Газотурбінні двигуни

Роторно-поршневі двигуни

Ідея створення роторно-поршневого двигуна, в якому ротор, що виконує функції поршня, здійснює обертальний або обертально-поступальний рух відносно корпуса, відома давно.

Детально робота роторно-поршневого двигуна описана в багатьох книгах, тому докладно розглянемо лише перспективи використання цих двигунів на транспорті. Роторно-поршневі двигуни порівняно з поршневими двигунами традиційних схем мають ряд переваг: менша металомісткість; менша на 35...40% кількість деталей; краща зрівноваженість, що дає можливість розвивати більш високу частоту обертання; більш низький рівень шуму. Однак цим двигунам властиві і недоліки, що роблять сумнівною перспективу широкого використання їх на автомобільному транспорті. Основним із них є більша експлуатаційна витрата палива. Поряд з цим у зв'язку з більшим відношенням поверхні камери згоряння до об'єму в роторно-поршневих двигунах має місце підвищений викид вуглеводів, у тому числі і канцерогенних. Тому спеціалісти вважають роторно-поршневі двигуни перспективними для мотоциклів, катерів, мотонарт.

Ідея створення газової турбіни виникла значно раніше ідеї створення поршневих двигунів внутрішнього згоряння.Роботи по створенню газотурбінних двигунів (ГТД) інтенсивно почали проводитись у 50-х роках нинішнього століття, коли за порівняно малий проміжок часу ГТД замінили поршневі ДВЗ практично в усіх областях авіації.

Створення досконалих авіаційних ГТД сприяло розгортанню робіт по створенню ГТД для автомобільного, залізничного та морського видів транспорту.

Підвищений інтерес до ГТД пояснюється рядом переваг порівняно з поршневими ДВЗ. До таких переваг належать: менші питома маса, габаритні розміри, краща залежність крутного моменту від частоти обертання, більш легкий запуск у холодну пору, менші вимоги до використовуваних палив, можливість отримання в одному агрегаті великих потужностей у результаті роботи на високих частотах обертання.

Недоліками ГТД, що перешкоджають широкому їх використанню на автомобілях, є недостатня паливна економічність, особливо на часткових навантажувальних режимах, висока вартість виготовлення. Основна

причина погіршення економічності ГТД порівняно з поршневими двигунами - нижча температура згоряння. Підвищити температуру неможливо через недостатню термостійкість деталей камери згоряння, направляючого апарату та турбінного колеса ГТД. Для підвищення паливної економічності ГТД при використанні на наземних машинах застосовується регенерація теплоти, тобто використання теплоти відпрацьованих газів, що виходять із колеса турбіни для підігріву стисненого в компресорі повітря, що поступає в камеру згоряння. У цьому випадку паливна економічність ГТД гірша, ніж у дизелях, і близька до економічності бензинових двигунів.

Одним із основних напрямків поліпшення економічності сучасних ГТД є використання кераміки для покриття або виготовлення деталей камери згоряння, направляючого апарату та колеса турбіни.

Використання кераміки дає можливість підвищити температуру газів на вході в турбіну вище 1400 К і значно поліпшити паливну економічність ГТД.

Аналіз, проведений щодо різних моделей автомобільних ГТД, показує, що по масових викидах шкідливих речовин, приведених до СО і віднесених до одиниці транспортної роботи, ГТД без регенерації теплоти в 3,0...3,8 разів менш токсичний, ніж дизель, і в 5,0...5,7 разів, ніж бензиновий двигун. Для ГТД із регенерацією ці значення відповідно менші в 4,1—5,4 разів і в 7...8 разів. У відпрацьованих газах ГТД практично нема альдегідів.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Двигун зовнішнього згоряння	\|	Електричні двигуни

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.