielka postać – Charles Franklin Kettering.

Życiorys Ketteringa zreferowałem kiedyś w skrócie TUTAJ. Był to genialny konstruktor-samouk, który w życiu wynalazł więcej urządzeń niż ktokolwiek w historii (formalnie wyprzedził go Edison, ale on głównie zawłaszczał efekty mrówczej pracy całych sztabów techników). Ketteringowi ludzkość zawdzięcza inkubator dla wcześniaków, automatyczne kasy sklepowe, automatyczny system zatwierdzania kredytów konsumenckich (fundament wynalazku karty kredytowej), pierwsze praktyczne i niezawodne systemy chłodnicze (lodówki i klimatyzatory), mobilne generatory prądu, bezzałogowe dwupłatowce o programowalnej trajektorii lotu (pierwowzór dzisiejszych dronów), zastosowanie magnetyzmu w diagnostyce medycznej i wykorzystanie energii słonecznej. W dziejach motoryzacji Kettering zapisał się natomiast takimi innowacjami jak elektryczny rozrusznik, elektryczne oświetlenie, zapłon bateryjny, kompleksowa instalacja elektryczna z prądnicą, akumulatorem i nadwoziem jako przewodem masowym, kolorowe lakiery nitrocelulozowe, górnozaworowe silniki V8 z wysokim sprężaniem (podstawa rozwoju amerykańskiej motoryzacji przez dobre 40 lat), wreszcie pojęcie liczby oktanowej paliwa i metody jej podnoszenia.

Założona w 1909r. firma Ketteringa, Dayton Engineering Laboratories Company (w skrócie DELCO), siedem lat później została częścią United Motors Corporationholdingu zrzeszającego poddostawców General Motors. Dwa lata później cała organizacja została przez GM wykupiona, a dawne DELCO przekształcone w General Motors Research Corporation. Kettering kierował nią do emerytury.

Ową emeryturę (1947-58) spędził na wygłaszaniu wykładów. Skupiał się w nich wyłącznie na swoich porażkach: jak mówił, porażki są donioślejszą i bardziej pouczającą stroną życia niż sukcesy, bo każdy sukces jest owocem wielu wcześniejszych porażek. Ten aspekt określał pięknym angielskim neologizmem „to fail forward„. Jednym z lepszych przykładów jest tutaj właśnie chłodzony powietrzem silnik Chevroleta z 1923r.

Foto: public domain

***

Pod koniec I wojny światowej Kettering intensywnie myślał o chłodzeniu samochodowych silników powietrzem. „Nieistniejące elementy nic nie kosztują, nic nie ważą i nigdy się nie psują” – mówił, dlatego perspektywa usunięcia chłodnicy, długich przewodów z wieloma połączeniami i całego związanego z nimi kłopotu wydawało się równie kuszące jak eliminacja korby rozruchowej.

Takie silniki istniały już wtedy na rynku, ale były nieefektywne i zawodne. By to zmienić, Kettering postanowił zastąpić żeliwne użebrowanie silników miedzianym: miedź – argumentował – ma dziesięciokrotnie lepsze przewodnictwo cieplne, zniknie więc ograniczenie średnicy cylindra czy powierzchni zaworów. Ta idea przekonała kierownictwo GM, że laboratoria DELCO wato wykupić, nawet wraz z całą United Motors Corporation. Wyłącznie dla przyszłych patentów Ketteringa koncern zapłacił za cały holding niebotyczne 45 mln $ (oczywiście nie gotówką, a własnymi akcjami, jak przy każdym przejęciu).

Kierownictwo bardzo zapaliło się do pomysłu „chłodzenia miedzią” (większość managerów nie miała wykształcenia technicznego, więc w firmowych dokumentach zaczął funkcjonować termin copper-cooled – irytujący Ketteringa, ale nośny i świetnie nadający się na reklamowy slogan). Lekki, prosty w obsłudze silnik bez wodnej chłodnicy mógłby zapewnić upragnioną przewagę konkurencyjną nad Fordem!! Kettering dostał zadanie opracowania nie tylko silnika, ale też podwozia, od razu w dwóch wielkościach: dla czterocylindrowego następcy Chevroleta 490 na sezon ’22 i sześciocylindrowego samochodu Oakland (poprzednik marki Pontiac) na rok kolejny.

Czuję się jak dziecko, które zobaczyło plakat zapowiadający przyjazd cyrku!!” – miał powiedzieć prezes całego GM, Pierre du Pont (z TYCH du Pontów – koncern DuPont był jednym z głównych dawców kapitału General Motors). Tyle że poszczególne oddziały niekoniecznie podzielały ten entuzjazm.

GM, jako przeciwieństwo Forda, kierowało się zasadą decentralizacji i autonomii poszczególnych „dywizji”, a nawet niższych kierowników. Za swój odcinek pracy każdy odpowiadał sam i do wyznaczonych celów dążył, tak, jak uważał za stosowne. Przykładowo Karl Zimmerschied, dyrektor Chevroleta, wcale nie chciał wynalazku Ketteringa: po pierwsze – miał własnych inżynierów, którym ufał i których nie chciał zrażać adaptowaniem obcych konstrukcji, po drugie – słaba sprzedaż Serii 490 zwiększyła zapasy magazynowe do prawie 150 tys. sztuk, które trzeba było jakoś wypchnąć. To nie mogło się udać przed początkiem 1922r.

Bardziej przychylny był szef Oaklanda, Fred Hannum, wobec czego du Pont kazał przyznać priorytet silnikowi sześciocylindrowemu, a Zimmerschiedowi zakomunikował, że „chłodzenie miedzią” zostanie wdrożone po upłynnieniu posiadanych zapasów 490-tek. Chłodnica to przeżytek i basta – bo jeśli tak mówi sam wielki Kettering, to sprawa jest bezdyskusyjna. Du Pont arbitralnie zarządził premierę modeli „chłodzonych miedzią” na nowojorskim salonie samochodowym, zaplanowanym na styczeń 1922r., produkcję – u Oaklanda na luty, u Chevroleta najpóźniej na połowę roku.

Prototyp silnika bez chłodnicy trafił do zakładów Oaklanda w listopadzie 1921r. i… okazał się katastrofą. Był bezużyteczny do tego stopnia, że dziś nie sposób znaleźć jego fotografii, podstawowych danych technicznych ani nawet dokładniejszych wyników testów. „Potrzeba jeszcze przynajmniej pół roku poprawek i prób” – orzekli zniesmaczeni inżynierowie Oaklanda.

Kettering ciężko to przeżył: chłodzenie powietrzem było jego konikiem, źródłem zaufania szefów GM i głównym motywem zapłacenia za DELCO z przyległościami aż 45 mln dolarów. By go zmotywować, do akcji włączył się sam Alfred Sloan (wtedy wiceprezes koncernu): „Nie przeprowadzimy żadnej technicznej rewolucji z ludźmi o umysłach niedorastających do poziomu pana Ketteringa” – napisał w grudniu 1921r. W ten sposób krytykował naruszenie podstawowej zasady działania GM – autonomii poszczególnych kierowników, którym du Pont próbował narzucić określone rozwiązanie wbrew ich woli i technicznej niedojrzałości samego rozwiązania. „Siłowo forsujemy konkretną konstrukcję nie bacząc na szeroką perspektywę – długofalowe cele naszego przedsiębiorstwa i opinie osób odpowiedzialnych za jego wdrożenie i sprzedawanie„. Sloan nie sprzeciwiał się idei chłodzenia powietrzem, jednak dopracowanie silnika i jego wprowadzenie na rynek wolał zostawić ludziom znającym się na dopracowywaniu silników i ich wprowadzaniu na rynek.

***

„Dywizja” Oakland zdecydowała o pozostaniu przy chłodzeniu wodnym przez przynajmniej kolejne 18 miesięcy. Z kolei szef Chevroleta, Karl Zimmerschied, został usunięty i zastąpiony przez Williama Knudsena – znacznie przychylniejszemu idei „chłodzenia miedzią”. Ten postanowił kontynuować program, ale datę rozpoczęcia produkcji przesunął z maja na wrzesień 1922r. Dał sobie więc ledwie pół roku, bez przygotowania planu B – podczas gdy samochód jeszcze nie istniał, a sześciocylindrowa wersja jego silnika okazała się bezwartościowa!!

Nadszedł wrzesień, a prototypu nadal nie było. Pojawił się dopiero w listopadzie: kierownictwo, nie bacząc na brak możliwości przetestowania, nakazało wystawić auto czterocylindrowe na styczniowych targach w Nowym Jorku i rozpocząć produkcję natychmiast, natomiast sześciocylindrowe – wypuścić najpóźniej w lecie, ale nie u wciąż niechętnego Oaklanda, a u Oldsmobile’a.

***

Zdjęcia konstrukcji ze stycznia 1923r. na szczęście się zachowały. Silnik miał cztery kwadratowe cylindry (średnica i skok tłoka po 3,5 cala dawały niespodziewanie małą pojemność 2,2 litra), rozrząd OHV (to była główna przewaga konkurencyjna Buicka i Chevroleta, od początku ich istnienia) i moc… 22 KM, nieodbiegającą od Forda T i nawet niższą od zastępowanego Chevroleta 490. Ważył natomiast ponad 100 kg mniej.

Użebrowanie, tłoczone z miedzianej blachy i piecowo lutowane do żeliwnych cylindrów, miało powierzchnię aż 3,3 m². Nie było widoczne z zewnątrz, a przykryte obudową kierunkującą przepływ powietrza wymuszony ogromną dmuchawą, napędzaną za pośrednictwem przekładni pasowej. Swoistym regresem był powrót do nieodejmowanej głowicy: w ten sposób Kettering chciał ułatwić lutowanie miedzianych żeberek i usunąć możliwość wycieków oleju, który kapiąc na miedź utrudniałby chłodzenie i groził pożarem.

Foto: public domain

Reszta podwozia pozostała zupełnie konwencjonalna…

Foto: public domain

…zaś karoserie z pośpiechu pozostawiono niezmienione: jedyną różnicą w stosunku do Serii 490 był brak chłodnicy zastąpionej szeregiem szczelin wentylacyjnych w masce i powierzchni czołowej (zupełnie pionowej, a więc niewykorzystującej braku chłodnicy do poprawy wyglądu i aerodynamiki). Na zdjęciu uderza brak korby rozruchowej: jako wynalazca elektrycznego rozrusznika Kettering przewidział go seryjnie, po raz pierwszy w klasie popularnej.

Foto: public domain

Foto: public domain

Na nowojorskiej wystawie „chłodzony miedzią” Chevrolet wywołał sensację. Rozentuzjazmowane kierownictwo przybijało sobie piątki licząc czas konieczny do wyrzucenia z programu i zastąpienia wszystkich modeli chłodzonych wodą. Cel produkcyjny na luty wyznaczono na 1.000 sztuk, na październik – już na 50.000.

Ceny ustalono ambitnie – na 695-$1.060, czyli dobre 200 powyżej modeli klasycznych i nawet 50% powyżej porównywalnych Fordów. Czy nowatorskie „chłodzenie miedzią” mogło to uzasadnić?

materiał producenta

W 1923r. rynek samochodowy dosłownie eksplodował. Ford szedł po swój niewiarygodny rekord – 1.831.128 sprzedanych egzemplarzy (wynik pobity dopiero 42 lata później!!), Chevrolet też notował najlepszą sprzedaż stareńkiej Serii 490 w całej jej historii (do końca 1923r. sprzedał 323.182 egz. – ponad dwukrotnie więcej niż kiedykolwiek wcześniej).

Dla odmiany, modele „chłodzone miedzią” wyjeżdżały z fabryki w pojedynczych sztukach, z powodu problemów z lutowaniem miedzianych żeberek. Ale nie to było najgorsze: nieliczni użytkownicy natychmiast wracali z reklamacjami.

Samochody bez przerwy przegrzewały się i traciły moc, a w wyższych temperaturach powietrza (czytaj – powyżej 15ºC) wykazywały objawy spalania detonacyjnego i samozapłonu już po krótkiej chwili od uruchomienia. Mechanicy byli bezradni, a Kettering złożył oficjalną rezygnację. 10 maja ze stanowiska ustąpił też prezes du Pont, który wrócił do zarządzania koncernem chemicznym. Jego miejsce zajął dotychczasowy wiceprezes, Alfred Sloan.

***

Pierwszym posunięciem Sloana było przekonanie Ketteringa do wycofania rezygnacji. Mimo porażki genialny konstruktor cieszył się bezgranicznym zaufaniem nowego prezesa, który źródeł problemu upatrywał wyłącznie w pośpiechu du Ponta i jego ludzi, forsujących wdrożenie niedopracowanego jeszcze wynalazku. Zastopowany został projekt „chłodzonej miedzią” sześciocylindrówki dla Oldsmobile’a. Padło polecenie opracowania nowych silników chłodzonych wodą, dla wszystkich marek GM.

W ciągu czterech miesięcy fabrykę opuściło 759 „chłodzonych miedzią” Chevroletów Serii M, z czego 500 trafiło do dealerów, a jedynie około setki do klientów. Do końca czerwca wszystkie zostały odkupione za pełną cenę z zamiarem zniszczenia (niektórzy mówią, że utopiono je w jednym z amerykańskich Wielkich Jezior, inni – że zakopano w ziemi w nieokreślonym miejscu).

Mimo to dziś znane są dwa dwa kompletne samochody: jeden stoi w Harrah Museum w Reno w Nevadzie, drugi w muzeum Henry’ego Forda (największy konkurent zakupił go w salonie Chevroleta do celów badawczych).

Przetrwało też kilka „chłodzonych miedzią” silników

Foto: JOHN LLOYD, Licencja CC

Silniki te – dla uspokojenia Ketteringa – Sloan kazał sprzedawać jako generatory prądu. W tej roli, o dziwo, działały niezawodnie.

Materiał producenta

Jest to swego rodzaju zagadka, zwłaszcza że w samochodach silniki przegrzewały się głównie przy niskiej i zerowej prędkości, a znośnie działały tylko przy wysokiej, gwarantującej szybszy przepływ powietrza chłodzącego. W „Dziejach Samochodu” Witold Rychter sugerował, że awaryjność była skutkiem złego wykonania fabrycznego (dlatego miał nie stwierdzić jej sam Kettering, który przecież testował silniki przed ich przekazaniem do produkcji), a nawet sabotażu ze strony inżynierów Chevroleta obawiających się o swoje posady. Źródła amerykańskie nie idą tak daleko: mówią wprawdzie o niedoróbkach wykonawczych (np. pozostawianiu w kolektorach resztek piasku formierskiego), ale przede wszystkim wytykają konkretne błędy konstrukcyjne, jak wykonanie kolektora wydechowego i ssącego jako jednego odlewu (co zbytnio rozgrzewało mieszankę, eliminując jej funkcję chłodzącą i ułatwiając spalanie stukowe) czy użycie żeliwnych cylindrów zintegrowanych z głowicą. Żeliwo słabo odprowadza ciepło, co prawdopodobnie prowadziło do żarzenia się okolic wydechu (stąd samozapłony) i odkształceń (a więc utraty kompresji i mocy).

Jeden z zachowanych silników

Foto: https://www.nwvs.org/

Foto: https://www.nwvs.org/

Zachęcony przez Sloana Kettering wycofał wypowiedzenie i podjął badania nad kolejnymi przełomowymi wynalazkami: paliwami o podniesionej liczbie oktanowej, konsumenckimi lodówkami Frigidaire i dwusuwowymi silnikami Diesla do zastosowań kolejowych. Wszystkie zrobiły furorę, choć niestety kosztem środowiska naturalnego – bo rezultaty jego prac, czyli czteroetylek ołowiu i freony, to rzeczy, z którymi późniejsi ekolodzy walczyli całkiem słusznie.

Do tematu chłodzenia powietrzem General Motors nie wróciło aż do czasów Chevroleta Corvair. Natomiast Sloan w swej autobiografii – ostatecznie wydanej w 1963r., trzy lata przed śmiercią autora – całą historię potraktował jako przestrogę przed korporacyjnym autokratyzmem, tzn. siłowym narzucaniem niesprawdzonych pomysłów ludziom, którzy są fachowcami w swoich dziedzinach i powinni zachować swobodę na powierzonych sobie odcinkach. „Silnik chłodzony miedzią nauczył nas wagi współpracy i koordynacji wysiłków, inżynierskich i pozostałych„.

Ta lekcja została dobrze zapamiętana. Dlatego przez wiele dziesięcioleci każda „dywizja” GM opracowywała i produkowała swoje własne silniki, przekładnie, itp. (albo też kupowała od innych dywizji na zasadach negocjowanych kontraktów, niczym od zewnętrznych dostawców). Co oczywiście też miało swoje wady, ale summa summarum zapewniło General Motors prawie półwiecze panowania na amerykańskim rynku.

 

Foto: public domain

Foto tytułowe: Ford Motor Company

Jeśli podobał Ci się artykuł – możesz rozważyć postawienie mi symbolicznej kawy (bez wpływu na dostępność treści bloga, przeszłych i przyszłych  – one są i zawsze będą całkowicie darmowe i całkowicie niekomercyjne)

Postaw mi kawę na buycoffee.to

21 Comments on “JUŻ STAROŻYTNI RZYMIANIE…: CHŁODZENIE MIEDZIĄ

  1. Dzien dobry.Powodem przegrzewania sie silnika w samochodzie,a jako stacjonarnego juz nie,mogla byc ciasna komora silnika i slabe jej przewietrzenie.Ponadto uzycie sprezarki promieniowej zamiast osiowej wydaje mi sie dziwne.Super artykuł!

    • dla mnie najdziwniejsze jest zastosowanie „wysysania” powietrza zamiast nadmuchu, nadmuch jest znacznie efektywniejszy

      Deutze z nadmuchem działają rewelacyjnie, no dobra ale to Diesel, więc grzeje się połowę mniej, no ale Trabant to niedość że benzyniak to jeszcze dwusuw a z nadmuchem też działa elegancko 🙂

      • To były czasy pionierskie – jeszcze nikt nie wiedział, jak trzeba pewne sprawy rozwiązać, oni dopiero eksporymentowali i uczyli się. Kierunek działania dmuchawy to oczywiśćie sprawa kluczowa, ale to trzeba było dopiero odkryć.

      • no i przede wszystkim dużo lepiej by to działało jak by to zalewali tą miedzią w jakiejś formie (skoro już tak bardzo chcieli miedź choć równie dobrze mogli użyć aluminium) a nie lutowali miedź… do żeliwa… ja rozumiem że to było 100 lat temu ale nawet wtedy koszmarem musiało być lutowanie tego….
        no nie wiem, przy całym szacunku do geniuszu p.Ketteringa to jednak to był już wyjątkowo głupi pomysł z tym lutowaniem, przegrzewało się bo mało gdzie ten radiator się w ogóle stykał

      • Sądząc z kierunku zaczepów odrzutnika korby rozruchowej silnik kręcił się w prawo, więc wentylator również. Tworzył podciśnienie w obudowie wokół bloku i głowicy. Ale żeby taki wentylator działał wydajnie, powinien mieć osłonę ze ślimakową kierownicą powietrza zwiększającą podciśnienie od strony ssania. To zdecydowanie zwiększyłoby przepływ powietrza chłodzącego (tak dzisiaj skonstruowana jest większość wentylatorów promieniowych).

      • nawet taki wydajniej działający będzie słabo chłodził – to działa jak odkurzacz, spróbuj sobie schłodzić choćby rękę powietrzem wsysanym – prawie nic to nie daje, a podłóż rękę do wylotu – dmucha jak wściekłe
        wtedy nie było odkurzaczy?

      • Nie wiem co by było w przypadku silnika Chevroleta, ale nie bagatelizuj takich wentylatorów z kierownicami powietrza. bo na nich opierają się systemy dużych wentylacji przemysłowych, więc muszą być efektywne (chociaż potwornie wyją).

      • „dla mnie najdziwniejsze jest zastosowanie „wysysania” powietrza zamiast nadmuchu, nadmuch jest znacznie efektywniejszy” naprawdę ? a to dlaczego ? ja uważam, że to różnica ciśnienia jest odpowiedzialna za przepływ powietrza, no i opory. I nie gra roli gdzie się zamontuje dmuchawę / wentylator. Chyba że chce się uzyskać bardzo duże różnice tego ciśnienia. Ale to nie w chłodzeniu silników. Takie „wysysanie” miała np. Tatra 603. Zaleta takich dmuchających( na silnik), jest na pewno to, że znacznie łatwiej / precyzyjniej daje się tu konstrukcyjne ustalić miejsce zasysania powietrza. A więc np. zasysanie powietrze bezpośrednio z zewnątrz, z miejsc najmniej narażonych na kurz itd.

      • @voss – chłodzenie zależy od masy przepływającego powietrza, a to zależy od powierzchni przekroju i różnicy ciśnień. Jak masz wentylator tłoczący możesz podnieść cisnienie i „przepchać” powietrze przez różne utrudniające przepływ zakamarki. Przy wentylatorze wyciągowym jakbyś się nie napisał wiecej niż ciśnienie atmosferyczne nie uzyskasz. To jeśli idzie o potencjał.

      • Kierownica powietrza zwęża przekrój tworząc dyszę Venturiego powodując zwiększenie prędkości przepływu, a tym samym zwiększenie podciśnienia za dyszą.

  2. Musiał być błąd przy obliczeniach i przekombinowanane założenia projektu .
    Przy 10 koniach z litra nie powinien się grzać , ale my to wiemy teraz , a wtedy to była nowość .
    Tatra grzała się na obrotach luzem , Trabant i 126 nie . Stare VW też nie .
    Co do SAABów i Porsche to nie wiem .
    A co do 126 , miałem z termometrem oleju , na luzie i do 70 km godzinę było 70-80 stopni , potem nagle temperatura rosła do 115 . Widać tak miał optymalizowany nadmuch .

    • Mała moc jednostkowa oznacza, że właśnie więcej ciepła ucieka na zewnątrz zamiast iść w ruch – czyli chłodzenie musi być wydajniejsze. Wystarczy zresztą porównać sobie, jak ogromną chłodnicę miała np Syrena, a jak malutkie są we współczesnych autach rozwijających po 200 czy 300 KM. Po prostu dzisiaj energia idzie w poruszanie tłokami, a kiedyś była wypromieniowywana głównie w postaci ciepła.

      Co do błędu – kilka hipotez zawarłem w artykułach, ale oni po porzuceniu projektu nieszczególnie zastanawiali się nad tym, co było nie tak – woleli po prostu wrócić do chłodzenia wodą i sprawdzonych metod zarządzania, bo chcieli robić kasę, a nie eksperymentować na żywym organizmie.

      • dokładnie tak, wydajniejszy silnik grzeje się o wiele mniej

  3. ten czerwony silnik „VERY RARE” widać że jest właśnie z agregatu 🙂

  4. Tutaj wszyscy dywagują, że tak nie działa a tak inaczej by działało.Miejmy w głowie że inżynierowie wszystko wiedzieli bardzo dobrze (silniki lotnicze jakoś mieli obcykane w owym czasie). To co widzimy to pewnie jedna z 50 teoretycznych koncepcji z których pewnie z 15 działało by świetnie ale byłyby ZNACZNIE DROŻSZE OD FORDA. Bez książki inżyniera pracującego przy tym projekcie i cytatów w stylu „walczyliśmy o odejmowane głowice do końca” błądzimy we mgle.

    • w silniku lotniczym to akurat czego jak czego, ale chłodzenia to nie brakuje 🙂

      • W gwiazdowym nie ma problemu, ale w takiej Aircobrze odwrócone V12 Allisona umieszczone z kabiną pilota grzało się jak diabli nawet nad Murmańskiem (bo Rosjanie na tym licznie latali)

  5. @ndv
    dokładnie to napisałem, „Chyba że chce się uzyskać bardzo duże różnice tego ciśnienia” myślę że od ~500mbar miało by to już duże znaczenie, ale to są wartości daleko powyżej realnych w chłodzeniu silnika. A może ktoś ma realne wartości ciśnienia / podciśnienia bezpośrednio za/ przed wentylatorem ?
    Ja znalazłem przepływ dla VW 1200 ~ 800l/s przy 4000obr./m silnika ( ~7500obr. wirnika)

    • o znalazłem, ciśnienie za wentylatorem mierzone w VW 1600 ( w celu wykorzystania jako doładowanie silnika ) średnia wartość na max. obr. to ~20mbar. Oczywiście nie wiemy ani jak wyglądały pomiary ani jak czy można to przenieść na inne silniki /auta. Mierzone było czujnikiem cis. atmosferycznego Pierburg ( ale tez dokładnie nie wiadomo jakim ) 😉

  6. Chevy tak bardzo odstawał sprzedażowo od Forda w 1923, a już 4 lata póżniej sprzedał więcej samochodów. Model T już nie przystawał do realiów, a Model A dopiero raczkował. Ciekawe, czy gdyby Chevy nie bawił się miedzią, to realnie mógł wyprzedzić Forda te kilka lat wcześniej.