ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Автомобильные газотурбинные установки из "Основы теории и конструкции автомобиля " В связи с большими преимуществами газовой турбины перед поршневыми двигателями внутреннего сгорания в течение последних двух десятилетий ведутся работы по созданию автомобильных газотурбинных двигателей. [c.73] Если в поршневом двигателе потенциальную энергию продуктов сгорания используют для совершения поршнем такта расширения, то в газовой турбине ее преобразуют в кинетическую энергию газового потока, которую воспринимают рабочие лопатки турбины. [c.73] Принципиальная схема автомобильной двухвальной газотурбинной установки с регенерацией тепла показана на рис. 27. [c.73] Воздух в компрессоре сжимают до 0,40—0,45 МН/м , причем окружная скорость лопаток достигает 400—500 м/с, а угловая скорость 3—4 тыс. рад/с. [c.74] Рассмотренная схема автомобильной газотурбинной установки характерна тем, что топливо и воздух поступают в камеру сгорания непрерывно, а горючая смесь сгорает в открытой камере при постоянном давлении. [c.74] Для автомобилей обычно используют двухвальные газотурбинные установки, у которых колеса компрессорной и тяговой турбин расположены на отдельных валах. В этом случае колеса турбин могут развивать различные угловые скорости компрессорная турбина —большую угловую скорость, обеспечивающую высокую производительность центробежного компрессора, а тяговая турбина — небольшую угловую скорость при работе или пуске в ход. [c.74] Наряду с преимуществами современные автомобильные газотурбинные установки имеют и крупные недостатки. Их топливная экономичность как на оптимальном режиме, так и при частичных нагрузках невелика, а эффективный к. п. д. находится в пределах 12—16%. [c.75] Основными причинами худшей топливной экономичности этих установок являются пониженная температура газов, поступающих к лопаткам турбин, а также небольшая развиваемая ими эффективная мощность. Температура рабочих газов перед сопловым аппаратом турбины ограничена качеством жаропрочных сталей, что снижает эффективный к. п. д. газотурбинной установки. Для уменьшения температуры газов необходим большой избыток воздуха (а — 3,5 -ь 4,5), а следовательно, и значительная производительность компрессора, в результате чего 60—70% мощности газотурбинной установки расходуется на приведение в действие компрессора. У двухвальной установки мощность компрессорной турбины должна быть в 1,5—2 раза больше мощности тяговой турбины. [c.75] Максимальная мощность двигателей грузовых автомобилей не превышает 450 кВт, т. е. д.ия газовой турбины весьма невелика. Поэтому размеры лопаток получаются небольшими, что является причиной относительно больших потерь в проточной части турбины и низких к. п. д. как турбины, так и компрессора. [c.75] Улучшение топливной экономичности газотурбинной установки можно обеспечить путем повышения угловой скорости вала турбины, применения регенератора, увеличения степени сжатия воздуха в компрессоре и повышения температуры рабочего газа перед сопловым аппаратом. [c.75] Фирмой Форд создана автомобильная трехвальная газотурбинная установка мощностью 220 кВт, работающая по усложненному циклу. В установке предусмотрены промежуточное охлаждение воздуха, регенерация тепла и двухступенчатое сгорание. [c.75] Несмотря на сложность цикла, удельная масса такой установки составляет 1,4 кг/кВт. Удельный расход топлива при температуре газа перед турбиной 1200 К и максимальной мощности составляет 345 г/(кВт-ч). Общая степень повышения давления л в двух ступенях центробежного компрессора составляет 16. Угловая скорость компрессора низкого давления равна 4750, а компрессора высокого давления 9550 рад/с вал тяговой турбины вращается с угловой скоростью 3750 рад/с. Компрессор высокого давления приводится в действие центростремительной турбиной. Тяговая турбина и турбина, приводящая в действие компрессор низкого давления, осевого типа. [c.76] На рис. 28 изображен график зависимости крутящих моментов одновальной газотурбинной установки (кривая 1), поршневого двигателя внутреннего сгорания (кривая 2) и двухвальной газотурбинной установки (кривая 3) от угловой скорости 0) %. На приведенном графике видно, что по своим тяговым качествам двухвальная газотурбинная установка значительно превосходит поршневой двигатель внутреннего сгорания, что является очень важным преимуществом для транспортного силового агрегата. [c.76] Вернуться к основной статье