Турбина автомобильная: Как работает турбокомпрессор

Как работает турбокомпрессор

Как работает турбокомпрессор
 
Содержание статьи
 

1. Введение
2. Турбокомпрессоры и двигатели
3. Устройство турбокомпрессора
4. Детали турбокомпрессора
5. Использование двух турбокомпрессоров и других турбо деталей
6. Узнать больше
7. Читайте также » Все статьи про работу двигателя

 
 
В этой статье мы узнаем, каким образом турбокомпрессор увеличивает мощность двигателя в жестких условиях эксплуатации. Мы также узнаем о том, как регуляторы давления наддува, керамические лопатки турбины и шариковые подшипники улучшают работу турбокомпрессора. Турбокомпрессоры являются своего рода системой наддува. Они сжимают воздух, поступающий в двигатель (читайте статью «Как работает автомобильный двигатель» для описания движения воздуха в обычном двигателе). Преимущество сжатия воздуха состоит в том, что при этом можно впустить больше воздуха в цилиндр, и, соответственно, больше топлива. Таким образом, при каждом взрыве в цилиндрах высвобождается больше энергии. Двигатель с турбонаддувом является более мощным по сравнению с обычным двигателем. Благодаря этому существенно увеличивается удельная мощность двигателя (для получения более подробной информации, рекомендуем прочитать статью «Как работает лошадиная сила»).
 
Для увеличения мощности двигателя, турбокомпрессор использует выхлопные газы для вращения турбины

, которая, в свою очередь, вращает нагнетатель воздуха. Турбина турбокомпрессора вращается со скоростью до 150.000 оборотов в минуту (об/мин) — это примерно в 30 раз быстрее, чем скорость вращения большинства автомобильных двигателей. В связи с тем, что выхлоп идет на турбокомпрессор, температура в турбине очень высокая.
 
Далее мы расскажем о том, как узнать, насколько увеличится мощность двигателя, если установить турбокомпрессор.

 
 
 

Система турбонаддува автомобиля Mitsubishi Lancer Evolution IX.
 
Турбокомпрессоры и двигатели

 
Одним из самых эффективных способов увеличения мощности двигателя является увеличение количества сгораемого воздуха и топлива. Для этого можно установить дополнительные цилиндры или увеличить их объем. В некоторых случаях невозможно осуществить эти модификации, поэтому установка турбокомпрессора может стать более простым и компактным способом увеличения мощности, особенно для подержанных автомобилей.
 
Турбокомпрессоры позволяют двигателю сжигать больше топлива и воздуха благодаря увеличению подачи смеси в цилиндры. Стандартное давление сжатия воздуха турбокомпрессором составляет 6-8 фунт/дюйм² (0,4 — 0,55 бар). Учитывая, что нормальное атмосферное давление составляет 14,7 фунт/дюйм ² (1 бар), при помощи турбокомпрессора в двигатель поступает на 50% больше воздуха. Следовательно, можно рассчитывать на увеличение мощности двигателя на 50%. Однако, эта технология не идеальна, поэтому мощность увеличивается на 30 — 40%.
 
Одна причина недостаточной эффективности состоит в том, что энергия, которая вращает турбину, не является свободной. Турбина, установленная в потоке выхлопных газов, создает препятствие для выхода газов. Это означает, что во время такта выпуска двигатель должен преодолеть высокое противодавление. В связи с этим происходит расход энергии работающих цилиндров.
 

 
Расположение турбокомпрессора в автомобиле

 
Устройство турбокомпрессора
 
Турбокомпрессор крепится к выпускному коллектору двигателя при помощи болтового соединения. Выхлопы из цилиндра вращают турбину, которая работает как газотурбинный двигатель. Турбина при помощи вала соединяется с компрессором, который установлен между воздушным фильтром и впускным коллектором.

Компрессор сжимает воздух, поступающий в цилиндры.
 
Отработанные газы от цилиндра проходят через лопатки турбины, вызывая ее вращение. Чем больше выхлопных газов проходит через лопатки, тем быстрее происходит вращение.
 
С другой стороны вала, который установлен на турбине, компрессор вводит воздух в цилиндры. Компрессор представляет собой своего рода центробежный насос — он втягивает воздух в центр лопаток и выпускает его под давлением во время вращения.
 
Для того, чтобы выдержать скорость вращения до 150.000 об/мин, вал турбины должен иметь надежную опору. Большинство подшипников не выдержит такую скорость и взорвется

гидростатические подшипники. Такой тип подшипников поддерживает вал на тонком слое масла, которое непрерывно подается. Это обусловлено двумя причинами: Масло охлаждает вал и некоторые другие детали турбокомпрессора и позволяет валу вращаться, снижая трения.
 
Существует много различных решений, связанных с конструкцией турбокомпрессоров для автомобильных двигателей. На следующей странице мы расскажем о некоторых оптимальных вариантах и рассмотрим, как они влияют на работу двигателя.
 

Слишком сильное сжатие?   Когда воздух под давлением запускается в цилиндры при помощи турбокомпрессора и затем сжимается поршнями (читайте статью «Как работает автомобильный двигатель» для наглядного описания), существует риск самовозгорания смеси. Возгорание может произойти при сжатии воздуха, т.к. при этом возрастает температура. При высокой температуре может произойти возгорание еще до срабатывания свечи зажигания. Для предотвращения раннего сгорания топлива, автомобили с турбокомпрессором рекомендуется заправлять высокооктановым бензином. Если давление наддува слишком высокое, возможно придется уменьшить степень сжатия двигателя для того, чтобы избежать раннего сгорания топлива.

 

 

Как устанавливается турбокомпрессор
 
 
 

 

Как турбокомпрессор выглядит изнутри
 

 

 
Детали турбокомпрессора
 
Одна из основных проблем турбокомпрессоров состоит в том, что они не обеспечивают мгновенный форсированный наддув по нажатию на педаль газа. Турбине требуется несколько секунд для того, чтобы набрать скорость вращения, необходимую для наддува. В результате возникает задержка между временем нажатия на педаль газа и временем начала ускорения автомобиля при срабатывании турбины.

 
Одним из способов устранения задержки является снижение инерции вращающихся деталей, благодаря снижению их массы. Это способствует более быстрому набору скорости вращения турбины и компрессора и раннему началу наддува. Одним из наиболее надежных способов снижения инерции турбины и компрессора является уменьшение их размеров. Небольшой турбокомпрессор быстрее начнет наддув при низкой скорости работы двигателя, однако он не сможет обеспечить достаточный наддув при больших скоростях двигателя, когда в цилиндры поступает значительные объемы воздуха. Также существует риск слишком быстрого вращения на высоких скоростях двигателя, т.к. при этом через турбину проходит значительный объем выхлопа.
 
Большой турбокомпрессор может обеспечить сильный наддув при высокой скорости вращения двигателя, однако при этом может наблюдаться сильная задержка наддува, т.к. необходимо определенное время на разгон тяжелой турбины и компрессора. К счастью, существует ряд решений данных проблем.
 
В большинстве автомобильных турбокомпрессоров используется

регулятор давления наддува, который позволяет уменьшить время задержки наддува небольших турбокомпрессоров, предотвращая слишком быстрое вращение при высокой скорости вращения двигателя. Регулятор давления наддува представляет собой клапан, который обеспечивает выпуск выхлопа в обход лопаток турбины. Регулятор давления наддува измеряет давление наддува. Если давление слишком высокое, это означает, что турбина вращается слишком быстро, поэтому регулятор давления наддува выпускает определенное количество выхлопа в обход лопаток для снижения скорости вращения турбины.
 
В некоторых турбокомпрессорах используются шариковые подшипники вместо гидростатических подшипников для поддержки вала. Но это не обычные шариковые подшипники – это особые подшипники, изготовленные из специального материала, которые могут выдержать скорости и температуры турбокомпрессора. Они снижают трение вала турбины при вращении, как и гидростатические подшипники. Они также позволяют использовать меньший и облегченный вал. Благодаря этому происходит быстрый набор скорости турбокомпрессором, что, в свою очередь, снижает задержку.
 
Керамические лопатки турбины легче стальных лопаток, которые используются в большинстве турбокомпрессоров. Благодаря этому опять же происходит быстрый набор скорости турбокомпрессором, что снижает задержку.
 

 

Турбокомпрессор обеспечивает наддув при большой скорости вращения двигателя.
 

 
Использование двух турбокомпрессоров и других турбо деталей
 
На некоторые двигатели устанавливается два турбокомпрессора разного размера. Малый турбокомпрессор быстрее набирает обороты, снижая тем самым задержку ускорения, а большой обеспечивает больший наддув при высокой скорости вращения двигателя.
 
Когда воздух сжимается, он нагревается, а при нагревании воздух расширяется. Поэтому повышение давления от турбокомпрессора происходит в результате нагревания воздуха до его впуска в двигатель. Для того, чтобы увеличить мощность двигателя, необходимо впустить в цилиндр как можно больше молекул воздуха, при этом не обязательно сжимать воздух сильнее.
 
Охладитель воздуха или охладитель наддувочного воздуха является дополнительным устройством, которое выглядит как радиатор, только воздух проходит как внутри, так и снаружи охладителя. При впуске воздух проходит через герметичный канал в охладитель, при этом более холодный воздух подается снаружи по ребрам при помощи вентиляторов охлаждения двигателя.
 
Охладитель увеличивает мощность двигателя, охлаждая сжатый воздух от компрессора перед его подачей в двигатель. Это значит, что если турбокомпрессор сжимает воздух под давлением 7 фунт/дюйм² (0,5 бар), охладитель осуществит подачу охлажденного воздуха под давлением 7 фунт/дюйм² (0,5 бар), который является более плотним и содержит больше молекул, чет теплый воздух.
 
Турбокомпрессоры также обладают преимуществом на большой высоте, где плотность воздуха ниже. Обычные двигатели будут работать слабее на большой высоте над уровнем моря, т.к. на каждый ход поршня подаваемая масса воздуха будет меньше. Мощность двигателя с турбокомпрессором также снизится, но менее заметно, т.к. разреженный воздух легче сжимать.
 
В старых автомобилях с карбюраторами автоматически увеличивается подачу топлива в соответствии с увеличением подачи воздуха. В современных автомобилях происходит то же самое. Система впрыска топлива ориентируется на данные датчика кислорода в выхлопе для определения необходимого соотношения топлива и воздуха, так что система автоматически увеличивает подачу топлива при установленном турбокомпрессоре.
 
При установке мощного турбокомпрессора на двигатель с впрыском топлива, система может не обеспечить необходимое количество топлива — либо программное обеспечение контроллера не допустит, либо инжекторы и насос не смогут осуществить необходимую подачу. В этом случае необходимо осуществлять уже другие модификации для максимального использования преимуществ турбокомпрессора.
 
Для получения большей информации по турбокомпрессорам, рекомендуем ознакомиться со ссылками на следующей странице.
 

 

Mazda RX-8 купе-кабриолет с установленной системой турбонаддува
 
Источник:  https://auto.howstuffworks.com/

Принцип работы турбины. Как работает турбонаддув в автомобиле

Принцип работы турбины. Как работает турбонаддув в автомобиле

Для более ясного представления о том, как работает турбина в автомобиле, прежде всего необходимо ознакомится с принципом работы двигателя внутреннего сгорания. Сегодня, основная масса грузовых и легковых автомобилей оснащаются 4-х тактными силовыми агрегатами, работа которых контролируется впускными и выпускными клапанами.

Каждый из рабочих циклов такого двигателя состоит из 4 тактов, при которых коленвал делает 2 полных оборота

 

Впуск — при этом такте осуществляется движение поршня вниз, при этом в камеру сгорания поступает смесь топлива и воздуха (если это бензиновый двигатель) или только воздуха в случае если это дизельный агрегат.

Компрессия — при этом такте происходит сжатие горючей смеси.

Расширение — на этом этапе происходит воспламенение горючей смеси при помощи искры, вырабатываемой свечами. В случае с дизельным двигателем, воспламенение осуществляется произвольно под действием высокого давления впрыска.

Выпуск — поршень двигается вверх, при этом освобождаются выхлопные газы.

Такой принцип работы двигателя определяет следующие способы повышения его эффективности:

— Установка турбонаддува
— Увеличение рабочего объёма двигателя
— Увеличение числа оборотов коленчатого вала двигателя

Как работает турбина в автомобиле?

 

 

 

Увеличение рабочего объёма двигателя

Увеличение объёма двигателя возможно двумя путями: либо увеличением объема камер сгорания, либо — увеличением количества цилиндров в силовом агрегате. Однако такой способ повышения мощности не совсем оправдан, так как имеет ряд недостатков, среди которых: повышенный расход топлива.

Увеличение числа оборотов коленчатого вала двигателя

Еще один возможный способ повышения производительности двигателя заключается в увеличении числа оборотов коленчатого вала. Это достигается путем увеличения количества ходов поршня за единицу времени. Но использование такого способа имеет жесткие ограничения, которые обусловлены техническими возможностями двигателя. Кроме этого, такая модернизация приводит к падению эффективности работы силового агрегата из-за потерь при впуске и других операциях.

Турбонаддув

В двух предыдущих способах двигатель использует воздух, который поступает благодаря собственному нагнетанию. При использовании турбокомпрессора в цилиндр поступает тот же объем воздуха но с предварительным его сжатием. Это дает возможность поступлению большего количества воздуха в цилиндр, благодаря чему появляется возможность сжигания большего объема топлива. При использовании такой технологии, мощность двигателя возрастает по отношению к количеству потребляемого топлива и объему двигателя.

Охлаждение воздуха

В процессе компрессии воздух может нагреваться вплоть до 180 С. Однако воздух имеет свойство увеличения плотности при охлаждении, что дает возможность значительно увеличить объем воздуха, попадающего в цилиндр. Кроме этого, увеличение плотности воздуха существенно снижает расход топлива и количество выбросов продуктов сгорания.

Также существует два разных типа турбонаддува: турбокомпрессор, основанный на использовании энергии выхлопных газов и турбонагнетатель с механическим приводом.

Турбонагнетатель с механическим приводом

В случае использования такого типа компрессии, воздух сжимается благодаря специальному компрессору, который работает от привода двигателя. Но такой метод имеет один большой недостаток. Все дело в том, что при использовании механического турбокомпрессора часть мощность двигателя уходит на обеспечение работы самого компрессора, по этому двигатель, оборудован таким нагнетателем, имеет больший расход топлива чем обычный двигатель такой же мощности.

Турбокомпрессор основанный на использовании энергии выхлопных газов

Такой метод основан на использовании энергии выхлопных газов, которая направлена на привод турбины. При использовании такого способа отсутствует механическое соединение с двигателем, благодаря чему потери мощности не происходит.

Основные преимущества двигателей с турбонаддувом

1) Турбодвигатель имеет меньшее показатели по расходу топлива нежели двигатель без турбины той же мощности и при прочих равных условиях.

2) Силовой агрегат с с турбонаддувом имеет заметно лучшие показатели соотношения веса двигателя к развиваемой им мощности.

3) Использование турбокомпрессора открывает новые возможности по оптимизации других параметров и характеристик двигателя, а также улучшения крутящего момента, что позволит избежать очень часто переключения передач при езде в пробках или гористой местности.

4) Турбодвигатели работают тише чем агрегаты такой же мощности без турбонаддува.

Автомобильные турбокомпрессоры: Все самые важные факты

Автомобильные турбины: Функции и как увеличить срок службы

Автомобильные турбокомпрессоры являются ключевым компонентом для увеличения мощности любого автомобиля. В последние годы все больше новых автомобилей стали оснащаться турбинами. Благодаря турбокомпрессорам автопроизводители не только повышают мощность автомобилям, но и делает их выхлоп экологически чище. К сожалению, помимо плюсов, есть и минусы при использовании автомобильных турбин. Главный минус- это ресурс турбокомпрессора. К счастью, существуют некоторые рекомендации, которые позволяют увеличить срок службы компонентов турбонаддува. Предлагаем вам узнать, как работают турбокомпрессоры в современных автомобилях, а также узнать, как вы можете предотвратить преждевременный выход турбины из строя.

 

Турбонаддув: принцип действия, достоинства, недостатки

 

Приобретая в наши дни новый автомобиль, скорее всего, он будет оснащен турбированным двигателем, благодаря чему транспортное средство имеет неплохую мощность, низкий расход топлива и более чистый выхлоп. Давайте подробнее узнаем, что же такое турбокомпрессор, а также узнаем самые важные факты о нем. В том числе, мы расскажем о самых частых дефектах и поломках автомобильных турбин.

 

На сегодняшнем рынке пока не все автомобили оснащаются турбинами. Но уже через несколько лет купить машину без турбированного мотора у вас вряд ли получится. Причем это касается не только бензиновых моделей автомобилей. Дело в том, что турбиной оснащаются, в том числе, и дизельные двигатели.

 

Так что турбокомпрессоры в наши дни стали неотъемлемой частью большинства современных автомобилей. Но, несмотря на то, что турбированные двигатели стали очень популярны несколько лет назад, технология двигателей, оснащенных турбокомпрессорами, появилась уже более 100 лет назад.

 

В 1905 году Швейцарский изобретатель Альфред Бучи изобрел систему нагнетания, которая работала от выхлопных газов в двигателе внутреннего сгорания. Смысл этого изобретения прост и основан на принципе работы лопастей ветряной мельницы, которые вращаются потоком ветра. Только вместо ветра в изобретении Альфреда использовался выхлоп отработанных газов силового агрегата, который и вращал лопасти.

К сожалению, в те годы Альфреду удалось получить только патент на изобретение. Увы, построить партию опытных образцов у изобретателя не было возможности.

В 1913 Французский профессор Огюст Рато впервые в мире оснастил самолет турбокомпрессором, основанным на изобретении Бучи.

В 1915 году Альфред Бучи построил прототип корабля, оснащенного дизельным двигателем с турбиной.

Позднее, турбокомпрессоры пришли в мир автоспорта, где перевернули представление о мощности автомобилей.

 

Недавно автопроизводители вспомнили о технологиях турбированных моторов, которые намного эффективнее обычных двигателей. В первую очередь автомобильные компании стали оснащать турбокомпрессорами дизельные маломощные двигатели. В итоге, благодаря турбонаддуву многие современные дизельные моторы по мощности приблизились к бензиновым силовым агрегатам.

 

Это интересно: Как начать самостоятельно обслуживать автомобиль?

 

В итоге сегодня турбомоторы стали незаменимыми для автопроизводителей, которые вынуждены подстраиваться под новые экологические нормы, которые действуют в США и Европе. Благодаря использованию турбокомпрессоров, современные автомобили стали намного экономичнее, мощнее, а также имеют низкий уровень вредных веществ в выхлопе.

 

В конечном итоге все современные автомобили в наши дни, выпускаемые в автопромышленности, являются самыми экологическими чистыми за всю историю автомира.

 

Функция турбины, настройка и ее дефекты

Функция турбокомпрессора заключается в том, чтобы увеличивать выходную мощность и крутящий момент двигателя. Благодаря турбине производители могут уменьшать количество рабочих цилиндров в двигателе без снижения мощности и крутящего момента.

 

Например, только трехцилиндровый 1,0 литровый турбомотор может выдавать мощность в 90 л.с. Добиться такой же производительности обычный бензиновый трехцилиндровый мотор без дорогостоящих модификаций не сможет ни один автопроизводитель.

 

Также 1,0 литровый турбированный трехцилиндровый двигатель имеет более низкий расход топлива и небольшой уровень выхлопных газов СО2.

 

Обкатка двигателя: Что нужно знать?

 

Именно поэтому турбированные моторы стали очень распространенными в малолитражных бензиновых автомобилях за последние несколько лет.

 

Также все чаще стали выпускаться дизельные двигатели с двумя турбинами (Bi-Turbo), что позволяет производителям не только добиваться потрясающий мощности от дизельных автомобилей, но снижать уровень вредных веществ в выхлопе до рекордных значений.

 

В большинстве случаев работа современных турбокомпрессоров основана на тех же принципах, которые создал Швейцарский изобретатель Альфред Бучи. То есть большинство турбин в современных автомобилях работают от давления, образующего от выхлопных газах в камере сгорания двигателя.

 

Недавно также стали появляться турбины, которые могут работать, как от электричества, так и традиционно от газа, поступающего из выхлопной системы. Благодаря этому инженеры добились максимальной мощности и крутящего момента при небольших оборотах двигателя. Например, подобная турбо технология используется в дизельном 4,0 литровом моторе Audi V8 TDI, который устанавливается на кроссовер SQ7.

 

Эксплуатация и техническое обслуживание автомобильных турбин

С каждым годом во всем мире ужесточаются экологические требования к выхлопу современных автомобилей. В результате все больше новых автомобилей оснащаются турбинами. Таким образом автопроизводители пытаются выпускать автомобили, которые будут соответствовать жёстким экологическим нормам. Увы, без использования турбин в современных автомобилях добиться сокращения уровня вредных веществ в выхлопе без миллиардных инвестиций невозможно.

 

Наше интернет издание 1GAI.RU в связи с массовой распространенностью турбированных двигателей в автопромышленности решила собрать для вас все самые важные вопросы и ответы об автомобильных турбокомпрессорах, об их техническом обслуживании, также о многом другом:

 

Как работает турбина в автомобиле?

Работа турбокомпрессора основана на принципе увеличения мощности двигателя внутреннего сгорания за счет большого количества воздуха (кислорода) необходимого для воспламенения топлива в камере сгорания. То есть автомобильная турбина больше не делает ничего кроме поставки двигателю большой массы кислорода.

 

Воздух из турбины подается непосредственно во впускное отверстие цилиндра двигателя.

 

Чтобы привести лопасти турбины в движение компрессор турбо нагнетателя использует для этого выхлопные газы двигателя. Для этого используется законы физики: преобразование тепловой энергии в кинетическую (горячие выхлопные газы начинают вращать лопатки турбины, которые и направляют большие потоки кислорода в двигатель, за счет чего и увеличивается мощность).

 

Что такое турбо лаг (турбо-яма)?

Количества выхлопных газов на низких скоростях автомобиля (низкие обороты двигателя) не достаточно для приведения в действие работы турбины турбокомпрессора. Именно поэтому турбина может создать достаточное давление воздуха для подачи в двигатель только при движении машины на средней скорости (средние обороты двигателя).

 

Смотрите также: По каким принципам работает двигатель Инфинити с изменяемой степенью сжатия, подробная информация

 

Давление топлива в турбированных автомобилях регулируется в зависимости от давления турбонагнетателя. То есть, если обороты двигателя маленькие, то давление топлива будет небольшое и топливная смесь будет не богатой кислородом из-за того, что турбокомпрессор не будет давать достаточного давления кислорода. То же самое происходит не только на малых оборотах двигателя, но и при резком нажатии на педаль газа с места. В этот момент машина не начнет максимально динамичный разгон, так как крыльчатке турбокомпрессора будет не хватать необходимого давления выхлопных газов для создания сжатого потока кислорода и подаче его в камеру сгорания двигателя. В итоге на короткое время в двигателе будет наблюдаться дефицит топливной смеси для эффективного воспламенения (кислород+топливо). Это и приводит к кратковременной задержке разгона, которая и называется турбо-лаг или «турбо яма». Вот почему многие владельцы турбированных автомобилей часто жалуются, что при резком разгоне с малых оборотов двигателя автомобиль после нажатия педали газа на 1-2 секунду не сразу реагирует на увеличение оборотов двигателя.

 

В некоторых премиальных автомобилях в последние годы стали появляться по две или даже три турбины, которые решают проблему турбо-ям (одна турбина работает при маленьких оборотах двигателя, другая включается на более высокой скорости работы мотора). Также недавно стали появляться турбокомпрессоры с адаптивными крыльчатками (регулируемые лопатки в турбине), которые умеют адаптироваться к любому диапазону оборотов двигателя. Таким образом достигается высокий крутящий момент автомобиля на низких скоростях.

 

В чем разница между турбокомпрессором и турбонагнетателем (турбонаддув)?

Турбокомпрессоры и турбонагнетатели работают аналогичным образом. Функция их проста: сжатие всасываемого воздуха и подача его в камеру сгорания двигателя. Но, несмотря на одинаковый смысл работы между двумя видами турбин, существуют отличия. 

 

Главное отличие двух видов турбин это система их питания.

 

Турбокомпрессор получает питание от ременного привода, который передает крутящий момент двигателя на турбину, точно также, как силовой агрегат передает с помощью ремней и роликов крутящий момент на электрический генератор автомобиля, который заряжает аккумуляторную батарею. То есть, по сути, турбокомпрессор питается от электричества.

 

Что касаемо турбонагнетателя или турбонаддува, то этот вид турбин работает от выхлопных газов. Как мы уже сказали выше, после нагнетания кислорода он подается под давлением в камеру сгорания увеличивая крутящий момент двигателя и его мощность.

 

Срок службы турбокомпрессора

 

Еще недавно турбокомпрессоры были ненадежны и часто выходили из строя, даже при надлежащем уходе. Современные компрессоры стали более надежны и некоторые из них имеют срок службы сравнимым с ресурсом двигателя. Тем не менее, для того чтобы турбина проработала как можно дольше, она нуждается в обслуживании и регулярном техническом осмотре для выявления на начальном этапе каких-либо неисправностей.

 

Смотрите также: История развития бензиновых двигателей внутреннего сгорания

 

Во-первых, владельцы турбированных автомобилей ни в коем случае не должны затягивать с плановой заменой моторного масла и воздушного фильтра, поскольку даже малейшее загрязнение фильтра и масла могут негативно сказываться на работоспособности турбины и ее срока службы. То есть, если в автомобиле с обычным двигателем вы можете без особого вреда запаздывать с плановой заменой масла и воздушного фильтра, то в турбированных силовых агрегатах плановое ТО должно быть проведено даже немного раньше, чем рекомендовано автопроизводителем. Особенно это касается нашей страны, где качество топлива оставляет желать лучшего.

 

Также турбины требуют постоянной диагностики, чтобы вовремя заметить возможные неисправности. Главная задача не допустить увеличения давления наддува, которое может не только вывести из строя турбокомпрессор, но и серьезно повредить двигатель.

 

Можно ли с помощью тюнинга оснастить автомобиль с обычным двигателем турбокомпрессором?

Благодаря современным турбосистемам, фактически любая машина может быть оборудована турбонаддувом. В большинстве случаев для этого необходимо обратиться в специализированное тюнинг-ателье или автомастерскую. Перед установкой турбины специалисты проверят, выдержит ли ваш двигатель повышение мощности за счет турбонаддува. Также специалисты проведут диагностику топливной системы, которая играет важное значение в турбированных двигателях.

 

Смотрите также: Новый дизельный шестицилиндровый двигатель BMW имеет четыре турбины

 

Затем, если установка турбины возможна специалисты проведут ряд модернизаций вашего автомобиля: установка турбокомпрессора, изменение программного обеспечения блока управления двигателем, который отвечает за впрыск топлива, изменение системы выхлопа (изменение системы выпуска отработанных газов), изменение системы подачи топлива и т.п.

 

При тюнинге автомобиля во время которого устанавливается турбина, главная задача специалистов найти компромисс между производительностью двигателя и долговечностью работы силового агрегата и турбины.

Главный враг любого двигателя- это отработанные газы. Чем быстрее газы удаляются из двигателя, тем лучше.

 

Также вы должны помнить, что любая турбина за счет подачи кислорода под давлением увеличивает температуру воспламенения топлива в камере сгорания, что естественно сказывается на ресурсе двигателя.

Поэтому в процессе тюнинга специалисты тщательно настраивают оптимальное давление турбины для вашего автомобиля.

 

Дело в том, что, по сути, даже с небольшого двигателя можно выжить огромное количество мощности за счет подачи кислорода под высоким давлением в двигатель. Но в этом случае ресурс силового агрегата может сократиться более чем в 2-3 раза из-за повышенной температуры воспламенения топлива в камере сгорания.

Так что в процессе выбора марки и модели турбины специалисты стараются настроить давление турбины таким образом, чтобы оно не очень сильно повлияло на ресурс двигателя.

 

К сожалению, эта проблема относится не только автомобилям, на которые с помощью тюнинг работ были установлены турбокомпрессоры. Даже заводские турбированные двигатели в наши дни имеют не очень большой ресурс. Особенно это касается недорогих автомобилей, которые в последние годы стали оснащаться малолитражными двигателями, оснащенные турбинами. Производители таких автомобилей в погони за потребителем, стараются сделать транспортные средства самыми экономичными на рынке без потери мощности. Согласно законам физики, это возможно только за счет увеличения давления кислорода, который поступает в двигатель. Естественно, в этом случае производитель настраивает турбину на максимально высокое давление, что неизбежно ведет к существенному уменьшению срока службы двигателя.

 

Как увеличить срок службы турбокомпрессора?

Турбокомпрессор нуждается в постоянной масляной смазке. Когда вы запускаете автомобиль, то, как правило, первые секунды турбокомпрессор работает в режиме нехватки масляной смазки. Поэтому не советуем владельцев турбированных автомобилей трогаться с места сразу после запуска двигателя. Так что после того, как вы запустили мотор, подождите около 30 секунд, пока турбина равномерно не смажется маслом.

В крайнем случае вы можете все-таки тронуться с места сразу после запуска двигателя, но в таком случае езжайте на небольшой скорости (на низких оборотах двигателя). Таким образом вы избежите преждевременного износа внутренних компонентов турбины.

 

Также не советуем вам выключать двигатель после движения на высокой скорости. Дело в том, что если после движения на больших оборотах двигателя вы сразу заглушите мотор, то турбина еще будет крутиться по инерции еще около 20 секунд фактически без смазки, поскольку система масляной смазки работает только при включенном двигателе.

 

Кроме того, чтобы турбина преждевременно не вышла из строя, вы должны использовать моторное масло, только рекомендованное автопроизводителем. Желательно, если вы будете приобретать масло у официальных дилеров. Так вы снизите риск купить поддельное некачественное моторное масло, которое может не только в короткий срок вывести турбокомпрессор из строя, но и существенно снизить ресурс двигателя.

 

Что может сломаться в турбокомпрессоре автомобиля?

Большинство дефектов турбины происходят из-за недостаточной смазки. В случае недостаточной или не эффективной смазки (старое или поддельное моторное масло) внутренние компоненты могут быстро выйти из строя из-за повышенного трения друг с другом.

 

Еще одной частой причиной выхода из строя турбины является несвоевременная замена воздушного фильтра. Дело в том, что из-за грязного воздушного фильтра масло может быстро становится загрязненным, что в итоге приведет к неэффективной смазки турбокомпрессора. В первую очередь, в этом случае, может быстро выйти из строя подшипник турбины.

 

Так что, если вы заметите, что турбина автомобиля стала работать громче чем обычно, или появились вибрации, а также если вы обнаружили утечку масла с турбокомпрессора, то необходимо как можно скорее отправиться в технический центр для комплексной диагностики турбины и всех связанных с нею систем, чтобы, вовремя обнаружив проблему, не допустить выхода из строя не только турбины, но и двигателя.

 

Возможно ли отремонтировать турбину в автомобиле

На первых этапах развития турбированных двигателей, в случае выхода турбокомпрессоров из строя приходилось приобретать новую турбину, так как ремонту они не подлежали. Но благодаря развитию технологий автопроизводители научились производить турбокомпрессоры, которые в наши дни подлежат частичному ремонту с помощью специальных ремкомпектов.

 

К сожалению, произвести ремонт турбины самостоятельно у вас не получится. Помните, что ремонт турбокомпрессоров должен выполняться только квалифицированным персоналом, которые должны помимо своего опыта, иметь специальные инструменты и оборудование.

 

При ремонте турбин должны использоваться только оригинальные сертифицированные детали турбокомпрессоров. В противном случае некачественные детали турбины могут не только полностью вывести турбокомпрессор из строя, но серьезно повредить двигатель вашего автомобиля.

Фирма Garrett создала электрический турбокомпрессор — ДРАЙВ

• Войти
• Регистрация
• Забыли пароль?

• user
• Выход

Найти ДРАЙВ

• Наши
  тест-драйвы
• Наши
  видео
• Цены и
  комплектации
• Сообщество
  DRIVE2
• misc»>

• Новости
• Наши тест-драйвы
• Наши видео
• Поиск по сайту
• Полная версия сайта
• Войти
• Выйти

• Acura
• Alfa Romeo
• Aston Martin
• Audi
• Bentley
• Bilenkin Classic Cars
• BMW
• Brilliance
• Cadillac
• Changan
• Chery
• CheryExeed
• Chevrolet
• Chrysler
• Citroen

Как выглядит и где находится автомобильная турбина

Двигатель является одним из наиболее важных компонентов автомобиля, а для его эффективной работы и максимальной производительности устанавливается турбина. Как выглядит и где находится автомобильная турбина? Для раскрытия данной темы понадобятся следующие тезисы:

1. Зачем нужна турбина для автомобиля.
2. Как выглядит турбина.
3. Где найти турбину в машине.

Для чего нужна автомобильная турбина

Автомобильная турбина вместе с компрессором является одним из компонентов, необходимых для активации так называемого турбонагнетателя (турбонаддува). Это устройство служит для увеличения объема воздуха внутри двигателя, повышения его производительности и мощности при движении автомобиля. В частности, турбина представляет собой горячую сторону турбокомпрессора и активируется благодаря горячим выхлопным газам автомобиля. Её коллега, компрессор, напротив, представляет собой холодную сторону, выполняющую поглощение воздуха, который потом сжимается.

Автомобильная турбина

Турбина используется для сбора кинетической энергии и энтальпии (термодинамического потенциала), создаваемых газами, а затем для её преобразования в механическую энергию, которая используется для приведения в действие рабочего колеса компрессора. Последний сжимает воздух и поставляет его во впускной коллектор, таким образом, обеспечивая цилиндры двигателя возрастанием объема воздуха и, следовательно, большей мощностью для автомобиля.

Внешний вид автомобильной турбины

Часто автомобильные турбины называют «улитками». И в самом деле, внешний вид турбины напоминает моллюска. Но, в отличие от медлительной улитки, турбина способна внутри себя отработать мощную энергию для высокой производительности авто. Если рассматривать современную турбину с компрессором, но данный агрегат состоит из двух «улиток», одна проводит отработанные газы, а вторая прокачивает воздух в цилиндры. Но в комплексе система называется «турбонаддув», и состоит из множества деталей.

Автомобильная турбина в разрезе

Основным компонентом турбины с нагнетателем, который выполняет главную функцию, является крыльчатка с лопатками. Она вращается на высокой скорости до 200 000 оборотов в минуту, и действует как компрессор, закачивая поток воздуха в камеру турбины. Далее воздух сжимается, и уменьшается его объем. Но по законам физики, сжатый воздух способен нагреваться. И тут инженеры продумали отличное решение – использовали принцип промежуточного охлаждения воздуха.

Так появилась деталь под названием «интеркулер». Он стал теплообменником, охлаждающим воздух благодаря хладагенту. Интеркулер также увеличивает мощность мотора до 20%, и предотвращает детонацию выхлопного газа.

Система турбонаддува

Если ли разница между турбиной в дизельном и бензиновом двигателе? Её практически нет. Главное отличие – это степень наддува. В дизельных двигателях необходимо большое давление, и по этой причине в них более мощные нагнетатели воздуха. Бензиновые двигатели оснащены нагнетателями меньшей мощности, поскольку высокое давление в камере сгорания способно привести к детонации.

Где расположена турбина в авто

Где находится турбина в машине? Всё очень просто – «улитку» легко распознать и найти встроенной в сам двигатель. Как правило, двигатели современных автомобилей оснащены турбонаддувом. Все дизельные и спортивные автомобили обязательно со встроенными турбинами, ибо без них невозможно развить необходимую мощность для пробега.

Турбина в двигателе автомобиля (“улитка”)

Если в заводской модели авто есть турбокомпрессор, владельцу не нужно будет беспокоиться о каких-либо дополнительных деталях, потому что двигатель транспортного средства уже разработан для обработки мощности, генерируемой турбиной. В случае отсутствии турбины в машине, лучше обратиться к специалисту, который поможет выбрать подходящую модель турбины под двигатель и модель авто.

Читайте также: Что такое турбинованный двигатель – описание и преимущества.

Из чего состоит автомобильная турбина — все компоненты и механизм их работы

Если не брать во внимание техническую сторону вопроса, то турбина – довольно понятный агрегат. Его основная цель – преобразовать энергию, содержащуюся в потоке выхлопных газов. Энергия обычно расходуется в положительное давление во впускном коллекторе, нагнетая воздух и двигатель, производя больше энергии. Цель данной публикации – разъяснить понятными словами концепцию турбины, из чего состоит автомобильная турбина и как работают её составляющие.

Содержание

1. Турбина.
2. Компрессор.
3. Вращающийся узел.
4. Интеркулер.
5. Перепускной клапан.
6. Выпускной клапан.
7. Трубопроводы.

Из чего состоит автомобильная турбина? На самом базовом уровне турбокомпрессор состоит из трех частей – собственно турбины, компрессора и системы подшипников, которая поддерживает вал турбины, соединяя колеса турбины и компрессора. Понимание того, как все эти устройства работают вместе, имеет решающее значение для понимания взаимосвязей всех компонентов друг с другом. Итак, рассмотрим все части по порядку и их функциональное назначение.

Автомобильная турбина

Колесо турбины отвечает за преобразование тепла и давления во вращательную силу. Чтобы понять данный процесс, нужно разобраться в некоторых законах термодинамики. Высокое давление со стороны впускного коллектора всегда стремится к низкому давлению. В рамках этого процесса колесо турбины преобразует кинетическую энергию во вращение. Когда колесо турбины крутится, оно вращает турбинный вал, который, в свою очередь, вращает колесо компрессора.

Турбина

Турбинное колесо не работает в одиночку. Это часть корпуса турбины, которая представляет собой железный или стальной агрегат, расположенный на болтовом соединении с выпускным коллектором или коллектором соединения на турбомашине. Из-за высокой температуры, связанной со сбором и перемещением выхлопных газов под давлением, корпус турбины изготавливается из толстого и прочного железа или стали. Состоит из ножки турбины (она соединяется с трубой выпускного коллектора), выпускного соединения (большого отверстия, которое соединяется с трубой), и спирали, по которой горячий выхлоп проходит через колесо турбины от основания турбины к выпускному отверстию.

Секция компрессора состоит из двух основных механизмов – колеса компрессора и крышки компрессора. Работа компрессора состоит в том, что он сжимает воздух и направляет его к корпусу дроссельной заслонки. Поскольку компрессор связан непосредственно с колесом турбины через вал турбины, колесо компрессора вращается с той же частотой вращения, что и колесо турбины. По мере ускорения колеса турбины, вращается колесо компрессора.

Компрессор турбины

Этот процесс создает давление во впускном тракте, которое называется «наддув».

• Вращающийся узел

Вращающийся узел (вращающийся механизм) турбины является одной и самых важных частей турбокомпрессора любой сборки. Данное устройство служит точкой крепления для обоих корпусов, изготавливается из прочного материала для выдержки тепла и напряжения из турбины. Традиционно во вращающемся механизме устанавливается 2 бронзовых подшипника и отдельный бронзовый упорный подшипник. Сегодня многие производители предлагают модернизированные системы подшипников, в том числе и керамический шароподшипниковый узел Turbonetics, позволяющий турбине выдерживать 50-кратную нагрузку по сравнению с обычным узлом.

Вращающийся узел

Поскольку турбокомпрессор работает за счет сжатия воздуха, легко понять, почему интеркулер важен. При увеличении давления в фиксированном объеме, выделяется намного больше тепла. Это закон термодинамики, и он действует в любом двигателе с турбонаддувом. Вырабатывается тепло высокой температуры, поэтому поступающий воздух должен охладиться перед попаданием во впускной коллектор. Интеркулер, или промежуточный охладитель является теплообменником в турбине.

Интеркулер

• Вестгейт (перепускной клапан)

Данное устройство отводит отработанный газ до того, как он достигнет входа в корпус турбины. Когда выхлоп заполняет коллекторы, он направляется к турбонагнетателю и входит в корпус турбины, прежде чем расширится через колесо турбины и выйдет через выхлопную трубу турбины. В замкнутой системе турбина будет «видеть» весь выхлоп по всему рабочему диапазону двигателя. Наддув будет продолжать бесконтрольно расти, пока дроссель не будет закрыт, либо колесо турбины не достигнет своей точки дросселирования.

Вестгейт (перепускной клапан)

Для многих двигателей это создаст чрезмерное количество воздушного потока и разрушит детали, оставляя, в лучшем случае, пару расплавленных поршней или гигантскую дыру в блоке.

В каждом вестгейте есть впускной и выпускной порт, в который может поступать выхлопной газ, и клапан, который регулирует поток выхлопных газов через впускной канал. Также присутствует пружинно-диафрагменный привод, контролирующий открытие и закрытие клапана. При нормальных условиях, клапан вестгейта остается закрытым, а весь выхлопной газ направляется в корпус турбины.

При повышении давления наддува, оно воздействует на узел пружины и начинает поднимать клапан, отводя поток выхлопных газов от турбины. Таким образом, совершается управление скоростью турбины для регулирования давления наддува. Чтобы отрегулировать целевые уровни наддува, клапаны используют разные пружины, которые можно менять местами для увеличения или уменьшения заданного давления наддува.

• Выпускной клапан

По сути, это клапан сброса давления. Установлен на стороне компрессора турбосистемы. Механизм сбрасывает избыточное давление наддува, захваченное в системе, когда дроссельная заслонка закрывается. Выпускной клапан характеризуется меньшей устойчивостью к сильному нагреву. В отличие от вестгейта (перепускного клапана), выпускной клапан поставляется с одной пружиной, а настройка скорости открытия клапана осуществляется путем небольших регулировок предварительной нагрузки пружины.

Выпускной клапан

Правильные размеры и правильное применение трубопроводов необходимы для обеспечения оптимальной производительности турбины. В типичной системе турбокомпрессора трубопровод можно разбить на три отдельные секции – коллекторы, горячая сторона и холодная сторона.

Коллекторы «живут» в экстремальных перепадах температур, невероятном противодавлении и высоком напряжении. Эта часть является наиболее уязвимой в турбине, и чаще доставляет неприятности. Качественный коллектор эффективно и быстро переносит тепло, сохраняя больше тепла внутри, не создавая трещин и не замедляя импульс отработанных газов. Наиболее оптимальные – чугунные коллекторы.

Коллекторы

Горячая сторона труб – это трубопровод, связанный с транспортировкой фактического выхлопного газа. Из-за сильного нагрева, связанного с переносом выхлопа в корпус турбины, важно использовать прочный материал, предпочтительно нержавеющую сталь. Диаметр трубы зависит от ряда факторов, включая конструкцию колеса турбины, кубические дюймы, диапазон оборотов, противодавление и т.д.

Горячая сторона труб

Холодная сторона труб – это трубопровод, связанный с перемещением сжатого воздуха из турбокомпрессора в корпус дроссельной заслонки. Интеркулер также является частью холодной стороны и должен быть правильно подключен, чтобы всё работало. Оптимальный материал для холодной стороны труб – алюминий. Диаметр труб зависит от размеров турбины, интеркулера и корпуса дроссельной заслонки.

Холодная сторона труб

Теперь легко проще разобраться, из чего состоит автомобильная турбина. Однако могут понадобиться годы, чтобы понять всю суть «турбо-дизайна». На исследования необходимо потратить некоторые усилия, однако они стоят того, чтобы получить качественные знания о работе турбокомпрессора.

Читайте также: История изобретения автомобильной турбины, эволюция механизма.

Газовая турбина (автомобиль)

5.2.

Газовая турбина

5.2.1.

Основные характеристики

Чем выше степень сжатия и расширения и чем больше эффективно используется диапазон температур
, тем выше термический КПД и ниже удельный расход топлива
. Эти условия применимы как к поршневым, так и к газотурбинным двигателям. Три основных процесса
в любом двигателе внутреннего сгорания — это сжатие заряда, сгорание топлива и расширение
продуктов в максимально возможной степени для создания механической работы. Поршневой двигатель
может выполнять первые два процесса с высокой эффективностью и надежностью. Но это менее успешный вариант
с третьим процессом из-за его неспособности обрабатывать большие объемы на конце
низкого давления его расширения. С другой стороны, турбина может работать с большими объемами при низком давлении.
Турбина — это высокоскоростной однонаправленный первичный двигатель, способный обрабатывать
очень больших объемов потока жидкости. Он имеет высокий механический КПД (порядка 85–90%) при правильной разработке и изготовлении
.Его крутящий момент увеличивается с уменьшением скорости для заданного входа, но
это сопровождается потерей эффективности, поскольку углы лопастей фиксированы. Высокая частота вращения
турбины по сравнению со скоростью вращения ходового колеса требует использования большого редуктора.
Для уменьшения этих скоростей используется многоступенчатая зубчатая передача, а импульсное колесо газовой турбины может быть снабжено
двумя рядами лопаток со стационарными отклоняющими лопатками между ними. При таком расположении
окружная скорость лопастей может составлять примерно одну треть начальной скорости газа.Даже
с этим для автомобильного применения требуется частота вращения от 40 000 до 50 000 об / мин, чтобы
было предусмотрено в конструкции. Высокая инерция вращения, являющаяся следствием таких скоростей, приводит к затруднительному запаздыванию по времени в ответ на управление дроссельной заслонкой. Однако преимущества газовой турбины
— легкость, простота и компактность, отсутствие системы охлаждения и незначительный расход масла
.
5.2.2.

Принципы газовой турбины

Простая газовая турбина открытого цикла состоит из компрессора, камеры сгорания и турбины
(рис.5.14). Компрессор всасывает окружающий воздух и увеличивает его давление. В камере сгорания
топливо впрыскивается в сжатый воздух. Топливо горит в камере сгорания
, повышая температуру и давление рабочего тела, которое расширяется за счет
лопаток турбины, вырабатывающих механическую энергию. Поскольку окружающий воздух поступает в компрессор
, а газы сгорания после расширения в турбине выбрасываются в атмосферу, рабочее тело
необходимо постоянно заменять.Часть мощности, развиваемой турбиной
, используется для привода вспомогательного оборудования двигателя, а также компрессора, и только оставшаяся часть
(приблизительно одна треть) доступна в качестве полезной работы.
Газовая турбина также может работать в замкнутом цикле, в котором рабочее тело
непрерывно рециркулирует через машину и не вступает в физический контакт с продуктами сгорания
. Тепло передается от внешнего источника тепла к рабочему телу цикла посредством поверхности теплообмена
.Газовая турбина с замкнутым циклом не обсуждается в этой главе, поскольку автомобильные газотурбинные двигатели
работают по разомкнутому циклу.

Рис. 5.14. Простая газовая турбина открытого цикла.

Компрессор

Компрессор — это первый механический элемент турбинного цикла. В газовых турбинах используются два типа компрессоров
s: центробежные компрессоры и осевые компрессоры. Наиболее успешные производимые роторные компрессоры
достигают в лучшем случае лишь около 80% от КПД
их поршневых аналогов из-за присущих им аэродинамических трудностей управления потоком
легких жидкостей с помощью высокоскоростных роторных средств.Степени давления, которые могут быть использованы, также
ограничены ограничениями компрессора. Степень давления определяется как давление
сжатого воздуха, выходящего из компрессора, к давлению воздуха, поступающего в компрессор
.

Горение.

Камера сгорания должна эффективно работать в широком диапазоне условий окружающей среды с широким диапазоном значений расхода топлива
от холостого хода двигателя до номинальных условий полной нагрузки. Камера сгорания
должна получать сжатый воздух, жидкое топливо должно быть впрыснуто, и сгорание
должно быть завершено до того, как продукты будут переданы в турбину. Это сжигание должно осуществляться
в легком и компактном устройстве, способном выдерживать высокую температуру
непрерывного горения в течение допустимого срока службы. Эффективность сгорания определяется как отношение
фактического тепла, выделяемого при сгорании от данного количества топлива, к общему эквиваленту
теплоты того же самого данного количества топлива, протекающего через камеру сгорания.
КПД сгорания порядка 95–98 процентов является обычным для газотурбинных двигателей.Любая потеря эффективности сгорания
приводит к прямой потере общей тепловой эффективности двигателя.
Наиболее распространенный метод впрыска жидкого топлива — через распылитель или узел форсунки, так как
представляет собой мелкодисперсный туман, и в этой форме он сжигается. В турбине в качестве топлива используется бензин, керосин или масло. Газовые турбины
могут использовать одну, две или несколько камер сгорания для выполнения функции сгорания
.
Для достижения полного сгорания требуется стехиометрическая смесь примерно 15 частей
воздуха (по весу) на одну часть топлива в первичной зоне, где происходит сгорание.
Поскольку обычное углеводородное топливо горит при температуре от 1925 до 2200 К, основная часть
воздуха, называемая вторичным воздухом, используется для охлаждения продуктов сгорания до допустимой температуры на входе в турбину
. Это обеспечивает полное соотношение воздух-топливо в диапазоне от
50: 1 до 250: 1.

Турбина.

Третий элемент — турбодетандер, силовой элемент двигателя. Горячие газы под давлением
из камеры сгорания обеспечивают энергию для турбины.Температура
газов, поступающих в турбину, находится в диапазоне от 970 до 1025 К при непрерывной работе с полной нагрузкой
. Первая часть каждой ступени турбины представляет собой узел сопла. Сопла ограничивают,
ускоряют (процесс расширения) и направляют поток в турбинное колесо. После прохождения
через сопло и входа в ротор горячий газ продолжает свой процесс расширения через
облысение турбинного колеса и передает вращающую силу на вал турбины.
Турбодетандер может быть осевого типа
или радиального типа.Наиболее широко используемая турбина
с низким коэффициентом давления представляет собой одноступенчатую турбину
с радиальным притоком, в которой газы проходят от обода
колеса в радиальном направлении поперек колеса, а выхлоп — из центра
колеса. Для более высоких отношений давления используется комбинация
либо радиальной и осевой, либо двух- или трехступенчатой ​​осевой турбины
. Соотношения давлений
, которые могут использоваться, также ограничены
косвенно из-за неспособности облысения турбины и ротора
выдерживать в течение достаточно длительных периодов комбинацию
высокой температуры и высоких центробежных напряжений
, которые участвуют в последующем расширении ниже
процесс.
Если все ступени турбины находятся на одном валу с
компрессором, газовая турбина называется турбиной с одним валом или с неподвижным валом (рис. 5.14). Турбину
можно разделить на две секции. Часть ступеней турбины
, необходимая для приведения в действие компрессора,
, называемая турбиной компрессора или турбиной газогенератора
, помещается на тот же вал, что и компрессор.
Ступени турбины, обеспечивающие питание ведомой турбины
, вынесены на отдельный вал и называются силовой турбиной
(рис.5.15). Этот тип турбины
называется двухвальным, или двухвальным, или двигателем
с свободной турбиной.

Рис. 5.15. Двухвальная газовая турбина открытого цикла
А. С одной камерой сгорания.
B. С двумя камерами сгорания.
Основные требования к турбинам — легкий вес, высокий КПД, способность работать
при высоких температурах в течение длительного времени, надежность и удобство обслуживания. Выбор материала лопасти
зависит от характеристик прочности на разрыв и ползучести различных материалов лопасти
в сочетании с механическими и термическими напряжениями, устойчивости к механическим и термическим ударам
и устойчивости к коррозии и вибрации.
5.2.3.

Цикл газовой турбины (идеальный и фактический теоретический)

Газовая турбина работает по циклу Джоуля или Брайтона, показанному на рис. 5.16 на диаграмме энтропии температура-
. Атмосферный воздух в состоянии 1 входит в компрессор и сжимается до
более высокого давления /> 2 (при перепаде давлений rp — p поступает в камеру сгорания в состоянии 2 и горит с впрыснутым в нее углеводородным топливом
.Смесь продуктов сгорания со вторичным воздухом покидает камеру сгорания
и входит в состояние 3. В турбине смесь расширяется и выпускается в состоянии
4. Следующие идеализированные процессы имеют место для простой газовой турбины открытого цикла.
(i) Процесс 1-2. Изэнтропическое или обратимое адиабатическое сжатие через компрессор.
{Идентификационный процесс 2-3. Подвод тепла с постоянным давлением (в камере сгорания).
(Hi) Процесс 3-4. Изэнтропическое или обратимое адиабатическое расширение через турбину.
(iv) Процесс 4-1. Отвод тепла в атмосферу с постоянным давлением.
Этот цикл представляет собой идеальный цикл, в котором в качестве рабочей жидкости
используется сухой воздух с переменной удельной теплоемкостью в соответствии с описанными выше процессами. Тепловой КПД идеального цикла Джоуля в терминах

Рис. 5.16. Температурно-энтропийная диаграмма простого открытого цикла в качестве турбины.
В идеальном цикле предполагается, что процессы обратимые, т.е. изоэнтропические или обратимые
адиабатическое сжатие (в компрессоре) и расширение (в турбине).Это означает, что КПД компрессора и турбины
составляет 100 процентов, что практически меньше. Необратимость вызвана потерями на гидравлическое трение в компрессоре и турбине. Следовательно, в фактическом теоретическом цикле
(рис. 5.16) фактические процессы сжатия и расширения отклоняются на
от вертикали и показаны в состояниях 2 ‘и 4’. Цикл 1 — 2 ′ — 3 — 4 ′ — 1 является фактическим
теоретическим, поскольку он все еще использует сухой воздух в качестве рабочего тела. КПД компрессора и турбины
для фактического теоретического открытого цикла газовой турбины становится равным

Тепловой КПД реальной простой газовой турбины открытого цикла сильно зависит от
следующих переменных.
(a) Отношение давлений, rp = poJpi
(b) КПД турбины
(c) Температура на входе турбины
id) КПД компрессора, nc
(e) Температура на входе компрессора (т.е. температура воздуха)
Таким образом, возможные методы улучшения тепловой КПД газовой турбины включает;
(i) повышение температуры на входе турбины
(ii) увеличение степени сжатия компрессора
(Hi) повышение эффективности компонентов (т. е. компрессора и турбины)
(iv) использование промежуточных охладителей компрессора и теплообменников выхлопных газов.
5.2.4.

Устройства рекуперации тепла выхлопных газов

Для увеличения общего КПД двигателя может быть добавлен теплообменник
от выхлопа турбины к нагнетанию компрессора для рекуперации части тепла выхлопных газов и, таким образом, уменьшения количества
топлива, необходимого для выработки заданной выходной мощности. Теплообменник может быть двух типов;
рекуператор или регенератор. В рекуперативном типе горячий выхлопной газ турбины течет на одной стороне
теплообменной поверхности, а нагнетаемый воздух холодного компрессора — на другой стороне.Тепло
передается от одного потока жидкости к другому через пластины и трубчатые поверхности.
При регенеративном или переключающем типе выхлоп турбины нагревает промежуточный материал, например,
, гнездо огнеупорных кирпичей, которые, в свою очередь, передают тепло воздуху на выходе компрессора.
Следовательно, в этой конструкции два потока направляются по очереди, чтобы сначала нагреть промежуточный материал
, а затем отобрать тепло из материала. Промежуточный материал может быть
различных типов, таких как слои экрана, стопки мелко гофрированного металла или пористой керамики.
На рисунке 5.17 схематически показан цикл рекуперации тепла.

Для приложений с малой мощностью сейчас внимание сосредоточено на разработке компактного вращающегося блока
, в котором матрицы из подходящего материала с сеткой от переносятся в барабане
, вращающемся со скоростью от 20 до 30 об / мин, причем два потока проходят непрерывно, каждый через соответствующий участок
профиля ротора. Каждая часть матрицы улавливает и передает тепло при передаче от одного потока
к другому.Тепло, рекуперированное в теплообменнике, позволяет снизить расход топлива
примерно на 25-50 процентов в зависимости от эффективности теплообменника.
Вес и размер теплообменника напрямую зависят от эффективности теплообменника.
5.2.5.

Стартерная система

Функция стартерной системы состоит в том, чтобы разогнать турбину до скорости, достаточной
для того, чтобы она могла запускаться от собственной мощности. В отличие от двигателя с воспламенением от сжатия, которому
может потребоваться всего несколько оборотов проворачивания, газотурбинный двигатель должен быть прокручен до 10-20
процентов скорости, прежде чем он сможет вообще поддерживать себя, и от 30 до 40 процентов скорости для завершения
старт в разумных временных и температурных пределах.Это связано с тем, что компрессор и компоненты
турбины двигателя спроектированы для эффективной работы на высокой скорости, где уровень мощности
является высоким. Возможны несколько различных типов пусковых систем, таких как электрическая, двигатель
, ударная под высоким давлением, гидравлическая, ручная, а также сжатый воздух или газ. Однако в
здесь обсуждается только электрическая система.

Рис. 5.17. Цикл утилизации выхлопных газов газовой турбины.
Электро. Система электрического запуска состоит из двигателя, системы замены аккумуляторной батареи и средства
для подключения и отключения двигателя и аккумуляторных батарей.Высокий пусковой крутящий момент двигателя постоянного тока
квалифицирует его как хорошее средство запуска газовой турбины. Для привода двигателя постоянного тока требуется источник питания постоянного тока
, обычно аккумулятор. Обычно двигатель используется в качестве генератора после запуска двигателя
для зарядки аккумулятора и для других целей. Для такого использования обычно требуется двигатель на
большего размера, чем если бы он использовался только для пуска, поскольку двигатель-генератор должен быть рассчитан на непрерывный режим
, в то время как пускатель работает только в прерывистом режиме.Мотор-генератор
также требует системы регулирования напряжения. Обычно в газовой турбине
используется свинцово-кислотная батарея.
5.2.6.

Топливная система

Топливная система состоит из трубопроводов, коллектора и одного или нескольких насосов, необходимых для подачи
топлива в камеру сгорания под давлением, достаточным для удовлетворительного впрыска. Элементы системы управления
, такие как запорные клапаны и регуляторы, находятся в топливных системах между входом
и камерой сгорания.

Газовая топливная система.

Давление, необходимое для впрыска газообразного топлива, по существу представляет собой давление нагнетания компрессора
плюс потери давления в системе управления и коллекторах. Форсунка газообразного топлива
обычно состоит из трубки с отверстиями в ней. Перепад давления на этой форсунке
очень мал.

Система жидкого топлива.

Основное требование к системе жидкого топлива — это давление
, достаточное для обеспечения перепада давления на форсунке, достаточного для
распыления топлива. Инжектор обычно представляет собой распылительную форсунку непрерывного действия. Требуемое давление
для распыления зависит от вязкости топлива и поверхностного натяжения. Несмотря на то, что для некоторых систем жидкого топлива
требуется от 3445 до 6900 кПа, требования к мощности насоса низкие. Топливный насос
часто является неотъемлемой частью системы управления.
5.2.7.

Системы управления и регулятор

Органы управления пуском.

Последовательность событий, необходимых для запуска, работы и останова газовой турбины
, может контролироваться вручную, но обычно обрабатывается автоматически.После запуска
коленчатого вала и достижения достаточной скорости система зажигания включается, и топливо
поступает в камеру сгорания для начала горения. Стартер продолжает поддерживать двигатель, обычно
, до тех пор, пока не наберет 30-40 процентов полной скорости, после чего двигатель
сможет продолжить запуск своим ходом.

Органы управления разгоном и остановом.

Ускорение после выключения светового сигнала контролируется
ограничителем ускорения, который регулирует подачу топлива для обеспечения скорости ускорения в пределах проектных ограничений турбины
.Регулятор скорости берет на себя управление в условиях почти полной скорости и обеспечивает корректировки топлива
, необходимые для поддержания скорости турбины при переменной нагрузке. Сигнал выключения, подаваемый
либо вручную, либо с помощью любого из нескольких защитных устройств, вызывает закрытие топливного клапана,
, таким образом, останавливает двигатель.

Средства защиты.

Следующие устройства защиты обычно поставляются с газовой турбиной
.
(a) Превышение скорости двигателя. Этот элемент управления обеспечивает средства обнаружения скоростей, приближающихся к пределам безопасности двигателя
.
ib) Температура. Предусмотрена защита температуры на входе в турбину. Температуру выхлопных газов
легче измерить и они напрямую связаны с температурами на входе.
(c) Низкое давление смазочного масла.
(d) Высокая температура смазочного масла.
(e) Обнаружение пламени. Существуют два условия, при которых важно знать, что сгорание
происходит нормально, чтобы предотвратить повреждение двигателя.
При запуске открываются топливные клапаны и запускается зажигание.Если топливо не воспламеняется,
взрывоопасное количество топлива может вскоре накапливаться и создавать опасность. Обычно
предоставляется метод обнаружения выключения света, который перекрывает подачу топлива, если сгорание не происходит в течение очень короткого
времени после подачи топлива.
Если во время работы турбины происходит потеря сгорания, может возникнуть такая же опасная ситуация
, и подача топлива должна быть быстро прекращена. В то время как двигатель немедленно теряет мощность, энергия вращения
продолжает обеспечивать давление топлива в течение короткого периода времени.
(/) Вибрация. Вибрация может быть вызвана дисбалансом вращающихся частей турбины
или нестабильным сгоранием.
иг) Пониженное давление топлива. Кратковременное или спорадическое низкое давление топлива может привести к неустойчивой работе
и возникновению опасных условий.

Губернатор.

Работа газотурбинного двигателя обычно требует автоматического регулирования подачи топлива
как для запуска, так и для нормальной работы.Регулятор может выполнять обе функции, или для запуска может использоваться отдельный ограничитель ускорения
. Системы управления подачей топлива очень сильно зависят от ряда факторов, таких как желаемая степень автоматизации, точность регулирования скорости
, рабочие характеристики конкретного двигателя, экологические соображения,
и стоимость.
5.2.8.

Система смазки

Функция системы смазки заключается в смазке и охлаждении подшипников и шестерен, независимо от того, использует ли двигатель
опорные подшипники повсюду, антифрикционные подшипники или их смесь
. В меньших двигателях, особенно с подшипниками качения, используется смазочный насос с приводом от одного двигателя
, тогда как в больших двигателях используются смазочные насосы, приводимые в действие отдельно от двигателя
. В холодных условиях используется масляный предпусковой подогреватель.
5.2.9.

Разработка турбин

Компания Rover добилась успеха в 1963 году, и в Ле-Мане в 1965 году состоялся первый турбинный спортивный автомобиль с двигателем
. Модель 1963 года не имела системы улавливания выхлопных газов, а расход топлива
составлял 2.445 км / 1 при средней скорости 173 км / ч. В 1964 году был установлен теплообменник регенераторного типа
, и был достигнут значительный шаг в экономии топлива
. При средней скорости 158,3 км / ч расход топлива составил 1,77 км / 1. Компания
General Motors разработала противопожарный агрегат GT-304 Whirl, использующий одноступенчатый центробежный воздушный компрессор
, подающий сжатый воздух к симметричной паре регенераторов
с вращающимся барабаном, где он забирает тепло от горячего потока выхлопных газов перед тем, как попасть в четыре
симметрично размещенные камеры сгорания баночного типа. Из камер сгорания высокотемпературные газы
проходят через сопловое кольцо, установленное в разделительной перегородке, в камеру турбины. Скорость
, полученная в сопловом кольце, отбирается двумя отдельными одноступенчатыми импульсными турбинами
, расположенными последовательно. Нормальная частота вращения компрессора и силовой турбины составляет 35000 и 28000
об / мин соответственно, а регенераторы вращаются со скоростью от 20 до 30 об / мин.

Рис. 5.18. Газотурбинный агрегат Chrysler.
Компания Ford Motor Company of America разработала газотурбинный двигатель, известный как модели 704,
, который включает в себя новую конструкцию для решения проблемы высокого расхода топлива.Агрегат
потребляет топлива от 0,294 до 0,353 кг / кВтч в зависимости от нагрузки. Используется двухступенчатый компрессор с промежуточным охлаждением
и степенью сжатия 4: 1 для каждой ступени. Две ступени компрессора
работают со скоростью 46500 и 91000 об / мин. Имеются две камеры сгорания, первая
расположена между теплообменником и высокоскоростной радиальной турбиной с входящим потоком, от
газы проходят во вторичную камеру сгорания, где вводится дополнительная подача топлива
.
Газотурбинный двигатель Chryster (рис. 5.18) был разработан в 1963 году и успешно установлен на автомобиле
ограниченного производства. Электростанция имеет два механически независимых турбинных колеса
одноступенчатого импульсного типа, через которые последовательно проходит поток газа.
Это колеса с осевым потоком, переднее колесо приводит в движение одноступенчатый радиальный компрессор с удлиненным валом
, обслуживающим вспомогательное оборудование. Из двух, самой задней является силовая турбина, которая на
больше, чем колесо компрессора, и снабжена направляющими лопатками с регулируемым углом наклона.Направляющие лопатки этого типа
изменяют направление газового потока в зависимости от нагрузки на турбину.
Регенератор представляет собой симметричную пару роторного многоклеточного типа и приводится в действие цилиндрическим редуктором
от вала компрессора со скоростью от 9 до 22 об / мин. Используется одна камера сгорания
, которая устанавливается под основным кожухом. Продукты сгорания проходят сначала,
, через неподвижные направляющие лопатки, к турбине компрессора, а затем через направляющие лопатки с регулируемым углом
для вторых ступеней расширения в силовой турбине.Горячий выхлоп направляется
к задним половинкам обменников, где колеса поглощают тепло и передают его потоку
встречного воздуха от компрессора. Изменение крутящего момента и мощности в зависимости от частоты вращения вала на выходе
показано на рис. 5.19. Силовая турбина может быть остановлена ​​до нулевой скорости, но
продолжает развивать полный крутящий момент, поскольку компрессор работает независимо.

Рис. 5.19. Изменение крутящего момента и мощности в зависимости от скорости.
В 1967 году Leyland Gas Turbine Ltd.разработала новый большой агрегат
мощностью 260-300 кВт для грузовых автомобилей. Был достигнут минимальный расход топлива 0,2373 кг / кВтч при 293 К.
Обороты холостого хода компрессора 19000 об / мин, номинальная частота вращения силовой турбины 32500 об / мин. Степень сжатия
составляет 4: 1. Максимальная температура турбины компрессора составляет более
1273 К. В двигателе используется крыльчатка с радиальным потоком, и он состоит из двух частей. Теплообменник
состоит из двух керамических дисков, расположенных вертикально, по одному с каждой стороны двигателя, и
, вращающихся со скоростью 1/1800 скорости вала рабочего колеса, от которого они приводятся в действие.Теплообменник
является роторным регенератором, и имеет место повышение температуры на 520 градусов по сравнению с входящим воздухом
.

интернет-магазин автомобильная турбина — AliExpress

Ищете качественную автомобильную турбину по самым низким ценам? Что ж, тебе повезло! На AliExpress вы можете закончить поиск автомобильной турбины и найти хорошие предложения, которые принесут вам настоящую прибыль! Не уверен, где начать? Вот краткое руководство, как максимально эффективно использовать AliExpress и заключать выгодные предложения!

Используйте фильтры: AliExpress предлагает широкий выбор каждого товара.Чтобы найти подходящую автомобильную турбину, которая соответствует вашим потребностям, просто поиграйте с фильтрами, чтобы отсортировать их по наилучшему совпадению, количеству заказов или цене. Вы также можете отфильтровать товары с бесплатной доставкой, быстрой доставкой или бесплатным возвратом, чтобы сузить область поиска!

Изучите бренды: покупайте автомобильные турбины от проверенных и известных брендов, которые вам нравятся, просто нажав на логотип бренда на левой боковой панели.Это поможет вам отфильтровать все доступные автомобильные турбины этой марки!

Читайте обзоры: всякий раз, когда вы ищете лучшую автомобильную турбину, читайте реальные отзывы, оставленные покупателями на странице с описанием товара. Там вы найдете много полезной и полезной информации об автомобильной турбине и даже советы и рекомендации, которые сделают ваши покупки незабываемыми!

С помощью вышеперечисленных советов вы на пути к поиску качественной автомобильной турбины по сниженным ценам, при этом пользуясь такими преимуществами, как быстрая доставка или бесплатный возврат.Если вы новый пользователь, вы также можете воспользоваться специальными предложениями или подарками для новых пользователей! Просмотрите AliExpress, чтобы найти еще больше товаров от автомобильной турбины, и совершите все покупки в Интернете. Теперь легко и без проблем получить все, что угодно, по низким ценам и в хорошем качестве.

Лучшая автомобильная турбина — Выгодные предложения на автомобильные турбины от мировых продавцов автомобильных турбин

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для автомобильной турбины.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эта лучшая автомобильная турбина вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что купили автомобильную турбину на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в автомобильной турбине и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести car turbine по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните лучший опыт покупок прямо здесь.

Турбины для БПЛА — Техника для дронов и микротурбин

Во время этого неудобного ограничения деятельности COVID UAVT активно работает над интеграцией своей рекуператорной технологии с прототипом своей микротурбовинтовой силовой установки Monarch 5R.Старший вице-президент Фред Фриджерио объясняет, что «двигатель сжигает топливо, выделяя тепло, которое вызывает расширение воздуха, приводя в движение поршни поршневых двигателей или турбин, как в наших двигателях. Расширение воздуха не рассеивает все тепло, а то, что остается, обычно просто выбрасывается в атмосферу. «Рекуператор» сохраняет большую часть тепла, которое в противном случае теряется, и возвращает его в двигатель, потенциально экономя значительный процент топлива, например, увеличивая время полета самолета.«Есть компромиссы. Рекуператор аппаратный, что-то весит, что-то стоит, занимает место и потребляет немного энергии. Вы должны уравновесить преимущества и затраты. В особенности для самолета размер и вес имеют решающее значение. Коммерчески доступные рекуператоры не служат нашим потребностям, поэтому UAVT разработала новую запатентованную систему и тестировала ее в течение нескольких лет. Сейчас мы адаптируем его к двигателю Monarch 5, который можно настроить для работы в диапазоне от 25 до 40 кВт. Это очень продуктивная деятельность во время простоя из-за коронавируса.

---

Экспериментируя с различными видами топлива, UAVT сообщает о работе двигателя Monarch 5 на сжатом природном газе (CNG)

См. Выпуск на странице НОВОСТИ.

---

UAVT демонстрирует свою микротурбогенераторную технологию
в виде легко переносимого прототипа для наземных источников питания.

Смотрите видео ниже

---

UAVT сейчас демонстрирует свою микротурбинную технологию Monarch
, сконфигурированную для гибридного расширения диапазона ( HREX ) в летательных аппаратах.

Смотрите видео ниже

---

В августе 2019 года БПЛА продемонстрировал свою турбовинтовую силовую установку Monarch 5
, установленную на БПЛА NAVMAR TigerShark Group 3.

Смотрите видео ниже

American Turbines, TURBINE POWER — БУДУЩЕЕ АВТОМОБИЛЯ

American Turbines, TURBINE POWER — БУДУЩЕЕ АВТОМОБИЛЯ

Продюсер Today’s Tech News написал: Теперь я хотел бы рассказать вам об истории машина.Планы на машину открылись в приложении неопубликованной рукописи Конрада Ф. Каллина-младшего. книга, Запретный камень Ориноко, хотя и полна изобретений а юмор продавался не очень хорошо. Итак, эта рукопись была помещена в удерживайте, пока корректор, хобби которого возился с механическими и электрические приборы, наткнулся на приложение с планами для автомобиля с турбинным двигателем.

Думая, «эта штука может сработать» он получил разрешение построить грубый прототип одной из турбин.Спустя несколько лет и с некоторыми изменениями по сравнению с оригиналом, его доставили доктору Киту Клонцу, президенту Advanced Motor Tech, признанный эксперт по электродвигателям. Тесты здесь подтвержденное доказательство концепции и недавно был подан патент за успешные новинки.

Издательство, увидев достигнутый прогресс и возросший интерес к автомобиль сейчас готовится к публикации рукописи и будет направить всю прибыль от продажи книги на дальнейшее развитие из машины.

Если вы заинтересованы, вы получите пронумерованное первое издание, копия книги и свидетельство чтобы подтвердить, что вы являетесь первым участником разработки из машины. Если возможно, когда автомобиль пойдет в производство, издательская компания попытается увидеть, что держатели сертификатов появится первая возможность покупки.

Прейскурантная цена книги, которая «Последняя кальдера» стоит 19 долларов.50, доставки нет или плата за обработку. Нажмите кнопку ниже, чтобы заказать.
Спасибо, ваша поддержка ценится. Книга также доступна на amazon kindle за 4,99 доллара. В Последняя кальдера на Amazon Kindle

Бесплатная доставка! Всего 19,50 $ Информация о книге Название: The Last Caldara Автор: Конрад Ф. Каллин мл. Печатных страниц: 341 Описание: Мягкая обложка, идеальный переплет, 6×9 Юмор / Научная фантастика Издатель: Central Recreation Supply Company dba White Dog Publishing

Газотурбинный двигатель | Британника

Газотурбинный двигатель , любой двигатель внутреннего сгорания, использующий газ в качестве рабочего тела, используемого для вращения турбины.Этот термин также обычно используется для описания полного двигателя внутреннего сгорания, состоящего, по меньшей мере, из компрессора, камеры сгорания и турбины.

Общие характеристики

Полезную работу или тягу можно получить от газотурбинного двигателя. Он может приводить в действие генератор, насос или воздушный винт или, в случае чисто реактивного авиационного двигателя, развивать тягу, ускоряя поток выхлопных газов турбины через сопло. Такой двигатель, который при той же мощности намного меньше и легче, чем поршневой двигатель внутреннего сгорания, может производить большую мощность.Возвратно-поступательные двигатели зависят от движения поршня вверх и вниз, которое затем должно быть преобразовано во вращательное движение с помощью механизма коленчатого вала, тогда как газовая турбина обеспечивает мощность вращения вала напрямую. Хотя концептуально газотурбинный двигатель представляет собой простое устройство, компоненты эффективного агрегата должны быть тщательно спроектированы и изготовлены из дорогостоящих материалов из-за высоких температур и напряжений, возникающих во время работы. Таким образом, установки газотурбинных двигателей обычно ограничиваются крупными установками, где они становятся рентабельными.

Циклы газотурбинного двигателя

Большинство газовых турбин работают в открытом цикле, в котором воздух забирается из атмосферы, сжимается в центробежном или осевом компрессоре, а затем подается в камеру сгорания. Здесь топливо добавляется и сжигается при практически постоянном давлении вместе с частью воздуха. Дополнительный сжатый воздух, который обходится вокруг секции сгорания и затем смешивается с очень горячими газами сгорания, необходим для поддержания температуры на выходе из камеры сгорания (фактически, на входе турбины) на достаточно низком уровне, чтобы турбина могла работать непрерывно.Если установка должна производить мощность на валу, продукты сгорания (в основном воздух) расширяются в турбине до атмосферного давления. Большая часть мощности турбины требуется для работы компрессора; только остальная часть доступна для обеспечения работы вала генератора, насоса или другого устройства. В реактивном двигателе турбина рассчитана на обеспечение мощности, достаточной для привода компрессора и вспомогательных устройств. Затем поток газа выходит из турбины с промежуточным давлением (выше местного атмосферного давления) и проходит через сопло для создания тяги.

Газотурбинный двигатель открытого цикла постоянного давления.

Encyclopædia Britannica, Inc.

В первую очередь рассматривается идеализированный газотурбинный двигатель, работающий без потерь по этому простому циклу Брайтона. Если, например, воздух поступает в компрессор при температуре 15 ° C и атмосферном давлении и сжимается до одного мегапаскаль, он затем поглощает тепло от топлива при постоянном давлении до тех пор, пока температура не достигнет 1100 ° C, а затем расширится через турбину обратно до атмосферного. давление.Этот идеализированный блок потребует выходной мощности турбины 1,68 киловатт на каждый киловатт полезной мощности с 0,68 киловатт, потребляемым для привода компрессора. Тепловой КПД установки (чистая произведенная работа, разделенная на энергию, добавленную через топливо) составит 48 процентов.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Фактическая производительность простого открытого цикла

Если для агрегата, работающего между одинаковыми пределами давления и температуры, компрессор и турбина имеют КПД только 80 процентов ( i.е., , работа идеального компрессора равна 0,8 фактической работы, в то время как фактическая мощность турбины в 0,8 раза больше идеальной мощности), ситуация резко меняется, даже если все остальные компоненты остаются идеальными. На каждый киловатт производимой полезной мощности турбина теперь должна производить 2,71 киловатт, а работа компрессора становится 1,71 киловатт. Тепловой КПД падает до 25,9 процента. Это демонстрирует важность высокоэффективных компрессоров и турбин. Исторически сложность разработки эффективных компрессоров, даже больше, чем эффективных турбин, задерживала разработку газотурбинного двигателя.Современные агрегаты могут иметь КПД компрессора 86–88 процентов и КПД турбины 88–90 процентов при проектных условиях.

КПД и выходную мощность можно увеличить за счет повышения температуры на входе в турбину. Однако все материалы теряют прочность при очень высоких температурах, а поскольку лопатки турбины движутся с высокой скоростью и подвергаются серьезным центробежным нагрузкам, температура на входе в турбину выше 1100 ° C требует специального охлаждения лопаток. Можно показать, что для каждой максимальной температуры на входе в турбину существует также оптимальное соотношение давлений.Современные авиационные газовые турбины с охлаждением лопаток работают при температурах на входе в турбину выше 1370 ° C и при соотношении давлений около 30: 1.

Промежуточное охлаждение, повторный нагрев и регенерация

В авиационных газотурбинных двигателях необходимо обращать внимание на вес и диаметр. Это не позволяет добавлять дополнительное оборудование для повышения производительности. Соответственно, двигатели коммерческих самолетов работают по простому циклу Брайтона, идеализированному выше. Эти ограничения не применяются к стационарным газовым турбинам, в которые могут быть добавлены компоненты для повышения эффективности.Усовершенствования могут включать (1) уменьшение работы сжатия за счет промежуточного охлаждения, (2) увеличение мощности турбины за счет повторного нагрева после частичного расширения или (3) уменьшение расхода топлива за счет регенерации.

Первое усовершенствование будет заключаться в сжатии воздуха почти постоянной температуры. Хотя это не может быть достигнуто на практике, это можно приблизить с помощью промежуточного охлаждения (, т.е. , путем сжатия воздуха в два или более этапов и его водяного охлаждения между этапами до его начальной температуры).Охлаждение уменьшает объем обрабатываемого воздуха и, как следствие, необходимую работу по сжатию.

Второе усовершенствование включает повторный нагрев воздуха после частичного расширения через турбину высокого давления во втором наборе камер сгорания перед подачей его в турбину низкого давления для окончательного расширения.