Турбина для двигателя: 7 главных заблуждений о турбомоторах: развенчиваем все! — журнал За рулем

Содержание

7 главных заблуждений о турбомоторах: развенчиваем все! — журнал За рулем

Турбонаддувными двигателями оснащается все больше автомобилей по всему миру. При этом многие наши автолюбители до сих пор остаются во власти предрассудков, считая такие моторы ненадежными. Эксперт «За рулем» утверждает: это давно не так!

Материалы по теме

Все современные турбомоторы — это комбинированные двигатели. Состоит такой мотор из поршневого двигателя внутреннего сгорания, работающего на бензине либо дизельном топливе, и агрегата наддува. Выхлопные газы поршневого двигателя имеют высокие температуру и давление и несут в себе бо́льшую энергию. Эта энергия составляет примерно треть от всей, которую дало сгоревшее топливо. Выхлопные газы вращают центростремительную турбину, которая сидит на одном валу с центробежным компрессором. Компрессор сжимает воздух и подает его в цилиндры. Таким образом, сама идея турбонаддува — это использование энергии выхлопных газов для увеличения количества воздуха, подаваемого в поршневой двигатель.

Миф 1. Турбомотор — это обычный двигатель, к которому добавили турбину

Раньше — да. Сейчас двигатели, на которые устанавливают систему наддува, подвергаются значительным изменениям. Им полагаются усиленные поршни и шатуны, часто другой коленчатый вал. На них устанавливают систему, охлаждающую днища поршней маслом. Дорабатывают головку блока цилиндров: корректируют фазы газораспределения, применяют более жаростойкие материалы в клапанном механизме. Часто усиливают систему охлаждения и многое другое.

Миф 2. У турбомотора всегда есть турбояма

У первых наддувных моторов ухудшение разгонной характеристики действительно наблюдалось. Это происходило из-за инерции ротора турбины на определенных оборотах вращения коленвала, когда от двигателя требуется мощность, а агрегат наддува лишь начал раскручиваться. На современных моторах инерция сильно снижена благодаря уменьшению диаметра роторов турбины. Меньше диаметр — меньше инерция — быстрее раскрутка. А еще современные турбонаддувы обладают большим запасом, и даже на малых оборотах двигателя турбина сполна обеспечивает снабжение воздухом. Чтобы по мере роста оборотов поршневого двигателя турбонаддув не пошел вразнос, часть выхлопных газов перепускают, минуя турбину. Процессом управляет электроника. Это и позволяет получить высокий крутящий момент при небольших оборотах, а далее следует полка крутящего момента, которая так удобна при разгоне. И никакой турбоямы.

Миф 3. Турбомотор жрет топливо

Вовсе нет. Благодаря использованию энергии выхлопных газов наддувные двигатели имеют расход топлива на 20–40% ниже, чем у атмосферных аналогов. Большим расход будет только тогда, когда с мотора снимают полную мощность, нажимая педаль газа до упора.

Миф 4. Двигатели с турбонаддувом — всегда мощные и оборотистые

Материалы по теме

В Японии уже давно и успешно используют автомобили (кейкары) с рабочим объемом двигателя 0,66 л, которые благодаря наддуву развивают 64 л.с. Могли бы и больше, но это законодательное ограничение. В Европе тоже вовсю идет внедрение моторов рабочим объемом около литра, и благодаря наддуву они часто развивают больше 100 л. с.

Для турбодизельных двигателей большие обороты нехарактерны. Уже около трех десятилетий дизельные моторы для автомобилей не разрабатываются без системы турбонаддува. Безнаддувные двигатели на тяжелом топливе имели крайне низкую энерговооруженность и сравнительно высокий расход топлива. У современного дизеля с турбонаддувом все иначе. При этом обороты коленвала не бывают больше 4800 в минуту.

Миф 5. Сломалась турбина — можно ездить и так, пока не накоплю денег на новую

Современный мотор не сможет работать с вышедшим из строя турбонаддувом. Электронный блок управления позволит работать мотору лишь на небольших оборотах и мощности, а также зажжет контрольную лампу «Check engine».

Миф 6. Турбокомпрессоры неремонтопригодны — только менять

Современный агрегат наддува, укрупненно, состоит из четырех узлов: улитка турбины, улитка компрессора, картридж (корпус с подшипниковым узлом и рабочие колеса турбины и компрессора на валу) и модуль регулирования давления наддува. Чаще всего проблемы бывают с картриджем. Этот элемент можно приобрести новым или восстановленным и заменить, как, впрочем, и все остальные компоненты.

Миф 7. Турбомотор требует высокооктанового топлива

Все зависит от политики автопроизводителя. Премиум-сегмент считает ниже своего достоинства рекомендовать октановое число ниже 95. А, например, представленный год назад новый турбонаддувный двигатель с непосредственным впрыском топлива для Geely Atlas адаптирован под 92-й бензин. Благодаря системе непосредственного впрыска граница детонации отодвинута, что и позволяет использовать топливо с более низким октановым числом на турбомоторе.

  • О плюсах и минусах турбомоторов узнайте тут.

Как Правильно Выбрать Турбину Для Своего Автомобиля



Мощность любого автомобильного движка можно увеличить благодаря установке турбины. Только этот элемент, увеличивая плотность поступающего в цилиндры воздушного потока, обеспечивает сжигание большего объема топлива. Каждый водитель знает, что от количества сжигаемого топлива напрямую зависит величина передаваемого на коленвал момента вращения.

Преимущество работающих с турбинами моторов заключается в наличии возможности значительно увеличить уровень давления. Турбины работают по следующему принципу. Этот элемент в себя включает две составляющие: саму турбину и компрессор. Посредством проходящего сквозь выхлопного газа начинает вращаться крыльчатка, кручение которой передается на компрессор. Задачей же приведенного в действие расположенного на компрессоре вентилятора является нагнетание воздушных потоков в цилиндровые камеры мотора.

Каждый знает, что давление будет расти с увеличением поступающего в движок воздушных потоков. Отметим, что нельзя в движке бесконечно увеличивать давление, иначе, к примеру, при переводе турбонагнетателя в режим работы под высокой нагрузкой из-за возникновения проблем, связанных с обратным давлением, лишним теплом и пульсацией на корпусной поверхности турбин появляются трещинки, сократиться рабочий ресурс подшипников, возникнуть масляная протечка и повредиться сам мотор.

По этой причине давление нужно увеличивать в пределах нормы.

Как заменяют турбонагнетатели

В стандартных условиях в процессе замены турбонагнетателя выполняют установку компрессора высокопоточного типа и иногда турбинной крыльчатки с большими параметрами. Делается это с целью достижения эффекта обратных процессов, заключающихся в снижении силы действия выхлопов на работу, что приводит к снижению быстроты их работы и давления вначале вращения. Для пропуска большего объема выхлопов для турбин и компрессоров предусмотрен корпус с большими параметрами.

В некоторых машинах ставится рекомендованный предприятием-изготовителем турбонагнетатель, в котором с правильными размерами выходного и входного проходов. Зачастую автомобилисты отдают предпочтение «гибридным», вырабатывающих мощность, отличную от обеспечиваемой стандартными типами мощности. Иногда выполняют замену износившегося из-за повышения давления 180-градусные подшипники упорного типа на более устойчивые 360-градусные аналоги.

Для экономных водителей отличным вариантом замены турбонегнетателей является использование японских б/у запчастей, размеры и большой ассортимент которых предлагаются на любом авторынке. При этом турбину подбирают по объему и размерам движка.

Особенности турбонегнетателей

Турбонаддув стандартного типа. Современные элементы зачастую производятся с использованием керамики, имеющей по сравнению со сталью меньшую плотность, что способствует уменьшению инерции и скорому раскручиванию детали. Производство некоторых современных турбин выполняется с использованием никелевого сплава. Выполненные из керамики турбонагнетатели улучшают возможности мотора (по сравнению с никелевыми аналогами), но использование этого чувствительного к действиям проходящих через выпусковый коллектор вредных веществ приводит к ее скорому повреждению. В турбинах снижение трения и приращение выпусковой силы достигается посредством шариковых подшипников. К примеру, роллерная или шарикоподшипникового типа Garrett, крепящаяся на шести болтах, устанавливается многими знаменитыми компаниями при изготовлении машин.

Турбонагнетатели с раздвоенным выходом. В этом виде улучшенная отдача достигается посредством предусмотренных разработчиками раздельных путей, проходящих к турбине. Этот вид турбонагнетателя устанавливается многими компаниями при оказании тюнинговых услуг.

Установка перепускных клапанов. Посредством этого элемента некоторый объем выхлопов пускается в обход. Это дает возможность ограничить быстроту оборачиваемости и давления на выпусковом коллекторе. Они устанавливают с целью обеспечения проходящего через турбину ограниченного воздушного потока во избежание повреждения мотора. Внутренние клапаны устанавливают вместе с турбиной, внешние – в отдельности от нее.

Выбор

Перед покупкой турбонагнетателя нужно определиться с тем, до какой мощности автомобилист хочет разогнать свою машину, сколько он готов за это заплатить, сможет ли система выдержать дополнительную нагрузку.

Будет ли машина участвовать в гонках, или использоваться для повседневных задач? В зависимости от этого выбирается размер интеркулера и турбины. Отметим, что производительная работа также зависит от выбора трансмиссии.

При выборе нужно также учитывать:

  1. Достигаемую при установке турбины мощность. Перед установкой следует реально оценить возможности машины. Сможет ли мотор и машина выдержать установленную нагрузку?
  2. Движок какого типа стоит в машине? Различия в температурном режиме эксплуатации мотора являются причиной использования разных турбин. В машинах с бензиновыми агрегатами используются турбины, при изготовлении которых применялся более жаропрочный материал (по сравнению с материалом двигателей дизельного типа).
  3. Какой объем мотора? Большую можно использовать в автомобилях с силовыми агрегатами, имеющими большой объем. В моторах с объемом большим 3 литров целесообразной является установка сдвоенной.

Заключение

Следует помнить, что правильно выбранная турбина способна улучшить работу машины и мощность силового агрегата.

В то же время ошибочно выбранный турбонагнетатель может привести к полному краху всех автомобильной системы. По этой причине заказ турбины лучше проводить в надежном и проверенном магазине, где детали продаются не первый год и работают специалисты с опытом.

Правильный подбор устройства способствует как открытию новых возможностей автомобиля, так и обеспечению качественной работы мотора и всей автомобильной системы в целом.

О турбонаддуве

Нагнетание воздуха при помощи турбокомпрессора

Мощность, которую может развивать двигатель внутреннего сгорания, зависит от количества воздуха и топлива, которые поступают в двигатель. Таким образом, добиться повышения мощности можно, увеличив количество этих компонентов. Увеличение количества топлива совершенно бессмысленно, если одновременно не увеличивается количество воздуха для его сгорания. Поэтому одним из решений проблемы повышения мощности двигателя является увеличение количества воздуха, поступающего в цилиндры; при этом можно сжечь больше топлива и получить, соответственно, большую энергию.

Это подразумевает, что необходимый для сгорания топлива воздух должен быть сжат перед подачей в цилиндры. 

Увеличение мощности атмосферного двигателя может быть достигнуто путём увеличения либо его рабочего объёма, либо оборотов. Увеличение рабочего объёма сразу же увеличивает вес, размеры двигателя и, в конечном итоге, его стоимость. Увеличение оборотов проблематично из-за возникающих при этом технических проблем, особенно в случае двигателя со значительным рабочим объёмом. Технически приемлемым решением проблемы увеличения мощности является использование нагнетателя (компрессора). Это означает, что подающийся в двигатель воздух сжимается перед его впуском в камеру сгорания. 

Турбокомпрессор был впервые сконструирован швейцарским инженером Бюши ещё в 1905 году, но только много лет спустя он был доработан и использован на серийных двигателях с большим рабочим объёмом. В принципе, любой турбокомпрессор состоит из центробежного воздушного насоса и турбины, связанных при помощи общей жесткой оси между собой. Оба этих элемента вращаются в одном направлении и с одинаковой скоростью. Энергия потока отработавших газов, которая в обычных двигателях не используется, преобразуется здесь в крутящий момент, приводящий в действие компрессор. Происходит это так: выходящие из цилиндров двигателя отработавшие газы имеют высокую температуру и давление, они разгоняются до большой скорости и вступают в контакт с лопатками турбины, которая и преобразует их кинетическую энергию в механическую энергию вращения (крутящий момент).


Это преобразование энергии сопровождается снижением температуры газов и их давления. Компрессор засасывает воздух через воздушный фильтр, сжимает его и подает в цилиндры двигателя. Количество топлива, которое можно смешать с воздухом, при этом можно увеличить, что позволяет двигателю развивать большую мощность. Кроме того, улучшается процесс сгорания, что позволяет увеличить характеристики двигателя в широком диапазоне оборотов.

Между двигателем и турбокомпрессором существует связь только через поток отработавших газов. Частота вращения турбокомпрессора напрямую не зависит от числа оборотов двигателя и характеризуется некоторой инерционностью, т.е. сначала увеличивается подача топлива и энергия потока отработавших газов, а затем уже увеличиваются обороты турбины и давление нагнетания, и в цилиндры двигателя поступает ещё больше воздуха, что даёт возможность увеличить подачу топлива. 

Характеристики мотора напрямую зависят от давления наддува: чем больше воздуха удастся загнать в цилиндры, тем мощнее будет двигатель. При определенном стиле вождения появляются и другие плюсы – снижается расход топлива, мотор не боится горных дорог, где обычные двигатели буквально задыхаются от нехватки кислорода в разреженной атмосфере.

Все современные автомобили оснащены системой турбонаддува, которая позволяет повысить мощность двигателя на 20-35% при этом двигатель, оснащенный турбонаддувом, обладает более высоким крутящим моментом на средних и высоких оборотах, что делает автомобиль более динамичным и экономичным при движении. Но при торможении двигателем автомобиль останавливается медленней, за счет пониженной степени сжатия в цилиндрах. Турбина начинает эффективно работать на дизельном авто при 2200-2500 об/мин, на бензиновом при 2800 — 3500 об/мин. Промежуток оборотов двигателя от холостых оборотов до включения турбины называется турбо-яма. Современные системы управления турбиной позволяют минимизировать эффект турбо-ямы.

Показателем эффективности работы турбины является давление наддува, которое на дизельных двигателях обычно достигает до 0.6-0.7 бар а на бензиновых от 0.6-1.0 бар. Качество сгораемого топлива зависит от процентного содержания смеси топливо-воздух и определяет состояние выхлопных газов двигателя.

Все турбонаддувы можно условно разделить на два типа – низкого (0,20 бара) и высокого давления (0,82 бара). Первый, как показала практика, может вообще обходиться без регуляторов. К примеру, на мотор Saab 95 V6 Ecopower Turbo объемом 3,0 л установлена относительно маломощная, поэтому и менее «задумчивая» турбина Garrett. Интересно, что для достижения максимального давления 0,25 бара она использует энергию отработавших газов лишь трех цилиндров из шести. На больших оборотах турбонагнетатель не может как следует разогнаться, что и обеспечивает низкое давление наддува. Электронно управляемая заслонка в этой турбине тут же открывается при любом нажатии на педаль газа. Это позволяет турбине немедленно получать необходимое количество отработавших газов для того, чтобы закачивать в цилиндры больше воздуха. Как только «воздушный насос» раскрутился, заслонка возвращается в положение, соответствующее заданному числу оборотов двигателя. В результате максимальный момент 310 Нм этот мотор выдает при 2100 об/мин.

Но это исключение из правил. Обычно в качестве регуляторов давления в турбодвигателях используют предохранительные клапаны – механические, либо с электронным управлением. Первые открываются избыточным давлением наддуваемого воздуха, вторые имеют исполнительные механизмы, как правило, электромагнитные. Команду открыть-закрыть клапану дает ЭБУ двигателя, руководствуясь информацией целой группы датчиков: давления во впускном коллекторе, детонации, расходомера воздуха и т. д. Первым подобную систему применил Saab в 1981 году.

Давление наддува обычно регулируется с помощью клапанных систем, которые перепускают требуемое количество отработавших газов. Хотя встречаются модели, в которых избыточный воздух сбрасывается прямо под капот, что не совсем выгодно с точки зрения экономичности. Впрочем, и первый способ не идеален, ведь значительное количество отработавших газов не выполняет никаких полезных действий. Вот если бы объединить две турбины в одной! Тогда бы одна использывалась для малых оборотов двигателя, а другая – для максимальных. При этом перепускной клапан использовался бы эпизодически.

Что такое VTG?

Турбонагнетатель с изменяемой геометрией VTG (Variable Turbo Geometry) – это вовсе не турбина с поворотными крыльчатками. Реализовать подобное затруднительно. Но зато ничто не мешает сделать подвижным направляющий аппарат, который в зависимости от нагрузки дозировал бы количество и скорость поступающих на «горячую крыльчатку» отработавших газов. Самый простой вариант использовали в роторном моторе Mazda RX7 в конце 80х. Здесь струя выхлопных газов была разделена на два потока. На малых оборотах они воздействовали только на верхнюю часть турбинного колеса. При достижении определенной частоты вращения коленвала срабатывал клапан, после чего отработавшие газы подавались уже на всю поверхность крыльчаток. Правда, оказалось, что данная система хорошо работала только в паре с роторнопоршневым двигателем Ванкеля.

Более удачной оказалась идея с несколькими поворотными лопатками, закрепленными в специальной обойме. Они регулировали скорость и давление потока отработавших газов в зависимости от режима работы. В грузовых автомобилях первой удачно применила этот метод фирма Mitsubishi в середине 80х, а в легковых – Audi и Volkswagen – фирма Allied Signal (Garrett) в 1995 году. Позже VTG-нагнетатетелями обзавелись легковые дизели BMW и MercedesBenz, а также AlfaRomeo. К слову, нечто подобное устанавливалось на советские танковые дизели с середины 60х.

Но пока, к сожалению, такая система прижилась только на дизельных моторах. Дело в том, что нежный направляющий аппарат теряет подвижность после долгой работы при высоких температурах выхлопных газов. Сравним 1050°С для бензинового двигателя и всего 600°С для дизеля. Кроме того, турбина с переменной геометрией дороже, чем обычная. А ее надежность и долговечность все-таки поменьше. Поэтому в ближайшее время вопрос о том, каким должен быть идеальный наддув, остается открытым. Один из перспективных путей – применение комбинированного наддува. К примеру, на малых оборотах воздух в цилиндры нагнетает приводной компрессор, а уже со средних в дело вступает турбонаддув.

Дизельный насос (ТНВД) имеет турбо-корректор, который подает топливо относительно поступаемого в камеру сгорания воздуха. Такая же коррекция происходит и в инжекторных системах. Окружная скорость вращения вала турбо-корректора достигает 50-70 м/с, что в несколько раз выше скорости движения автомобиля и на порядок выше окружной скорости коленчатого вала, если эти данные перевести в об/мин то ротор турбо-корректора вращается с 150000 — 210000 об/мин а коленвал с 5000-7000 об/мин. При этой скорости малейший дисбаланс превращает ротор в вибратор большего размера, что приводит к механичекому и акустическому шуму, утечке масла через уплотнения и неэффективной работы турбины, а в конечном итоге к заклиниванию вала и обрыву горячей крыльчатки. Вот зачем необходима балансировка вала до сборки турбокомпрессора и после. Особую роль нужно отдать диагностике работы двигателя и топливной системы.

Для проверки эффективности работы турбокомпрессора используется вакуумметр-манометр. Для проверки давления картерных газов используем напоромер. Данный прибор позволяет диагностировать состояние двигателя в целом. Ведь работа турбины на 99% зависит от состояния двигателя, а повышенный расход масла и топлива ошибочно указывает на изношенное состояние турбокомпрессора. Что касается диагностики топливной системы автомобиля, то лучше это сделать на специализированной СТО, но некоторые неисправности очевидны. Так средний пробег распылителей форсунок составляет 100 тыс. км. пробега, работа свечей накала 50 тыс. км., свечей зажигания обычных 25 тыс. км. а платиновых 60 тыс. км. Периодическая профилактическая чистка топливной системы составляет около 25 тыс. км. км пробега. Клиенты к нам обращаются как в плане консультации при покупке автомобиля, так и с просьбой диагностики турбины и двигателя для определения реального состояния цилиндро-поршневой группы и ремонта.

Преимущества турбокомпрессорного двигателя

Двигатель, оснащённый турбокомпрессором, обладает техническими и экономическими преимуществами по сравнению с атмосферным (безнаддувным) двигателем:

  • Соотношение «масса/мощность» у двигателя с турбокомпрессором выше, чем у атмосферного двигателя.
  • Двигатель с турбокомпрессором менее громоздок, чем атмосферный двигатель той же мощности.
  • Кривая крутящего момента двигателя с турбокомпрессором может быть лучше адаптирована к специфическим условиям эксплуатации. При этом, водитель тяжёлого грузовика должен намного реже переключать передачи на горной дороге, и само вождение будет более «мягким». 

Кроме того, можно на базе атмосферных двигателей создавать версии, оснащённые турбокомпрессором и различающиеся по мощности. Ещё более ощутимы преимущества двигателя с турбокомпрессором на высоте. Атмосферный двигатель теряет мощность из-за разрежения воздуха, а турбокомпрессор, обеспечивая повышенную подачу воздуха, компенсирует снижение атмосферного давления, почти не ухудшая характеристики двигателя. Количество нагнетаемого воздуха станет лишь ненамного меньше, чем на более низкой высоте, то есть двигатель практически сохраняет свою обычную мощность. Кроме того:

  • Двигатель с турбокомпрессором обеспечивает лучшее сгорание топлива.Подтверждением тому служит уменьшение потребления топлива грузовиками на больших пробегах.
  • Поскольку турбокомпрессор улучшает сгорание, он также способствует уменьшению токсичности отработавших газов.
Ремонт турбин дизельных двигателей

Турбированный дизельный двигатель с неисправным компрессором теряет от 30 до 60 процентов своей мощности. К сожалению, вывести этот агрегат из строя довольно легко: достаточно несколько раз после холодного пуска дать двигателю высокие обороты. Если к тому же моторное масло не соответствует типу двигателя или засорен фильтр, ремонт турбокомпрессора придется делать почти наверняка.

Рекомендации по эксплуатации автомобиля с турбиной

Очевидно, что классическое обслуживание автомобиля — ещё не гарантия того, что Турбина и двигатель может пройти 500 000 км до капремонта. В регламентное обслуживание необходимо вводить такие работы: очистка топливной системы, диагностика-регулировка топливо-воздушной системы, проверка на загрязнение катализатора в выхлопной системе.

    • При запуске двигателя используйте минимальный газ и не меньше минуты держите двигатель на холостых оборотах. Газовать на двигателе, который лишь несколько секунд назад завелся, значит, заставлять турбину вращаться на высоких скоростях в условиях ограниченной смазки.
    • После больших оборотов и нагрузки двигателя не выключайте зажигание, дайте двигателю поработать на холостых оборотах от 15 до 30секунд (в зависимости от режима работы двигателя). При нагруженном двигателе крыльчатка турбины вращается на очень высоких оборотах. Быстрое же выключение зажигания приводит к прекращению подачи масла в то время когда крыльчатка ещё вращается с большой скоростью…
    • Избегайте длительной работы на холостых оборотах. При этом давление масла в турбине больше, чем воздуха в компрессорной части. Масло может вытекать в улитки и появится сизый дым.
    • Масло, на котором эксплуатируется ваш автомобиль — это действительно самая главная деталь в работоспособности турбонаддува.
Практические советы по обслуживанию, диагностике

Сегодня многие СТО «боятся» автомобилей с турбокомпрессорами. Это происходит из-за нехватки информации с одной стороны и нежелании механиков получать дополнительные знания по автодиагностике. Предлагаем Вам ознакомиться с подходом к турбокомпрессору. Не нужно бояться турбин, нужно технически грамотно представлять процесс проверки турбокомпрессора. 

Если автомобиль нуждается в ремонте, а признаки указывают, что неисправность связана с турбокомпрессором, важно точно установить, поврежден он или нет. Это можно сделать, пользуясь таблицей, приведенной ниже. Если точно установлено, что турбокомпрессор неисправен, нужно обязательно отыскать причину этого. Если её не устранить, новый компрессор, установленный взамен неисправного, тоже выйдет из строя, иногда это происходит в первые же секунды после запуска двигателя.

Методика диагностирования турбокомпрессора на двигателе
  1. Необходимо подсоединиться к системе впускного коллектора с помощью тройника, так как система должна быть герметична.
  2. Произвести запуск двигателя, дать возможность прогреться двигателю до температуры 70°С.
  3. Статическая проверка турбонаддува:
    • на инжекторных автомобилях показания прибора при холостых оборотах должны быть в секторе вакуумирования (левая зелёная зона). На дизельных автомобилях показания прибора колеблются около «0»;
    • для дизельных автомобилей: при холостых оборотах стрелка на приборах находится в «0», при резком и кратковременном нажатии на педаль газа может быть в пределах 0,5 – 0,8 бар при 2200 –3500 об/мин, нагнетание становится эффективным от 2200 об/мин;
    • на инжекторных автомобилях при плавном нажатии на педаль акселератора на оборотах двигателя 2000 об/мин показания прибора достигают 0 – 0,2 бар. При резком нажатии на педаль акселератора показания прибора достигают 0,3 – 0,5 бар, и происходит сброс давления, т.к. двигатель не нагружен. Поэтому инжекторный автомобиль необходимо диагностировать в движении. Эффективность нагнетания происходит от 2800 об/мин двигателя.

4. Динамическая проверка турбонаддува:

    • необходимо вывести прибор в салон автомобиля;
    • произвести измерение на 2-й передаче с максимальным ускорением, при этом показания прибора на инжекторных автомобилях достигают 0,8 – 1,0 бар, а на дизельных – 0,6 – 0,8 бар.

5. После измерения турбонаддува необходимо все соединения вернуть в начальное состояние.

Внимание!!! Если давление турбонаддува для дизеля ниже 0,5 бар, то необходимо уделить серьёзное внимание топливной аппаратуре. Если ниже 0,3 бар при исправном двигателе, то турбокомпрессор требует ремонта. 

Внимание!!! Если давление турбонаддува превышает максимально допустимые параметры, то существует большая вероятность выхода из строя цилиндропоршневой группы (прогар поршня).
Вопреки распространенному мнению, можно починить практически любой компрессор. Однако сам процесс ремонта турбин очень сложен, и кроме опыта требует специального оборудования.

 Сначала агрегат разбирается и проводится тщательная ревизия состояния всех его деталей. После этого делается собственно ремонт турбокомпрессора, для чего применяются лишь фирменные запчасти, а все подшипники и компрессионные кольца заменяются новыми. Затем турбину тщательно балансируют и картридж собирают. Далее на стенде добиваются идеальной балансировки уже самого картриджа, после чего турбину можно устанавливать на двигатель.

Замена турбокомпрессора

При самостоятельной установке турбины следует выполнять приведённые указания:

  1. Проверить сливные маслопроводы, снять и полностью их прочистить. Убедиться в отсутствии вмятин, повреждений, пережатий. Случается, что шланги и резиновые патрубки через некоторое время разбухают изнутри, что затрудняет движение масла. В случае сомнений рекомендуется заменить резиновые части новыми деталями.
  2. Проверить сапун двигателя, снять и полностью очистить его. Нужно следовать тем же указаниям, что и для маслопроводов. Проверить, при необходимости заменить клапаны (если они есть). На сапуне часто устанавливают небольшой конденсатор масла, его также нужно очистить и проверить. Одним словом, давление картерных газов не должно превышать 50 кг/м2.
  3. Пред установкой турбокомпрессора (далее ТКР) заглушить патрубок маслоподачи и слива на ТКР.
  4. Прогреть двигатель до рабочей температуры, произвести замер давления масла в патрубке подачи масла на ТКР ( не менее 0,8 кг/см2 ) на холостых оборотах и (не более 6,5 кг/см2) на максимальных оборотах.
  5. Слить отработанное масло с двигателя.
  6. Произвести замену всех фильтров (масляного, воздушного, топливного). Очистить внутренние полости корпуса воздушного фильтра от инородных частиц и мусора.
  7. Залить масло, соответствующее требованиям завода-изготовителя для данного типа двигателя (смотреть инструкцию по эксплуатации автомобиля).
  8. Произвести чистку и проверить герметичность воздушных патрубков подачи и слива масла (патрубки трубопроводов должны соответствовать требованию завода-изготовителя).
  9. При наличии интеркулера промыть его от остатков масла.
  10. При наличии катализатора в выхлопной системе необходимо проверить сопротивление противовыхлопа (не более 0,2кг/см2 на оборотах).
    При завышенном давлении, или если автомобиль имеет пробег более 100 тыс. км, катализатор нужно заменить или удалить.
  11. Снять заглушку с маслоподающего патрубка. На стартерном режиме произвести прокачивание маслом подающей трубки, слить в ёмкость примерно 100 г масла.
  12. Произвести монтаж ТКР, не подключая патрубки всасывания и наддува воздуха.
  13. Подключить маслоподающую трубку к ТКР.
  14. На стартерном режиме произвести прокачивание масла через ТКР в ёмкость примерно 100 г, контролируя появление масла на сливной трубке.
  15. Подсоединить маслосливную трубку к ТКР.
  16. Запустить двигатель, не пользуясь педалью акселератора. Дать поработать двигателю 5–10 минут на холостых оборотах, при этом контролировать температуру патрубка подачи масла (50–60°С), контролировать герметичность всех соединений.
  17. Увеличить обороты двигателя до 2500/3000 об/мин. При этом отслеживать выброс масла из нагнетающего патрубка улитки ТКР.
  18. Убедившись, что ТКР не выбрасывает через нагнетающий патрубок улитки масло, произвести монтаж воздушных патрубков.
  19. Запустить двигатель, проверить герметичность всех соединений.
  20. Замерить давление во всасывающем тракте после турбины.

Если обнаружены неисправности, конечно же следует их устранить.

С уважением СТО «Ковш»

Основы турбонаддува | Часть 1. Принципы работы турбодвигателя.

Основные принципы работы турбодвигателя.


Как известно, мощность двигателя пропорциональна количеству топливовоздушной смеси, попадающей в цилиндры. При прочих равных, двигатель большего объема пропустит через себя больше воздуха и, соответственно, выдаст больше мощности, чем двигатель меньшего объема. Если нам требуется, чтобы маленький двигатель выдавал мощности как большой или мы просто хотим, чтобы большой выдавал еще больше мощности, нашей основной задачей станет поместить больше воздуха в цилиндры этого двигателя. Естественно, мы можем доработать головку блока и установить спортивные распредвалы, увеличив продувку и количество воздуха в цилиндрах на высоких оборотах. Мы даже можем оставить количество воздуха прежним, но поднять степень сжатия нашего мотора и перейти на более высокий октан топлива, тем самым подняв КПД системы. Все эти способы действенны и работают в случае, когда требуемое увеличение мощности составляет 10-20%. Но когда нам нужно кардинально изменить мощность мотора — самым эффективным методом будет использование турбокомпрессора.

Каким же образом турбокомпрессор позволит нам получить больше воздуха в цилиндрах нашего мотора? Давайте взглянем на приведенную ниже диаграмму:



Рассмотрим основные этапы прохождения воздуха в двигателе с турбокомпрессором:

— Воздух проходит через воздушный фильтр (не показан на схеме) и попадает на вход турбокомпрессора (1)
— Внутри турбокомпрессора вошедший воздух сжимается и при этом увеличивается количество кислорода в единице объема воздуха. Побочным эффектом любого процесса сжатия воздуха является его нагрев, что несколько снижает его плотность.
— Из турбокомпрессора воздух поступает в интеркулер (3) где охлаждается и в основной мере восстанавливает свою температуру, что кроме увеличения плотности воздуха, ведет еще и к меньшей склонности к детонации нашей будущей топливовоздушной смеси.
— После прохождения интеркулера воздух проходит через дроссель, попадает во впускной коллектор (4) и дальше на такте впуска — в цилиндры нашего двигателя.
Объем цилиндра является фиксированной величиной, обусловленной его диаметром и ходом поршня, но так как теперь он заполняется сжатым турбокомпрессором воздухом, количество кислорода зашедшее в цилиндр становится значительно больше чем в случае с атмосферным мотором. Большее количество кислорода позволяет сжечь большее количество топлива за такт, а сгорание большего количества топлива ведет к увеличению мощности выдаваемой двигателем.
— После того как топливо-воздушная смесь сгорела в цилиндре, она на такте выпуска уходит в выпускной коллектор (5), где этот поток горячего (500С-1100С) газа попадает в турбину (6)
— Проходя через турбину, поток выхлопных газов вращает вал турбины на другой стороне которого находится компрессор, и, тем самым совершает работу по сжатию очередной порции воздуха. При этом происходит падение давления и температуры выхлопного газа, поскольку часть его энергии ушла на обеспечение работы компрессора через вал турбины.

Ниже приведена схема внутреннего устройства турбокомпрессора:


В зависимости от конкретного мотора и его компоновки под капотом, турбокомпрессор может иметь дополнительные встроенные элементы, такие как Wastegate и Blow-Off. Рассмотрим их подробнее:

Blow-off

Блоуофф (перепускной клапан) — это устройство установленное в воздушной системе между выходом из компрессора и дроссельной заслонкой с целью не допустить выход компрессора на режим surge. В моменты, когда дроссель резко закрывается, скорость потока и расход воздуха в системе резко падает, при этом турбина еще некоторое время продолжает вращаться по инерции со скоростью не соответствующей новому упавшему расходу воздуха. Это вызывает циклические скачки давления за компрессором и слышимый характерный звук прорывающегося через компрессор воздуха. Surge со временем приводит к выходу из строя опорных подшипников турбины, ввиду значительной нагрузки на них в этих переходных режимах. БлоуОфф использует комбинацию давлений в коллекторе и установленной в нем пружины чтобы определить момент закрытия дросселя. В случае резкого закрытия дросселя блоуофф сбрасывает в атмосферу возникающий в воздушном тракте избыток давления и тем самым спасает турбокомпрессор от повреждения.

Wastegate

Представляет собой механический клапан установленный на турбинной части или на выпускном коллекторе и обеспечивающий контроль за создаваемым турбокомпрессором давлением. Некоторые дизельные моторы используют турбины без вейстгейтов. Тем не менее, подавляющее большинство бензиновых моторов обязательно требуют его наличия. Основной задачей вейстгейта является обеспечивать выхлопным газам возможность выхода из системы в обход турбины. Пуская часть газов в обход турбины, мы контролируем количество энергии газов, которое уходит через вал на компрессор и, тем самым, управляем давлением наддува, создаваемым компрессором. Как правило, вейстгейт использует давление наддува и давление встроенной пружины, что бы контролировать обходной поток выхлопных газов.

Встроенный вейстгейт состоит из заслонки, встроенной в турбинный хаузинг (улитку), пневматического актуатора, и тяги от актуатора к заслонке.


Внешний гейт представляет собой клапан, устанавливаемый на выпускной коллектор до турбины. Преимуществом внешнего гейта является то, что сбрасываемый им обходной поток может быть возвращен в выхлопную систему далеко от выхода из турбины или вообще сброшен в атмосферу на спортивных автомобилях. Все это ведет к улучшению прохождения газов через турбину ввиду отсутствия разнонаправленных потоков в компактном объеме турбинного хаузинга.


Водяное и масляное обеспечение:

Шарикоподшипниковые турбины Garrett требуют значительно меньше масла чем втулочные аналоги. Поэтому установка маслянного рестриктора на входе в турбину крайне рекомендована, если давление масла в вашей системе превышает 4 атм. Слив масла должен быть заведен в поддон выше уровня масла. Поскольку слив масла из турбины происходит естественным путем под действием гравитации, крайне важно, чтобы центральный картридж турбины был ориентирован сливом масла вниз.

Частой причиной выхода из строя турбин является закоксовка маслом в центральном картридже. Быстрая остановка мотора после больших продолжительных нагрузок ведет к теплообмену между турбиной и нагретым выпускным коллектором, что в отсутствии притока свежего масла и поступления холодного воздуха в компрессор ведет к общему перегреву картриджа и закоксовке имеющегося в нем масла.

Для минимизации этого эффекта турбины снабдили водяным охлаждением. Водные шланги обеспечивают эффект сифона снижая температуру в центральном картридже даже после остановки двигателя, когда нет принудительной циркуляции воды. Желательно также обеспечить минимум неравномерности по вертикали линии подачи воды, а также несколько развернуть центральный картридж вокруг оси турбины на угол до 25 градусов.

Выбор турбины.


Правильный подбор турбины является ключевым моментом в постройке турбомотора и основан на многих вводных данных. Самым основным фактом выбора является требуемая от мотора мощность. Важно также выбирать эту цифру максимально реалистично для вашего мотора. Поскольку мощность мотора зависит от количества топливовоздушной смеси, которая через него проходит за единицу времени, определив целевую мощность, мы приступим к выбору турбины способной обеспечить необходимый для этой мощности поток воздуха.

Другим крайне важным фактором выбора турбины является скорость ее выхода на наддув и минимальные обороты двигателя, на которых это происходит. Меньшая турбина или меньший горячий хаузинг позволяют улучшить эти показатели, но максимальная мощность при этом будет снижена. Тем не менее, за счет большего рабочего диапазона работы двигателя и быстрого выхода турбины на наддув при открытии дросселя в целом результат может быть значительно лучше, чем при использовании большей турбины с большой пиковой мощностью, но в узком верхнем диапазоне работы мотора.

Втулочные и шарикоподшипниковые турбины.


Втулочные турбины были самыми распространенными в течение долгого времени, тем не менее, новые и более эффективные шарикоподшипниковые турбины используются все чаще. Шарикоподшипниковые турбины появились как результат работы Garrett Motorsport во многих гоночных сериях.  

Отзывчивость турбины на дроссель в значительной степени зависит от конструкции центрального картриджа. Шарикоподшипниковые турбины Garrett обеспечивают на 15% более быстрый выход на наддув относительно их втулочных аналогов, снижая эффект турбо-ямы и приближая ощущение от турбо-мотора к атмосферному большеобъемнику.


Шарикоподшипниковые турбины также требуют значительно меньшего потока масла через картридж для смазки подшипников. Это снижает вероятность утечек масла через сальники. Такие турбины менее требовательны к качеству масла и менее склонны к закоксовке после глушения двигателя.

Читать Часть 2: Trim, A/R хаузингов, твинскролл, AFR.

Читать Часть 3: Компрессорная карта, Surge, Эффективность, Скорость вращения.

Расчет и подбор турбин Garrett онлайн.


По материалам Garrett TurboTech.
Перевод и адаптация Oleg Coupe (TurboGarage)
При использовании материалов ссылка на источник обязательна.

Бывший конструктор компании Ford запатентовал двигатель с турбиной на каждый цилиндр

Даунсайзинг привел к тому, что еще десять лет назад казалось немыслимым: появились крохотные трехцилиндровые моторчики с турбонаддувом под капотами автомобилей D-класса, а многоступенчатые системы наддува могут иметь и два, и три, и даже четыре компрессора. Но американский инженер Джим Кларки предложил пойти еще дальше и снабдить каждый цилиндр двигателя своим индивидуальным турбокомпрессором.

Кларки — не какой-нибудь мечтатель: за его плечами многолетняя карьера в компании Ford, в ходе которой он получил 27 патентов и разработал модульное семейство моторов V8, компактный V8 с 60-градусным развалом (этот двигатель совместной разработки компаний Ford-Volvo-Yamaha ставили на XC90 первого поколения), моторы Duratec V6, а также V12 для спорткаров Aston Martin. В дальнейшем Кларки успел поработать вице-президентом по инжинирингу в «грузовой» фирме Navistar и занимался специальными проектами в фирме Kohler Engines.

Его новый патент объединяет несколько идей. Во-первых, на каждый цилиндр приходится по своей турбине, но все они нагнетают воздух в общий впускной коллектор. Каждая из турбин размещается вплотную к головке блока, что снижает потери энергии выхлопных газов. Конечно, это потребует применения особых миниатюрных турбин: по прикидкам Кларки, на трехцилиндровом моторе их размеры должны быть уменьшены примерно на 20%. По задумке инженера, это также должно ускорить раскрутку турбин, уменьшив, а возможно и устранив турболаг.

Во-вторых, на впуске предлагается установить индивидуальные дроссельные заслонки, разместив их как можно ближе к головке блока цилиндров. «У среднего двигателя между впускным клапаном и дроссельной заслонкой заключен объем, равный рабочему объему мотора. При открытии дросселя требуется время, чтобы наполнить это пространство» — поясняет Кларки. Его предложение позволит улучшить отзывчивость мотора, снизить задержки в реакциях на педаль газа.

Наконец, свой дроссель приходится даже не на каждый цилиндр, а на каждый впускной клапан, ведь в конструкции Кларки к каждому клапану ведет индивидуальный впускной канал! Такая схема не нова, и позволяет на низких оборотах перекрывать один канал, повышая скорость потока в соседнем.

Есть у предложенной схемы и очевидные трудности: главная — высокая сложность, увеличенное количество деталей. Вызывает сомнения и работоспособность турбин при неравномерном, пульсирующем потоке выхлопных газов. Впрочем, пока задумка Джима Кларки остается на уровне эскизной проработки: прототип не изготовлен — да и неясно, будет ли.

Что такое турбинный двигатель?

Газотурбинный двигатель — это специально разработанная машина, которую часто называют «Газовая турбина ». В некоторых случаях он обозначается как « Турбина внутреннего сгорания ».

Этот тип двигателя часто классифицируют как «Двигатель внутреннего сгорания» из-за того, что сгорание с участием топлива агрегата происходит при смешивании с ним особого типа окислителя в тщательно спроектированной камере сгорания.Эта камера считается очень важной частью схемы, обеспечивающей функциональность двигателя в целом.

Некоторые из наиболее важных частей газотурбинного двигателя включают вращающийся компрессор, который течет вверх по потоку, турбину, которая течет вниз по потоку, и вышеупомянутую камеру сгорания. Как и большинство двигателей в современном мире, газотурбинный двигатель представляет собой особый тип машинного агрегата, способный успешно преобразовывать энергию в тип механического движения с целью обеспечения мощности и/или функциональности. к специальным устройствам, таким как вертолеты, относительно небольшие силовые установки, реактивные самолеты и танки.

Чтобы запросить дополнительную информацию о компании Aviation & Marketing International , нажмите здесь!

Как работает газотурбинный двигатель?

В газотурбинном двигателе энергия создается и добавляется в поток газа, который присутствует внутри компонента двигателя, известного как « Камера сгорания ». Именно в этой области происходит тщательное перемешивание компонентов воздуха и топлива. Когда эта смесь успешна, она воспламеняется.

Слишком высокое давление в камере сгорания.В результате топливо подвергается более высоким уровням сгорания, а общая температура деталей газотурбинного двигателя резко возрастает.

Как только температура в двигателе повышается, смесь нагнетается в так называемую « секцию турбины ». Именно в этот момент поток газа начинает двигаться в больших объемах и с исключительно высокой скоростью. Затем он перемещается к специально разработанному соплу, которое выбрасывает жидкую смесь через лопасти, расположенные на двигателе.Эти специальные детали газотурбинного двигателя затем вращаются, что приводит к передаче мощности на компрессор. В конце концов давление газа, выбрасываемого из выхлопных газов, и общая температура газотурбинного двигателя снижаются.

Чем отличаются газотурбинные двигатели от стандартных двигателей?

По сравнению со стандартным двигателем, который приводится в действие с помощью поршней специальной конструкции, газотурбинный двигатель считается исключительно простым в эксплуатации, хотя и более мощным по выходной мощности.Он считается более простым, поскольку из всех частей двигателя есть только одна основная часть, которая считается движущейся частью и находится в секции, которая управляет преобразованием мощности агрегата. Поршневые двигатели, с другой стороны, включают в себя десятки отдельных движущихся частей и элементов.

При оценке деталей газотурбинного двигателя вы заметите, что он имеет компонент центрального вала, который включает в себя турбину специальной конструкции на конце, выпускающем выхлоп, и вентилятор специальной конструкции, отвечающий за сжатие двигателя на конце, на который ссылаются механики. как « Впуск ».

Преимущества газотурбинного двигателя    

По словам механиков и специалистов по газотурбинным двигателям, этот конкретный двигатель обладает многочисленными преимуществами. К ним относятся, но не ограничиваются следующим:

  • Эти двигатели разработаны для оптимальной работы при более низком давлении во время работы.
  • Детали двигателя считаются оптимальными для работы на высотах, которые считаются большими. Вот почему многие типы самолетов используют эти двигатели.
  • Скорости двигателей могут работать на более высоких скоростях, чем стандартные двигатели с поршневым управлением.
  • С этими двигателями связано гораздо меньше компонентов, что означает, что их легче обслуживать и ремонтировать.
  • Детали двигателя, содержащиеся в этих типах двигателей, имеют более высокий уровень успеха, когда речь идет о внутренней смазке.
  • Турбинные двигатели
  • способны выдерживать большой вес, обеспечивая при этом высокий уровень мощности транспортных средств и судов, на которых они используются.

КОГДА ВЫ ДУМАЕТЕ

TFE731
ДУМАЕТЕ АМИ

В Aviation & Marketing International мы храним один из самых больших вариантов деталей газотурбинного двигателя TFE731 . Имея на складе более 60 000 деталей, мы можем с гордостью сказать, что мы являемся универсальным магазином для всех ваших деталей, технического обслуживания и обслуживания TFE731 . Хотя вероятность того, что у нас не будет нужных вам деталей, невелика, если случайно у нас их нет, мы полностью способны передать вам эту конкретную деталь двигателя TFE731 , что сэкономит вам время и нервы.
ПОИСК ЗАПЧАСТЕЙ TFE731

Использование газотурбинного двигателя

В настоящее время в транспортных средствах и судах используется множество газотурбинных двигателей. Ниже приведены некоторые примеры транспортных средств и/или судов с газотурбинным двигателем:

Турбинные двигатели считаются исключительно популярными среди производителей крупных транспортных средств и/или судов. Эти двигатели популярны из-за их упрощенной конструкции и чрезмерного отношения мощности к весу.Детали газотурбинного двигателя помогают оптимизировать массовый расход воздуха агрегата, повышая давление и/или сгорание в системе, работают для регулирования как внутренних, так и внешних температур, связанных с двигателями, а затем помогают повысить общую эффективность, связанную с работой. двигателя.

Благодаря этим фактам двигатель считается оптимальным выбором для приведения в действие тяжелых судов и транспортных средств, требующих массового количества энергии.

Хотите купить турбинный двигатель TFE731? Проверьте наш инвентарь!

Типы газовых турбин

Чтобы двигать самолет по воздуху, мы должны использовать какую-то двигательную установку для создания тяги.Наиболее широко используется формой двигательной установки для современных самолетов является газ двигатель с турбиной. Турбинные двигатели бывают разных форм.

На этой странице показаны компьютерные чертежи четырех различных вариантов газотурбинный или реактивный двигатель. Хотя каждый из двигателей отличается, они имеют некоторые общие части. Каждый из эти двигатели имеют секцию сгорания (красный), компрессор (голубой), турбина (пурпурный) и вход и сопло (серый). Компрессор, горелка и турбина называются основной двигателя, так как все газовые турбины имеют эти компоненты.Ядро также называют газогенератором . так как на выходе активной зоны — горячий выхлопной газ. Газ проходит через сопло для создания тяги для турбореактивного двигателя, в то время как он используется для привода турбины (зеленый) турбовентиляторных и турбовинтовых двигателей. Поскольку компрессор и турбина связаны центральным валом и вращаются вместе, эта группа деталей называется турбомашиной . Операция турбореактивный, форсажный турбореактивный двигатель, турбовентилятор, а турбовинтовые двигатели описаны на отдельные страницы.

Благодаря высокой выходной мощности и высокому тепловому КПД газотурбинные двигатели также используются в самых разных приложениях, не связанных с аэронавтикой. Подключение главный вал двигателя к электромагниту будет генерировать электроэнергию. Газовые турбины также может использоваться для питания кораблей, грузовиков и военных танков. В этих случаях главный вал соединен с коробкой передач (очень похоже на турбовинтовой), и получившаяся силовая установка называется двигатель турбовальный .В конце 1960-х гоночные автомобили с турбовальными двигателями соревновались в Indy 500.

Вы можете изучить конструкцию и работу различных турбин движок с помощью интерактивного EngineSim Java-апплет. Вы можете выбрать тип двигателя и варьировать любой из параметров, которые влияют на тягу и расход топлива.


Деятельность:


Экскурсии с гидом
  • Реактивные двигатели:

Навигация ..


Домашняя страница руководства для начинающих

Газотурбинный двигатель

Эта страница предназначена для учащихся колледжа, старшей или средней школы. Для младших школьников более простое объяснение информации на этой странице доступны на Детская страница.

Тяга – это сила, которая перемещает любое самолетов по воздуху.Тяга создается за счет двигательная установка самолета. Различные двигательные установки развивают тягу в разными способами, но вся тяга создается за счет некоторых Применение третьего закона Ньютона движение. На каждое действие есть равное и противоположное противодействие. В любой двигательной установке используется рабочая жидкость . ускоряется системой и реакция на это ускорение создает силу в системе. А общий вывод уравнения тяги показывает, что величина создаваемой тяги зависит от массовый поток через двигатель и выходная скорость газа.

Во время Второй мировой войны был разработан новый тип авиационного двигателя. самостоятельно в Германии и в Англии. Этот двигатель назывался . двигатель газотурбинный . Мы иногда называем этот двигатель реактивным двигателем . двигатель . Ранние газотурбинные двигатели работали почти так же, как ракетный двигатель создание горячего выхлопного газа, который пропускается через сопло для создания тяги. Но в отличие от ракетного двигателя, который должен нести кислород для горения, газотурбинный двигатель получает кислород из окружающего воздуха.Турбинный двигатель не работает в космическом пространстве, потому что нет окружающего воздуха. Для газа ГТД, форсированный газ или рабочая жидкость , это реактивный выхлоп. Большинство масса реактивного выхлопа поступает из окружающей атмосферы. Самый современный, высокоскоростной пассажир и военный самолет питаются от газа турбинные двигатели. Потому что газотурбинные двигатели так важны для современного жизни, мы будем предоставлять много информации о газотурбинных двигателях и их эксплуатация.

Турбинные двигатели бывают самых разных форм и размеров из-за множества различных задач самолетов. Все газотурбинные двигатели имеют некоторые детали в общее, однако. На слайде мы видим изображения четырех разных самолеты с газотурбинными двигателями. У каждого самолета есть уникальная миссия и, следовательно, уникальное требование к двигательной установке. В вверху слева — авиалайнер DC-8. Его задача — перевозить большие грузы. пассажиров или груза на большое расстояние на высокой скорости.Он тратит большую часть своей жизни на высокой скорости круиз. Внизу слева F-14. истребитель. Его задача — сбивать другие самолеты в воздушный бой. Он проводит большую часть своей жизни в круизе, но нуждается высокое ускорение когда в бою. Внизу справа грузовой С-130. самолет. Как и DC-8, он перевозит грузы на большие расстояния, но не требует высокой скорости DC-8. В верхней справа — учебно-тренировочный Т-38. Он используется для обучения пилотов управлению реактивным самолетом. самолет и не имеет требований к ускорению F-14.DC-8 оснащен четырьмя ТРДД с большой степенью двухконтурности. двигатели F-14 на двух форсажных ТРДД малой двухконтурности, у С-130 четыре ТРД двигателями, а Т-38 двумя ТРД двигатели.

EngineSim интерактивный Java-апплет, позволяющий изучать различные типы реактивных двигателей. Вы можете изучить основы газотурбинного двигателя движение с помощью симулятора EngineSim. RangeGames представляет собой интерактивный Java-апплет, который позволяет вам изучать, насколько разные типы самолетов используют разные типы двигателей для выполнения своей миссии.


Деятельность:

Экскурсии с гидом

Навигация ..


Домашняя страница руководства для начинающих

Реактивный двигатель | SKYbrary Aviation Safety

Газотурбинный двигатель

Описание

Реактивный двигатель — это реактивный двигатель, т. е. двигатель, обеспечивающий движение или тягу за счет выброса реактивной массы, и работающий в соответствии с третьим законом движения Ньютона: «На каждое действие (сила) существует равная и противоположная реакция (сила) ».

Большинство реактивных двигателей, используемых в авиации, относятся к воздушно-реактивным, осевым потокам, газотурбинным двигателям. Газовая турбина представляет собой роторный двигатель, извлекающий энергию из потока продуктов сгорания. Окружающий воздух всасывается во впускной патрубок двигателя, где осевой или центробежный компрессор (или оба) повышают как давление, так и температуру воздуха перед подачей его в камеру сгорания. В камере сгорания к горячему сжатому воздуху добавляется топливо и воспламеняется. После воспламенения оно является самоподдерживающимся, поскольку постоянный поток воздуха и топлива обеспечивает непрерывное горение.Высокоэнергетический выхлопной поток (реакционная масса), образующийся при сжигании топливно-воздушной смеси, покидает камеру сгорания, проходя через одну или несколько турбин, которые служат для привода компрессора(ов). Оставшийся выхлопной газ выбрасывается через сопло, обеспечивающее тягу (силу) для продвижения самолета вперед.

 Турбореактивный двигатель является наиболее эффективным, когда скорость самолета, который он приводит в движение, приблизительно равна скорости выхлопных газов. Во многих случаях самолеты рассчитаны на скорость, намного меньшую, чем скорость обычного реактивного выхлопа, поэтому турбины двигателей также используются для привода других компонентов, таких как вентилятор, пропеллер или другое оборудование.Таким образом, турбовинтовые, турбовентиляторные и турбовальные двигатели оптимизированы для скорости и типа самолета, на котором они работают.

Двигатели, разрабатываемые для очень высоких скоростей, устраняют необходимость в компрессоре с приводом. В «таранном» двигателе, таком как ПВРД или ГПВРД, воздух, поступающий в двигатель, сжимается из-за геометрии впускной и компрессорной секций и высокой скорости самолета. Как следствие, эти типы двигателей не требуют компрессора или турбины для его привода, но двигатель не может работать, когда самолет неподвижен.

Статьи по теме

Как работают 4 типа газотурбинных двигателей

Прямой эфир из кабины экипажа

Газотурбинные двигатели прошли долгий путь с 1903 года. Это был первый год, когда газовая турбина производила достаточную мощность для поддержания своей работы. Дизайн был разработан норвежским изобретателем Эгидусом Эллингом, и он производил 11 лошадиных сил, что было огромным достижением в то время.

В наши дни газотурбинные двигатели бывают всех форм и размеров, и большинство из них производят много более 11 лошадиных сил.Вот 4 основных типа газотурбинных двигателей, а также плюсы и минусы каждого.

1) Турбореактивный двигатель

Heinkel He 178, первый в мире турбореактивный самолет

Турбореактивные двигатели

были первым изобретенным типом газотурбинного двигателя. И хотя они выглядят совершенно иначе, чем поршневой двигатель в вашем автомобиле или самолете, они работают по той же теории: впуск , сжатие, мощность, выпуск .

Как работает турбореактивный двигатель?

Турбореактивные двигатели работают за счет пропускания воздуха через 5 основных секций двигателя:

Шаг 1: воздухозаборник
Воздухозаборник представляет собой трубу перед двигателем.Воздухозаборник может показаться простым, но он невероятно важен. Задача воздухозаборника — плавно направлять воздух на лопатки компрессора. На малых скоростях ему нужно минимизировать потери воздушного потока в двигатель, а на сверхзвуковых — замедлять воздушный поток ниже 1 Маха (воздух, поступающий в ТРД, должен быть дозвуковым, независимо от того, с какой скоростью летит самолет ).

Этап 2: Компрессор
Компрессор приводится в действие турбиной в задней части двигателя, и его работа заключается в сжатии поступающего воздуха, что значительно увеличивает давление воздуха.Компрессор представляет собой серию «вентиляторов», каждый из которых имеет лопасти все меньшего и меньшего размера. Когда воздух проходит через каждую ступень компрессора, он становится более сжатым.
Этап 3: Камера сгорания
Далее идет камера сгорания, где действительно начинается волшебство. Воздух высокого давления соединяется с топливом, и смесь воспламеняется. Когда топливовоздушная смесь сгорает, она проходит через двигатель к турбине. Турбореактивные двигатели работают на очень обедненной смеси, примерно 50 частей воздуха на 1 часть топлива (большинство поршневых двигателей работают в диапазоне от 6 к 1 до 18 к 1).Одна из основных причин, по которой турбины работают с таким обеднением, заключается в том, что для охлаждения турбореактивного двигателя необходим дополнительный поток воздуха.
Этап 4: Турбина
Турбина — это еще одна серия «вентиляторов», которые работают как ветряная мельница, поглощая энергию проходящего через нее воздуха с высокой скоростью. Лопатки турбины соединены с валом и вращают его, который также соединен с лопатками компрессора в передней части двигателя. «Круг жизни» турбореактивного двигателя почти завершен.

Этап 5: Выхлоп (также известный как «Я ухожу!»)
Топливно-воздушная смесь, сгоревшая на высокой скорости, выходит из двигателя через выхлопное сопло.Когда высокоскоростной воздух выходит из задней части двигателя, он создает тягу и толкает самолет (или то, к чему он прикреплен) вперед.

Турбореактивный двигатель на вынос:

  • Плюсы:
    • Относительно простая конструкция
    • Возможность очень высоких скоростей
    • Занимает мало места
  • Минусы:
    • Высокий расход топлива
    • Громко
    • Низкая производительность на низких скоростях

2) Турбовинтовой двигатель

Прямой эфир из кабины экипажа

King Air с турбовинтовыми двигателями

Следующие три типа газотурбинных двигателей представляют собой все виды турбореактивных двигателей, и мы начнем с турбовинтовых.Турбовинтовой двигатель представляет собой турбореактивный двигатель, соединенный с воздушным винтом через систему зубчатых передач.

Как работает турбовинтовой двигатель?

Шаг 1 : Турбореактивный двигатель вращает вал, который соединен с коробкой передач.

Шаг 2 : Коробка передач замедляет вращение, и самая медленная передача соединяется с пропеллером

Шаг 3 : Пропеллер вращается в воздухе, создавая тягу, как у Cessna 172

  • Плюсы:
    • Очень экономичный
    • Наиболее эффективен на средней скорости 250-400 узлов
    • Наиболее эффективен на средних высотах 18 000–30 000 футов
  • Минусы:
    • Ограниченная скорость полета вперед
    • Системы зубчатых передач тяжелые и могут сломаться

3) Турбовентиляторный двигатель

Прямой эфир из кабины экипажа

Некоторые широкофюзеляжные турбовентиляторные двигатели могут развивать тягу более 100 000 фунтов

Турбовентиляторные двигатели

сочетают в себе лучшее из двух миров: турбореактивных и турбовинтовых.И вы, вероятно, увидите эти двигатели, когда отправитесь в аэропорт на следующий рейс.

Как работает турбовентиляторный двигатель?

Турбовентиляторные двигатели работают путем прикрепления канального вентилятора к передней части турбореактивного двигателя. Вентилятор создает дополнительную тягу, способствует охлаждению двигателя и снижает уровень шума двигателя.

Шаг 1 : Входящий воздух разделяется на два отдельных потока. Один поток обтекает двигатель (перепускной воздух), а другой проходит через сердцевину двигателя.

Этап 2 : Байпасный воздух проходит вокруг двигателя и ускоряется канальным вентилятором, создавая дополнительную тягу.

Этап 3 : Воздух проходит через турбореактивный двигатель, продолжая создавать тягу.

Турбовентилятор на вынос:

  • Плюсы:
    • Экономичный
    • Тише турбореактивных двигателей
    • Они выглядят потрясающе
  • Минусы:
    • Тяжелее турбореактивных двигателей
    • Большая лобовая площадь, чем у турбореактивных двигателей
    • Неэффективен на очень больших высотах

ТРДД Pratt & Whitney F100 с форсажной камерой на F-16

4) Турбовальный двигатель

Вертолет Bell 206 с турбовальным двигателем

Турбовальные двигатели

в основном используются на вертолетах.Самая большая разница между турбовальными и турбореактивными двигателями заключается в том, что турбовальные двигатели используют большую часть своей мощности для вращения турбины, а не для создания тяги в задней части двигателя.

Как работает турбовальный вал?

Турбовалы

по сути представляют собой турбореактивный двигатель с большим валом, соединенным с его задней частью. А поскольку большинство этих двигателей используются на вертолетах, этот вал соединен с трансмиссией лопастей несущего винта.

Шаг 1 : Двигатель в основном работает как турбореактивный.

Этап 2 : Приводной вал, прикрепленный к турбине, приводит в действие трансмиссию.

Этап 3 : Трансмиссия передает вращение от вала к лопасти ротора.

Шаг 4 : Вертолет, в основном неизвестными и магическими средствами, может летать по небу.

Вынос турбовального двигателя:

  • Плюсы:
    • Гораздо более высокое отношение мощности к весу, чем у поршневых двигателей
    • Обычно меньше поршневых двигателей
  • Минусы:
    • Громко
    • Системы зубчатых передач, соединенные с валом, могут быть сложными и ломаться

4 типа двигателей, основанных на одной базовой концепции

Газотурбинные двигатели прошли долгий путь за последние 100 лет.И хотя турбореактивные, турбовинтовые, турбовентиляторные и турбовальные двигатели имеют свои различия, они производят мощность практически одинаково: впуск, сжатие, мощность и выхлоп.


Станьте лучшим пилотом.
Подпишитесь, чтобы получать последние видео, статьи и викторины, которые помогут вам стать более умным и безопасным пилотом.


Газотурбинный двигатель – обзор

13.5 Газотурбинные системы – идеальный воздушный цикл Брайтона

Современные газотурбинные двигатели интенсивно разрабатывались в первой половине 20-го века и сегодня используются в самых разных областях.Поскольку они были впервые применены в 1930-х годах, они произвели революцию в электроэнергетике [14]. В области силовой установки они используются для большинства военных и коммерческих самолетов, а также широко используются в морских силовых установках и некоторых крупных наземных транспортных средствах. Они также широко используются для выработки электроэнергии на коммунальных и небольших электростанциях. Недавняя доступность недорогого природного газа в качестве топлива и характеристики сравнительно быстрого и легкого запуска и остановки (по сравнению с большой установкой цикла Ренкина) увеличили количество газотурбинных машин, используемых для удовлетворения как базовой нагрузки, так и спроса. всплески в электроэнергетике.В обычной конфигурации используется газотурбинный двигатель, соединенный с генератором, при этом тепло выхлопных газов турбины используется в качестве основного источника тепла для цикла Ренкина со вторым генератором. Общая эффективность этих установок с комбинированным циклом может быть очень высокой. Фактически, энергосистемы с комбинированным циклом являются наиболее эффективными тепловыми двигателями, и ожидается, что в ближайшие годы они вытеснят свои однотактные аналоги. Это связано с наблюдаемым типом теплового КПД. Например, энергосистема Mitsubishi Hitachi M501JAC, блок комбинированного цикла мощностью 57 МВт, продемонстрировала тепловой КПД 64%.Точно так же GE-9HA.02, двигатель с комбинированным циклом мощностью 826 МВт, также достиг теплового КПД более 64%. Siemens, другой производитель двигателей, прогнозирует, что их газовая турбина класса HL будет иметь КПД почти 65%.

Кроме того, на основании данных, собранных компанией Forecast International (FI), рыночной фирмой, базирующейся в Ньютауне, штат Коннектикут, США, о мировом рынке газовых турбин, включая авиационные (коммерческие и военные) и неавиационные (электроэнергетические, механические и морские ), производство в 2017 году оценивалось в 84.3 миллиарда долларов США по сравнению с 77,1 миллиарда долларов США в 2016 году. Прогнозируется, что к 2032 году эта сумма достигнет 100 миллиардов долларов США, что означает рост на 19% за 15 лет. Это, несомненно, продолжает демонстрировать значимость газотурбинных установок [14].

Газотурбинный двигатель работает, сжимая воздух до высокого давления, сжигая топливо в потоке воздуха, что увеличивает давление и температуру, затем расширяя выхлопные газы высокого давления через турбину для выполнения работы. Часть или вся работа, производимая турбиной, используется для питания компрессора.Эти шаги являются общими для всех газотурбинных двигателей, но остальная часть конфигурации зависит от конструкции и назначения двигателя. В турбовинтовых двигателях, вертолетных двигателях и двигателях, используемых для морского и наземного транспорта и производства электроэнергии, турбина извлекает всю работу, которую практически можно получить от потока горячего газа. Часть этой работы используется для питания компрессора, а остальная часть направляется через редуктор, который, в свою очередь, связан с конечным использованием: пропеллер для авиационных и морских двигателей, ротор для вертолетов, генератор для выработки электроэнергии.Турбовентиляторные двигатели, которые используются для движения в большинстве крупных коммерческих самолетов, работают аналогично, но работа, превышающая требуемую для компрессора, используется для питания канального вентилятора [15]. В турбореактивных двигателях, которые широко используются в высокопроизводительных военных самолетах, двигатель сконструирован так, что турбина извлекает из газового потока только работу, достаточную для питания компрессора. Поток газа с высокой энтальпией, выходящий из турбины, направляется в сопло, и возникающая в результате тяга высокоскоростного потока газа используется для непосредственного приведения в движение самолета.

В качестве базовой модели, описывающей процессы в газотурбинном двигателе, используется идеальный воздушный стандартный цикл Брайтона. Цикл показан в координатах T-s на рис. 13.6. Идеальный воздушный стандартный цикл Брайтона состоит из четырех шагов. Предполагается, что в качестве рабочего тела на протяжении всего цикла используется только воздух. Первая ступень представляет собой компрессорный процесс (1–2) за счет адиабатического обратимого (изоэнтропического) сжатия. На втором этапе добавление топлива и горение заменяется подводом тепла при постоянном давлении (2–3).Расширение через турбину представлено адиабатическим и обратимым расширением (3–4). В реальном двигателе выхлопные газы на выходе из турбины направляются в выпускное отверстие или выходное отверстие сопла. В цикле Брайтона процессы выхлопа и впуска заменяются процессом отвода тепла при постоянном давлении (4–1).

Рисунок 13.6. Идеальный воздушный стандартный цикл Брайтона.

Каждая стадия цикла Брайтона может быть проанализирована как открытая система с использованием первого закона термодинамики передачи, W˙ – мощность, m˙ – массовый расход, ч – удельная энтальпия, индексы a и b относятся к начальному и конечному состояниям соответственно.Для процесса сжатия (1–2), используя допущение о постоянной удельной теплоемкости, удельную работу можно выразить как

(13.28)w21=cp⁎T1⁎(1−(rp)k−1k),

, где cp — удельная теплоемкость при постоянном давлении, T — температура, k — отношение удельной теплоемкости, а rp — отношение давлений, определяемое как p2/p1. Удельный подвод тепла в процессе подвода тепла при постоянном давлении (2–3) составляет

(13,29)q32=cp(T3−T2).

Работы по расширению (3–4)

(13.30)w43=cp⁎T3⁎(1−(rp)−k−1k),

, а отвод тепла на заключительном этапе цикла (4–1) равен

(13.31)q14=cp(T1− Т4).

Общая эффективность цикла может быть выражена как

(13.32)η=wnetqin=1−(rp)−k−1k.

Подобно случаю идеального стандартного воздушного цикла Отто, обсуждавшегося в разд. 13.2, эффективность цикла идеального стандартного воздушного цикла Брайтона зависит только от отношения давлений для данного газа и монотонно возрастает с увеличением отношения давлений.С практической точки зрения максимальная температура, которую может достичь двигатель, ограничивается свойствами материала первого ряда лопаток турбины (по существу, в точке 3 на рис. 13.6). Поскольку максимальная температура ограничена, слишком высокое повышение степени сжатия приводит к небольшой полезной работе, даже если эффективность цикла высока. И наоборот, очень низкое отношение давления также имеет небольшую чистую работу в дополнение к низкой эффективности. Это показано на рис. 13.2. В координатах T-s площадь, очерченная циклом, пропорциональна сетке, и это видно на рис.13.7 видно, что как высокое, так и низкое отношение давления дают меньшую удельную чистую работу, чем промежуточное значение. Для заданных температур на входе (T1) и максимальной (T3) температуры можно вывести выражение для отношения давлений, которое приводит к максимальной полезной удельной работе

Рисунок 13.7. Максимальная сетевая работа.

(13,33)(rp)max⁡network=(T3T1)k2⁎(k−1).

В то время как эффективность всегда важна, для авиационных силовых установок, работающих близко к степени сжатия для максимальной полезной удельной работы, также очень важно максимизировать отношение мощности к весу двигателя.

Для приложений, где отношение мощности к весу не так важно, в отличие от авиационных двигателей, где оно является наибольшей проблемой, в реальных газотурбинных двигателях регулярно используется регенерация, промежуточное охлаждение и повторный нагрев. При регенерации теплообменник, называемый регенератором, используется для улавливания тепла от выхлопного потока и добавления его к воздушному потоку после сжатия и перед этапом подвода тепла. Это снижает количество необходимого подаваемого тепла (топлива) и повышает эффективность за счет (включая капитальные затраты, техническое обслуживание, дополнительный вес и падение давления) дополнительного теплообменника.Промежуточное охлаждение и подогрев используются в многоступенчатых машинах для увеличения производительности при тех же пиковых температурах и давлениях. В двухступенчатом устройстве технологический воздух частично сжимается до максимального давления, затем охлаждается при постоянном давлении, а затем сжимается на оставшейся части пути. Это называется промежуточным охлаждением. Для повторного нагрева, начиная с пиковой температуры, воздух частично расширяется от низкого до низкого давления, затем снова нагревается (больше топлива) при постоянном давлении и, наконец, расширяется до конца пути.Эти процессы показаны на рис. 13.8. В стоимость входит дополнительное оборудование: компрессоры, турбины, теплообменники. Промежуточное охлаждение и повторный нагрев сами по себе могут снизить общую эффективность цикла, поэтому они никогда не используются, если не используется также регенерация.

Рисунок 13.8. Промежуточное охлаждение и подогрев.

Для идеального стандартного воздушного цикла Брайтона стадии сжатия и расширения предполагаются адиабатическими и обратимыми (изоэнтропическими), поэтому они не связаны с образованием энтропии.Второй закон термодинамики можно выразить как

(13.34)σgen=sb−sa−qbaTb,

, где s — энтропия свойства, q — удельная теплопередача, а Tb — граничная температура, при которой происходит теплообмен. Для подвода тепла при постоянном давлении (2–3) и отвода тепла (4–1) можно применить второй закон термодинамики, чтобы получить эти выражения для удельного производства энтропии

(13,35)σgen=cp⁎[ln⁡( T3T2)−T3−T2Tb]

для подвода тепла и

(13.36)σgen=cp⁎[ln⁡(T1T4)−T1−T4Tb]

для отвода тепла.

С одной стороны, анализ генерации энтропии функционирует как инструмент проектирования при оптимизации эффективности и работы в технических системах [16], особенно в газотурбинных системах. Однако, с другой стороны, было предложено, чтобы термодинамическая оптимизация основывалась на максимальном тепловом КПД или максимальной производительности, а не на подходе к проектированию, основанном на энтропии [17]. Неизменно существуют особые обстоятельства или случаи, когда минимальное производство энтропии приводит к максимальному производству работы.

Идеальный воздушный стандартный цикл Брайтона обеспечивает простое и краткое представление основных процессов в газотурбинном двигателе. Он точно отражает те же тенденции эффективности, свойств и производительности, что и реальные двигатели, и обеспечивает хорошую отправную точку для более подробного анализа. Представленный здесь простой термодинамический анализ позволяет понять общий цикл и может быть использован для первоначального проектирования. При необходимости могут быть добавлены дополнительные уточнения, включая неидеальное сжатие и расширение, переменную удельную теплоемкость, фактические процессы сгорания, а не просто подвод тепла, потери тепла, трение потока и многое другое.

Несмотря на неоднократные попытки, автомобили с турбинами так и не поднялись в воздух

Ссылки на тропы

  1. Новости

Несколько автопроизводителей и гонщиков опробовали эту концепцию реактивного двигателя с неутешительными результатами

Экспериментальный концепт-кар Chrysler с турбиной 1962 года провел время в Демонстрационный зал Gardner Motors, где инженеры запускали его каждый час.

Содержание статьи

Термин «будущее мобильности» используется в автомобильной промышленности, как курица в воке.Это не ново. В 1950-х годах небольшая, но растущая фракция внутри отрасли считала, что мобильность донесется в будущее вместе с приглушенным свистом реактивного двигателя; несколько автомобильных компаний пытались создать выгодное экономическое обоснование для серийного производства автомобиля с турбинным двигателем. Ни одному из них не удалось это осуществить, но их коллективные усилия и неудачи составляют интересную главу в истории альтернативных силовых агрегатов.

Объявление 2

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Chrysler предлагает общественности турбины

Chrysler Turbine

Самый известный автомобиль с турбинным двигателем, пожалуй, тот, который Chrysler начал производить в 1963 году. серьезно в 1945 году, когда американская фирма приступила к разработке турбовинтового авиадвигателя для ВМС США. За это время он многому научился и, естественно, начал изучать возможности установки турбины в автомобиле.

Испытания начались в 1950-х годах, первоначально на стендах. Инженеры Chrysler столкнулись с многочисленными неудачами. У турбины было мучительно медленное время отклика дроссельной заслонки, она сжигала огромное количество топлива и стоила дорого в производстве. У него тоже было несколько преимуществ. Примечательно, что он был меньше, легче и надежнее, чем сопоставимый поршневой двигатель. Он меньше загрязнял окружающую среду, производил меньше вибраций, не требовал охлаждающей жидкости, и его было легче запускать в более холодном климате, чем печально известные капризные бензиновые двигатели той эпохи.

Объявление 3

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Chrysler начал испытания своего первого автомобиля с турбинным двигателем, прототипа на базе Plymouth, в 1954 году. Два года спустя еще один экспериментальный Plymouth с турбинным двигателем покинул здание Chrysler в Нью-Йорке и проехал через Америку в Лос-Анджелес. Мэрия Анхелеса. Турбина работала хорошо во время четырехдневной поездки и не требовала ремонта. Он сжигал неэтилированный бензин, а иногда и дизельное топливо.

Вдохновленный успехом поездки и, несомненно, воодушевленный ее освещением в прессе, компания Chrysler попросила своих инженеров продолжить разработку технологии с прицелом на то, что в один прекрасный день населению будет продан автомобиль с турбинным двигателем. Они провели дополнительные тесты, совершили еще несколько поездок и даже установили турбину на пикап Dodge. Выставочные мероприятия, организованные в Соединенных Штатах, привлекли внимание публики к тому, что в то время было будущим мобильности. Крайслер был готов переключиться на следующую передачу.

Объявление 4

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Компания объявила о планах построить 50 экземпляров автомобиля с турбинным двигателем и передать их в руки реальных клиентов. Великолепный Turbine, разработанный собственными силами, выглядел как ответ Chrysler на Ford Thunderbird. Он был окрашен в цвет Turbine Bronze для конкретной модели и имел несколько акцентов в форме плавников, которые намекали на высокотехнологичную трансмиссию под капотом.Внутри дизайнеры устроили потрясающее шоу стиля и роскоши. Это было не очень быстро; Chrysler помнит, что турбина мощностью 130 лошадиных сил обеспечивала примерно такую ​​же производительность, как двигатель V8. Однако в этом не было необходимости. Это было личное роскошное купе.

Начиная с 1963 года, Chrysler вручную отбирал клиентов, которым посчастливилось испытать автомобиль в реальных условиях. Между 1963 и 1966 годами ровно 203 водителя в 133 городах 48 континентальных штатов жили с Turbine в течение трех месяцев.Они получили машину бесплатно, и Chrysler обычно оплачивал такие расходы, как обслуживание и страховка. Взамен им нужно было покупать топливо и вести подробный журнал вождения.

Объявление 5

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

В конце программы Chrysler передал несколько экземпляров Turbine в дар музеям, пару сохранил для своей коллекции и уничтожил остальные 50 экземпляров.Она продолжала развивать технологию — даже сбросила турбину в бак — но так и не довела ее до серийного производства. Согласно сайту энтузиастов AllPar, он попытался и почти преуспел.

В 1979 году компания Chrysler закончила разработку автомобиля New Yorker с турбинным двигателем, который планировала выпустить в 1981 году. Это не было тестовой или экспериментальной программой; это была настоящая сделка. Фирма предполагала, что покупатели автомобилей смогут удобно приобрести их в ближайшем дилерском центре, который, по данным Американского агентства по охране окружающей среды (EPA), возвращает около 22 миль на галлон.Следующим шагом стал выбор инструмента.

Объявление 6

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

В том же году Chrysler оказался по пояс в финансовых проблемах. Он получил кредиты от американского правительства, чтобы остаться на плаву. Одним из условий было то, что она должна была остановить свою программу турбин, которая, как многие утверждали, была не чем иным, как водоворотом высасывания денег, который никогда не принесет прибыли.

Ровер участвует в гонках

Объявление 7

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Британская компания Rover начала применять турбинные технологии в легковых автомобилях после Второй мировой войны. Он назвал один из своих первых функциональных прототипов Jet 1. Построенный в 1949 году, он имел форму двухместного кабриолета с дизайном, в котором сдержанная величественность Rover сочеталась со стилем родстера, который выглядел бы как дома в шикарном районе Лос-Анджелеса.Три воздухозаборника по бокам автомобиля сигнализировали о наличии значительной турбины позади салона.

Rover внес несколько изменений в Jet 1 в 1952 году и отправил машину в Бельгию для испытаний, где она развила невероятную максимальную скорость 240 км/ч. Несколько проблем (включая высокие производственные затраты и ужасную экономию топлива) помешали Jet 1 перейти от прототипа к серийному автомобилю. В последующие годы Rover спроектировал и построил другие прототипы с турбинным двигателем, но ни один из них не был сделан для общественного потребления.

Объявление 8

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Усилия фирмы, направленные на создание пригодных для использования на дорогах реактивных двигателей, достигли пика в первой половине 1960-х годов. Rover объединила усилия с British Racing Motors (BRM) для создания автомобиля с турбинным двигателем для гонки «24 часа Ле-Мана» 1963 года. Во время своего первого выступления официальные лица гонки сочли автомобиль экспериментальным гонщиком, поэтому они позволили ему участвовать в Ле-Мане без официальных соревнований.Если бы он участвовал в соревнованиях, он бы официально занял восьмое место.

Изменения обещали сделать автомобиль более конкурентоспособным в 1964 году. Rover заметно улучшил эффективность турбины. Команда решила не участвовать в гонке того года, потому что у нее не было достаточно времени для проверки двигателя, а машина была повреждена во время транспортировки. Вместо этого он смотрел со стороны.

Объявление 9

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Rover вернулся в Ле-Ман в 1965 году с удвоенной силой. На этот раз официальные лица гонки позволили машине с турбинным двигателем побороться за место на подиуме. Они выбросили его в двухлитровый класс, где он соревновался с успешными машинами, такими как Porsche 904, Alfa Romeo Giulia TZ2 и, как ни странно, MG B с жесткой крышей. Грэм Хилл и Джеки Стюарт по очереди довели Rover-BRM до десятого места.

Он больше никогда не участвовал в гонках, и Rover оставил газотурбинные двигатели позади, чтобы сосредоточиться на расширении своей линейки автомобилей до вершины с более роскошными автомобилями и суперкаром с двигателем V8, бросающим вызов Ferrari.Однако сотрудничество фирмы с Jaguar под недавно созданным зонтиком British Leyland положило конец большинству этих проектов. Руководители сдерживали Rover, чтобы не создавать внутреннюю конкуренцию Jaguar.

Объявление 10

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Недолговечный турбинный период Volkswagen

Volkswagen Turbine 1972 года

Volkswagen незаметно вскочил на подножку турбины в 1964 году.Вскоре после этого она подписала соглашение с базирующейся в Мичигане компанией Williams Research Corporation (WRC), которое предоставило ей доступ к технологиям «под ключ» и многочисленным патентам, связанным с турбинами. Чиновники в Вольфсбурге попросили WRC спроектировать три экспериментальные турбины, которые Volkswagen мог бы установить вместо своего четырехцилиндрового двигателя, установленного сзади, и прикрепить их к существующей автоматической коробке передач.

В 1972 году Volkswagen объявил, что построил прототип автобуса с эркером, оснащенный одной из турбин WRC. Это было новостью.В листе технических характеристик указана мощность 75 лошадиных сил и максимальная скорость 120 км/ч. Турбина переключалась через автоматическую коробку передач, хотя для преобразования потребовалось снять гидротрансформатор. Немецкая фирма также построила тестовых мулов на базе Squareback.

Объявление 11

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Popular Mechanics провел испытания GT-70 в 1974 году. В публикации сообщается, что время разгона до 100 км/ч составляет примерно 15 секунд, что является приемлемым для автобуса с эркером.Он указал, что двигатель был одним из самых экологически чистых автомобильных двигателей из существующих, но отметил, что экономия топлива нуждается в улучшении. «Когда турбина станет конкурентоспособной по стоимости с поршневым двигателем, Volkswagen будет производить автомобили с турбиной», — подытожила статья. Однако время так и не пришло.

Автомобили с турбинным двигателем на Indianapolis 500 и F1

Реклама 12

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

В середине 1960-х британский инженер Кен Уоллис серьезно задумался о создании гоночного автомобиля с турбинным двигателем для гонки Indianapolis 500.Он безуспешно пытался продать проект Дэну Герни и Кэрроллу Шелби; ни один из них не проявил интереса к отказу от обычного поршневого двигателя. В конце концов он нашел единомышленника, когда предложил идею Энди Гранателли, главе компании по производству моторных масел STP.

Гранателли поручил Пакстону, инженерному подразделению STP, превратить планы Уоллиса в управляемую машину. Пакстон решил использовать турбину Pratt & Whitney, ту же установку, которая с тех пор приводила в движение тысячи небольших турбовинтовых самолетов таких компаний, как De Havilland и Beechcraft.Краткое описание дизайна включало размещение турбины мощностью 550 лошадиных сил прямо между осями, слева от водителя, и передачу ее мощности на четыре колеса. В общем, Turbocar не был похож ни на что, что когда-либо участвовало в гонках Indianapolis 500. Пакстон производил почти все компоненты собственными силами из страха, что другая компания украдет дизайн. Только турбина и колеса пришли со стороны.

Объявление 13

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Проект начался в 1966 году, но производственные проблемы не позволили Turbocar участвовать в гонках того года. В следующем году он дебютировал в соревнованиях с Парнелли Джонсом за рулем. Он рано взял на себя инициативу и оставался там большую часть гонки. Казалось, что Turbocar станет самой первой моделью с турбинным двигателем, которая выиграет Indy 500, что, безусловно, станет поворотным моментом для технологии. Удача была не на стороне Джонса; он вернулся в боксы, оставив всего три круга после выхода из строя подшипника трансмиссии.

Турбокар почти победил; это было так близко, что СТП могла почувствовать это на вкус. Автоклуб Соединенных Штатов (USAC) обратил на это внимание. Это уменьшило площадь воздухозаборника турбины с 23,9 до 15,9 квадратных дюймов, решение было принято для значительного снижения выходной мощности. Это был еще один удар по технологии, которая по-прежнему страдала от запаздывания отклика дроссельной заслонки и проблем с экономией топлива.

Объявление 14

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Невозмутимый, STP двинулся вперед.В то время как Paxton разработал оригинальный Turbocar собственными силами, он объединился с Lotus для создания клиновидного автомобиля, который будет участвовать в гонках в 1968 году. В нем использовалась турбина Pratt & Whitney, установленная позади, а не рядом с водителем. В гонке 1968 года участвовали три машины. Их вели Грэм Хилл, Джо Леонард и Арт Поллард. Леонард установил рекорд скорости 171,5 миль в час во время квалификации. Казалось, что он может выиграть гонку, но он сошел с дистанции из-за проблем с топливным насосом. Хилл разбился, а механические проблемы также вывели Полларда из гонки.

Lotus 56 едва не столкнулся с жесткой конкуренцией. В 1966 году Шелби не понравилась идея встроить реактивный двигатель в одноместный гоночный автомобиль. Почти успех Джонса, должно быть, изменил его мнение, потому что он объединился с Уоллисом, чтобы вступить на территорию турбин в 1968 году. Однако все пошло не так, как планировалось.

Объявление 15

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Ограничение забора воздуха USAC застало команду Shelby врасплох, усложнив сложный процесс разработки.Прискорбным решением Уоллиса было просто жульничать. Главный инженер Фил Ремингтон ушел в отставку, когда узнал об этом, что вынудило Шелби завершить программу и вернуться к автомобилям с поршневым двигателем. Команда протестировала два построенных прототипа, но так и не участвовала в гонках.

В то время как изменения в Lotus 56 могли бы сделать его успешным в 1969 году, USAC ввела дополнительные правила, которые сделали эксплуатацию автомобиля с турбинным двигателем практически невозможным. Позже, к большому неудовольствию Гранателли, полный привод был запрещен. Однако Lotus еще не сказал своего последнего слова.Если бы он не мог участвовать в гонках с турбинами в Америке, он бы просто собрался и попытался пересечь океан.

Записи периода показывают, что Колин Чепмен имел в виду Формулу-1 с самого начала, когда он проектировал 56. Он внес необходимые изменения в машину и участвовал в ней в сезоне 1971 года. Слишком тяжелый, 56B впечатлил только тем, что показал масштабы своих неудач. Он хорошо работал на мокрой трассе — предположительно из-за значительного веса и системы полного привода — но в сухую погоду отставал.Эмерсон Фиттипальди добился лучшего результата для 56B в Формуле-1, закончив Гран-при Италии на восьмом месте. Не впечатлившись, Lotus решила разогнать автомобиль и его турбину.

Поделитесь этой статьей в своей социальной сети

Подпишитесь на получение информационного бюллетеня Driving.ca Blind-Spot Monitor по средам и субботам

отказаться от подписки в любое время, нажав на ссылку отказа от подписки в нижней части наших электронных писем.Постмедиа Сеть Inc. | 365 Bloor Street East, Торонто, Онтарио, M4W 3L4 | 416-383-2300

Спасибо за регистрацию!

Приветственное письмо уже в пути.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*