Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
В следующей модели двигателя GT-305, установленном на гоночном автомобиле «Жар-птица III», для привода вспомогательных агрегатов использован отдельный четырехтактный бензиновый двигатель мощностью 10 л. с. Применение отдельного поршневого двигателя с постоянным числом оборотов обеспечивает неизменную производительность и мощность приводимых им в действие генераторов и гидронасосов на всех режимах работы автомобиля, а при необходимости и в период стоянки.
На грузовом автомобиле «Сомуа» массой 26 г с двигателем фирмы Турбомека из-за недостатка места под капотом теплообменники вынесены в крылья машины.
В автобусах (рис. 77) и грузовых автомобилях (рис. 78) выпускные газы можно отводить вверх по вертикальным трубам.
125
Рис. 77. Автобус с ГТУ мощностью 170 л. с. фирмы СЕТА:
/ — топливный бак; 2 — карданный вал; 3 — электромагнитный тормоз; 4 — реверсивная передача; 5 — камера сгорания; 6 — редуктор; 7 — компрессор; 8 — воздушный фильтр и глушитель шума всасывания; 9 — топливный насос; 10 — стартер
Рис. 78. 30-тонный тягач «Кенворт» с ГТУ 502-6 мощностью 175 л. с.
фирмы Боинг:
1 — ГТУ; 2 — редуктор; 3 — полуавтоматический планетарный редуктор; 4 — реверсивная передача
Рис. 79. Гоночный автомобиль «Синяя птица» с ГТУ «Протей» мощностью 5125 л. с. фирмы Бристоль — Сиддли:
1 — каналы для входа воздуха; 2 — ГТУ; 3 — трубопроводы для отвода газа
126
Кстати, неудачная конструкция выпускного трубопровода в грузовике «Кенворт» из-за повышенных сопротивлений понизила мощность двигателя и увеличила расход топлива.
Ряд описанных газотурбинных двигателей предназначен для установки на спортивных и гоночных автомобилях — этим вызваны некоторые конструктивные и компоновочные решения. Непосредственное их использование для автомобилей массового-назначения, естественно, невозможно, но отдельные элементы конструкции и схемы компоновок могут быть заимствованы и учтены при разработке легковых и грузовых автомобилей с газотурбинными двигателями. Заслуживает рассмотрения гоночный автомобиль «Синяя птица», созданный фирмой Кэмпбелл — Норрис в содружестве с 69 английскими компаниями и фирмами (рис. 79) [41]. На этом автомобиле гонщик Дональд Кэмпбелл в 1964 г. установил мировой рекорд скорости 645 км/ч. Проектная скорость автомобиля 800 км/ч. Двигателем служит авиационный турбовинтовой двигатель «Протей» мощностью 4100 л. с.. фирмы Бристоль. Учитывая малую продолжительность рекордного заезда (5 мин), мощность двигателя форсирована до-5125 л. с. Двигатель расположен в средней части машины. Привод от свободной силовой турбины осуществлен ко всем четырем колесам. Конструкция привода необычна и принципиально отличается от общепринятых схем. Во всех двигателях «Протей» — авиационном, стационарном, судовом — вал силовой турбины низкого давления проходит через полый вал турбокомпрессора и передает момент на редуктор, расположенный в передней части двигателя, а выпускные газы отводятся в осевом направлении. В данной конструкции выпускные газы отводятся по раздвоенному патрубку в обе стороны, а вал силовой турбины продолжен назад; таким образом мощность снимается с обоих, концов вала силовой турбины. Передний и задний концы вала присоединены непосредственно к дифференциалам передней и задней оси. Воздух поступает в двигатель через одно отверстие в лобовой части кузова, а затем по двум боковым воздуховодам с обеих сторон кабины водителя. Набегающая струя воздуха повышает его давление на входе в компрессор на 0,35 ат. Выпускные газы отводятся назад по двум двойным газопроводам круглого сечения.
Трогание с места происходит в такой последовательности: при затянутых тормозах разгоняется двигатель, затем тормоза освобождаются и двигатель набирает полную мощность в течение 5 сек.
ГАЗОТУРБИННЫЕ УСТАНОВКИ ЗАМКНУТОГО ЦИКЛА
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГТУ ЗАМКНУТОГО ЦИКЛА
В 1935 г. в Швейцарии проф. Аккеретом и д-ром Келлером был запатентован замкнутый цикл газотурбинной установки. С тех пор фирма Эшер — Висс ведет конструкторские проработки ГТУ замкнутого цикла различного назначения. Лицензии фирмы Эшер — Висс на изготовление ГТУ замкнутого цикла приобретены ведущими фирмами многих стран мира, в том числе фирмой Джон Браун (Англия), Фудзи Денки и Мицубиси (Япония), Гютехоффнунгсхютте, AEI и Крупп (ФРГ), Американ Тэрбин Корпорейшн, Вестингауз и Дженерал — Электрик (США).
Столь большой интерес к установкам замкнутого цикла со •стороны европейских и японских фирм объясняется тем, что установки могут работать на низкосортных топливах — низкокалорийном угле, торфе, доменном газе и т. п.; американские фирмы видят в установках замкнутого цикла в первую очередь весьма перспективный двигатель для использования атомной энергии.
Схемы установок замкнутого цикла приведены на рис. 80 и •81. Газообразное рабочее тело сжимается в компрессоре 6 (рис. 80), нагревается в регенераторе 15 и затем поступает в воздушный котел 16. Нагретый в котле газ расширяется в турбине 5, затем отдает тепло в регенераторе и предварительном воздухоохладителе 7 и снова попадает в компрессор, замыкая цикл. Специальный компрессор 14 компенсирует утечки рабочего тела из системы и обеспечивает необходимый уровень давления, чем достигается изменение массового расхода и, следовательно, мощности установки.
