Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатель Infiniti VC-Turbo с изменяемой степенью сжатия стал серийным

Двигатель Infiniti VC-Turbo с изменяемой степенью сжатия стал серийным

«Технология изменяемой степени сжатия это настоящий прорыв в моторостроении. Новый Infiniti QX50, оснащенный двигателем VC-Turbo — первый серийный автомобиль в истории, изменяющий характеристики прямо по ходу движения, устанавливая тем самым новые стандарты в возможностях ДВС. Отличающийся невероятно высокой плавностью работы и отсутствием вибраций, VC-Turbo в равной степени обеспечивает нашим клиентам высокий уровень мощности, экономичности и экологичности», — говорит Кристиан Менье, Вице-президент компании Infiniti.

Высокотехнологичный VC-Turbo: мощность по требованию и непревзойденное удобство управления тягой

Новый VC-Turbo от Infiniti — это первый в мире серийный ДВС с изменяемой степенью сжатия, дебютирующий на премиальном кроссовере Infiniti QX50 нового поколения. Уникальная технология изменения степени сжатия представляет настоящий прорыв в моторостроении — 2.0-литровый VC-Turbo постоянно меняет характеристики, настраивая степень сжатия на оптимальную мощностную отдачу и максимальную топливную эффективность. По тяговым характеристикам этот 2.0-литровый бензиновый турбомотор вполне сравним с передовыми турбодизельными двигателями того же рабочего объема.

Высокая степень сжатия в принципе делает работу двигателя более эффективной, однако в определенных режимах появляется риск взрывного сгорания (детонации). С другой стороны, низкая степень сжатия позволяет избежать детонации и развивать высокую мощность и крутящий момент. Во время движения степень сжатия двигателя VC-Turbo меняется от 8:1 (для максимальной динамики) до 14:1 (при минимальном расходе топлива), подчеркивая ориентированную на водителя философию Infiniti.

Уникальное сочетание динамики и экономичности превращает VC-Turbo в реальную альтернативу современным турбодизелям, не на словах, а на деле опровергая мнение, что только гибридные и дизельные силовые агрегаты могут обеспечить высокие показатели крутящего момента и экономичность. VC-Turbo развивает 268 л.с. (200 кВт) при 5600 об/мин и 380 Нм при 4400 об/мин, что является лучшим сочетанием мощности и тяги среди четырехцилиндровых двигателей. Удельная мощность VC-Turbo выше, чем у многих турбомоторов конкурентов и вплотную приближается к показателям некоторых бензиновых V6. Однопоточный турбонагнетатель гарантирует моментальный отклик двигателя на увеличение подачи топлива.

Новый Infiniti QX50 с двигателем VC-Turbo – это самый эффективный автомобиль в своем классе с непревзойденной экономичностью. Версия с передними ведущими колесами расходует всего 8,7 л/100 км в комбинированном цикле измерений, что на 35% лучше показателей QX50 предыдущего поколения с двигателем V6. Полноприводная версия премиального кроссовера с усредненным расходом 9,0 л/100 км на 30% эффективнее предшественника.

Среди других очевидных преимуществ конструкции нового мотора — компактные размеры и сниженная масса. Блок и головка цилиндров отлиты из легкого алюминиевого сплава, а компоненты системы регулировки степени сжатия изготовлены из высокоуглеродистой стали. В результате по сравнению с 3.5-литровым двигателем Infiniti серии VQ новый VC-Turbo весит легче на 18 кг, а кроме того занимает меньше пространства в моторном отсеке.

За изменение степени сжатия в двигателе VC-Turbo отвечают система рычагов, электромотор и уникальный волновой понижающий редуктор. Электромотор через редуктор соединен с управляющим рычагом. Редуктор вращается, поворачивая управляющий вал в блоке цилиндров, а тот в свою очередь изменяет положение коромысел, через которые поршни приводят коленвал. Наклон коромысел меняет положение верхней мертвой точки поршней, а вместе с ним и степень сжатия. Эксцентриковый управляющий вал регулирует степень сжатия одновременно во всех цилиндрах. В результате варьируется не только степень сжатия, но и рабочий объем двигателя в диапазоне от 1997 куб.см (8:1) до 1970 куб.см (14:1).

Двигатель VC-Turbo также незаметно для пользователя переключается между стандартным рабочим циклом Отто и циклом Аткинсона, еще сильнее увеличивая мощность и эффективность. Цикл Аткинсона традиционно используется для повышения эффективности гибридных силовых установок. При работе ДВС по циклу Аткинсона впускные клапаны перекрываются, позволяя рабочей смеси в цилиндрах сильнее расширяться, сгорая с большей эффективностью. Двигатель Infiniti работает по циклу Аткинсона при высоких показателях степени сжатия, когда из-за более длинного хода поршней впускные клапаны на короткое время остаются открытыми уже в фазе сжатия.

Когда степень сжатия VC-Turbo уменьшается, двигатель возвращается к обычному режиму работы (цикл Отто), с четко разделенными фазами выпуска, сжатия, сгорания и выпуска – таким образом, достигается более высокая мощность силового агрегата.

Помимо изменяемо йстепени сжатия в двигателе VC-Turbo применяется и ряд других передовых технологий Infiniti. Оптимальный баланс между эффективностью и мощностью обеспечивает как система распределенного впрыска (MPI), так и непосредственного (GDI):

  • GDI повышает эффективность сгорания топлива, предотвращая детонацию в двигателе при высоких степенях сжатия
  • MPI, в свою очередь, заранее подготавливает топливную смесь, обеспечивая ее полное сгорание в цилиндрах при низких нагрузках

При определенных оборотах двигатель самостоятельно переключается с одной системы впрыска на другую, а при максимальных нагрузках они могут работать и одновременно.

Однопоточный турбонагнетатель повышает мощность и эффективность двигателя, обеспечивая быстрые отклики на педаль газа на любых оборотах и при любой степени сжатия. Благодаря турбонаддуву по отдаче мотор сравним с шестицилиндровым атмосферным двигателем. Однопоточный нагнетатель отличается компактностью, а также сниженными потерями тепловой энергии и давления выхлопных газов.

Интегрированный в алюминиевую головку блока выпускной коллектор также повышает эффективность работы двигателя и определяет его компактные размеры. Подобное решение позволило инженерам Infiniti разместить каталитический нейтрализатор сразу за турбиной, сократив таким образом путь выхлопных газов. Благодаря этому нейтрализатор быстрее прогревается после запуска двигателя и раньше выходит на рабочий режим.

Давление наддува регулируется электронно-управляемым клапаном (wastegate), который с высокой точностью контролирует поток выхлопных газов, проходящих через турбину. Это гарантирует высокую мощность и экономичность, а также помогает сократить уровень вредных выбросов.

Благодаря системе изменения степени сжатия отлично сбалансированный двигатель VC-Turbo обходится без уравновешивающих валов, обычно необходимых четырехцилиндровым моторам. VC-Turbo работает более плавно, нежели обычные рядные аналоги, а уровень шума и вибраций сравним с показателями традиционных V6. Это стало возможным, в том числе и благодаря компоновке с дополнительными коромыслами, в которой шатуны при рабочем ходе поршней почти вертикальны (в отличие от традиционного кривошипно-шатунного механизма, где они движутся из стороны в сторону). В итоге происходит идеальное возвратно-поступательное движение, не требующее уравновешивающих валов. Именно поэтому, несмотря на применение системы изменения степени сжатия, мотор VC-Turbo такой же компактный, как традиционный 2.0-литровый четырехцилиндровый двигатель.

Читать еще:  Двигатель ваз 2109 норма давления масла

Особенно нужно отметить и крайне низкий уровень вибраций нового двигателя. На заводских испытаниях, в ходе которых специалисты Infiniti сравнивали характеристики VC-Turbo с четырехцилиндровыми моторами конкурентов, революционный двигатель продемонстрировал значительно меньший уровень шума – почти как у 6-цилиндровых агрегатов.

В этом есть заслуга и применяемого Infiniti «зеркального» покрытия стенок цилиндров — оно на 44% уменьшает трение, позволяя двигателю работать ровнее. Покрытие наносится методом плазменного напыления, затем закаливается и хонингуется для создания ультра-гладкой поверхности.

Новый Infiniti QX50 c 2.0-литровым мотором VC-Turbo — первый в мире автомобиль, оснащенный системой активного подавления вибраций Active Torque Rod (ATR). Новый QX50 – единственный автомобиль в классе, оснащенный подобной технологией. Интегрированная в верхнюю опору двигателя, через которую на кузов обычно передается большая часть шума и вибраций, ATR оснащена датчиком ускорений, фиксирующим колебания. Система генерирует возвратно-поступательные вибрации в противофазе, позволяя четырехцилиндровому агрегату оставаться таким же тихим и плавным, как и моторы V6, и на 9 Дб уменьшает шум двигателя по сравнению с предыдущим QX50. В итоге VC-Turbo – один из самых тихих и уравновешенных двигателей в сегменте премиальных внедорожников.

Первые в мире активные опоры Infiniti установил на дизельный двигатель еще в 1998 году, подтверждая инновационность бренда в области силовых агрегатов. Систему ATR инженеры Infiniti разрабатывали с 2009-го по 2017 год, особое внимание уделив уменьшению размеров и массы – на первых прототипах главной проблемой считались габариты вибромотора. Однако, разработка более компактных возвратно-поступательных актуаторов позволила установить ATR в корпус меньшего размера, в полной мере сохранив способность системы максимально эффективно гасить вибрации.

Двигатель VC-Turbo пополнил свою коллекцию наград

Двигатель VC-Turbo вновь пополнил свою коллекцию наград

Двигатель VC-Turbo, первый в мире серийный ДВС с изменяемой степенью сжатия, продолжает пополнять свою и без того впечатляющую коллекцию наград, призов и достижений. На этот раз уникальный силовой агрегат оценило жюри премии «Международный двигатель года» (The International Engine + Powertrain of the Year Awards).

272-сильный мотор был отмечен сразу в двух категориях «Двигатели мощностью 250-350 л.с.» и «Новая разработка». Истинно революционный по конструкции VC-Turbo самостоятельно изменяет степень сжатия в диапазоне от 8:1 (для достижения максимальной мощности) до 14:1 (для наилучшей экономичности). Кроме того, двигатель может работать при любом значении степени сжатия в указанном диапазоне, в зависимости от выбранного режима движения и стиля вождения.

“Новый VC-Turbo не только имеет очевидные преимущества над моторами конкурентов, более того можно смело утверждать, что INFINITI и Nissan спасли двигатель внутреннего сгорания в том виде, в котором мы к нему привыкли,” – отметил Дин Славнич, сопредседатель оргкомитета премии «Международный двигатель года». – В тоже самое время можно не сомневаться и в будущем этих компаний, ведь инновационные технологии всегда приносят с собой успех!»

В состав жюри премии «Международный двигатель года» входят около семи десятков автомобильных журналистов из 31 страны, что само по себе подчеркивает глобальное признание технологии VC-Turbo.

Некоторые представители прессы даже сравнили двигатель VC-Turbo со Священным Граалем автомобильной инженерии. В INFINITI революционную технологию изменяемой степени сжатия рассматривают как очередной шаг в естественном переходе бренда на электрифицированные силовые агрегаты.

Новый двигатель дебютировал на новом поколении премиального кроссовера INFINITI QX50, который помимо прочего интересен совершенно новой платформой, ярким дизайном и невероятным по меркам класса простором в салоне.

“Технология изменяемой степени сжатия — это настоящий прорыв в моторостроении, — подчеркнул Майкл Коллеран, заместитель председателя INFINITI Motor Company. – Новый QX50, оснащенный мотором VC-Turbo, первый серийный автомобиль в мире, который позволяет водителю изменять собственный характер по первому требованию, обеспечивая новые стандарты мощности и комфорта. Теперь клиентам не нужно выбирать между динамическими характеристиками и отменной топливной экономичностью.”

2-литровый мотор VC-Turbo — результат более чем 20-летней кропотливой работы инженеров Nissan Motor Co. На протяжении всего проекта было изготовлено свыше 100 рабочих прототипов революционного силового агрегата. В один момент работа над проектом даже застопорилась. Мощностей тогдашних компьютеров оказалось недостаточно для окончательной проверки всех мыслимых расчетов и финализации конструкции. Когда же компьютерные технологии сократили отставание от инженерного гения конструкторов Nissan Notor Co., новый мотор VC-Turbo из мечты превратился в реальность.

Интересные факты о двигателе VC-Turbo:

1996 — Начало работы над двигателем с изменяемой степенью сжатия;
2016 — Год дебюта серийной версии мотора VC-Turbo;
2018 — На рынке дебютировал новый INFINITI QX50 – первый серийный автомобиль с мотором VC-Turbo;
От 8:1 до 14:1 — Диапазон изменения степени сжатия двигателя VC-Turbo;
-20дБ В — сравнении с традиционным четырехцилиндровым мотором, VC-Turbo генерирует на 20 дБ меньше шума и вибраций;
+100 — Количество изготовленных прототипов двигателя VC-Turbo;
30 000 часов — Испытаний на тестовом стенде;
3 000 000 км — Пробег автомобилей с двигателем VC-Turbo в условиях испытательных заездов.

Краткая информация об INFINITI:

Бренд INFINITI был создан в США в 1989 году со штаб-квартирой в Гонконге. На сегодняшний день INFINITI имеет представительства на 50 рынках по всему миру. На российском рынке бренд представлен с 2006 года, и в 2016 году отметил свое десятилетие в России.

Весь модельный ряд INFINITI производится на заводах в Японии, США, Мексике, Великобритании.

Читать еще:  Электрогенератор из двигателя своими руками схема

Дизайн-студии INFINITI расположены в Ацуги-Ши, недалеко от Иокогамы, Лондоне, Сан-Диего и Пекине.

С 2016 года INFINITI является техническим партнером гоночной команды Формулы 1 Renault Sport и занимается разработкой гибридных систем для гоночных автомобилей.

Отделение AMG показало мощнейшую серийную «четвёрку»

Подробный рассказ о новом моторе означает и скорую премьеру автомобиля, для которого он предназначен, то есть хот-хэтча А 45.

Когда в 2013 году немцы представили 360-сильный хот-хэтч A 45 AMG, они похвалились, что его мотор М 133 — самый мощный серийный четырёхцилиндровый двигатель в мире. Ныне история повторилась на новом витке. Для грядущего A 45 и его сородичей готов совершенно новый двигатель: Mercedes-AMG 2.0 M 139. Предварительные данные по его отдаче уже всплывали, но теперь всё официально — в S-модификации он выдаёт 421 л.с. при 6750 об/мин и 500 Н•м при 5000-5250. И это не гибрид.

Сразу приведём и параметры базовой вариации M 139: 387 л.с. при 6500 об/мин и 480 Н•м при 4750-5000 об/мин. Для сравнения, предшествующий агрегат М 133 после обновления 2015 года выдавал 381 л.с. и 475 Н•м. К цифрам и сравнениям мы ещё вернёмся. А пока — особенности конструкции. Мотор получил один турбокомпрессор типа twin-scroll, у которого и на турбинной, и на компрессорной части установлены роликовые подшипники, как на самой мощной из версий восьмёрки AMG 4.0. Выхлопные газы тут подаются на турбину двумя параллельными каналами, что уменьшает негативное влияние отдельных цилиндров на поток при смене циклов в них.

Один из важных моментов по сравнению с М 133 и с M 260 — новобранец M 139 развёрнут на 180 градусов в моторном отсеке: его холодная часть (впуск) теперь размещена спереди по ходу движения, а горячая, с турбиной, — сзади, со стороны салона. Это позволило оптимизировать потоки газов (каналы для них укоротились и стали менее извилистыми). Поясним, что M 260 — это мотор нового А 35, который он делит с менее мощным А250.

Ещё у нового мотора есть комбинированный впрыск (распределённый, в коллекторе, и непосредственный), два распредвала и 16 клапанов, регулировка фаз газораспределения на впуске и выпуске, система Camtronic с двойным набором кулачков на выпуске (меняет период открытия клапана, то есть ширину фазы), выпускные клапаны увеличенного диаметра (в сравнении с М 133). Сюда же добавим: электрический водяной насос, покрытие цилиндров Nanoslide, систему start/stop и фильтр твёрдых частиц. Максимальные рабочие обороты коленвала достигают 7200. Весит новый двигатель 160,5 кг (с техническими жидкостями).

Рабочий объём турбочетвёрки M 139 совпадает с М 133 — 1991 см³. Степень сжатия у новичка выше — 9,0:1 против 8,6:1. Про удельную отдачу и говорить нечего. Теперь это 211,45 л.с./л против 191,36 ранее. Были ли в истории четырёхцилиндровые агрегаты более форсированные? Например, у седана Lancer Evolution X FQ-440 MR под капотом стоял турбомотор мощностью 446 л.с. при объёме 1998 «кубиков» (то есть 223,22 л.с. с литра). Вот только выпущен был тот седан тиражом 40 штук, что серией назвать затруднительно.

Ещё мы видели М 133, «наддутый» до 445 л.с. (223,5 л.с./л), но то был посторонний тюнинг. Экспериментальные проекты и вовсе можно вспомнить феноменальные. Скажем, трёхнаддувная четвёрка 2.0 фирмы Volvo развивала 450 сил, а четырёхцилиндровый агрегат Cosworth 1.6 с комбинированным наддувом обладал мощностью в 502 л.с. (более 313 сил с литра). Но в серийном производстве среди «четвёрок» рекордсменом теперь, похоже, становится именно M 139.

ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Газотурбинный двигатель (ГТДЕ), состоящий из асимметричного компрессора объемного сжатия роторного типа, прямоточной камеры сгорания, закрепленной на корпусе двигателя, своим выходом соединенная с торцом корпуса турбины, реактивной турбины, находящейся в закрытом корпусе и жестко сидящей на валу двигателя, который соединен с ротором компрессора. Такая конструкция двигателя обеспечивает большую степень сжатия в компрессоре, лопасти которого скользят по корпусу. В отличие от аналогов с осевыми и центробежными компрессорами и активными турбинами, ГТДЕ работает с малым объемом рабочего тела потому, что в турбине используется не только кинетическая энергия рабочего тела (воздуха), а и его потенциальная составляющая (энергия сжатия). Конструкция турбины такова, что лопасть находится в закрытом пространстве и имеет только одну степень свободы (вращение на валу двигателя). Сжатый компрессором, воздух разогревается в камере сгорания, приобретая дополнительное сжатие, т.к. его отток ограничен объемом камеры турбины. Продвигаемый компрессором, воздух через газовод турбины наполняет межлопастное пространство (камеру) перед лопастью. Имея большую степень сжатия рабочее тело, находящееся в камере, давит на лопасть, заставляя ее вращаться вместе с валом. Продвинув лопасть до выходного отверстия, воздух устремляется в регенератор или выхлопную трубу. Поток нагнетаемого воздуха перпендикулярен плоскости лопасти. Плоскость лопасти параллельна оси вращения. Таким образом, используются все возможности полной передачи энергии в ГТДЕ. Малый расход воздуха автоматически снижает расход топлива. Так, при одинаковой мощности полезной модели (ГТДЕ) и известных моделей газотурбинных двигателей с осевым компрессором и центробежной турбиной расход топлива в ГТДЕ в 8-15 раз ниже, что автоматически влечет за собой снижение вредных выбросов в 8-15 раз.

1. Газотурбинный двигатель, содержащий асимметричный компрессор объемного сжатия роторного типа с малым числом лопастей, прямоточную камеру сгорания и реактивную турбину, находящуюся на одной оси с компрессором, имеющую общий вектор направленности вращения вала и движения потока рабочего тела. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что лопасти односекционного компрессора не имеют щелей, скользят по поверхности корпуса, расположены параллельно оси вращения. 3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что корпус компрессора, имеющий овальную форму, асимметрично расположен относительно оси вращения, чем, совместно с поверхностью ротора, обеспечивает объемное сжатие рабочего тела. 4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что компрессор имеет возможность регулировать во время работы двигателя объем подачи воздуха, обеспечивая тем самым возможность резкого набора или сброса мощности двигателя. 5. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что лопасть, встроенная в ротор турбины, скользит внутри корпуса турбины, а ротор имеет газоводную канавку и предлопастную камеру (межлопастное пространство). 6. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что турбина находится в закрытом корпусе, имеющим входное и выходное отверстие.

Читать еще:  Что такое кратковременный режим работы двигателя

Модель относится к области двигателей внутреннего сгорания, в частности, к газотурбинным двигателям.

Газотурбинный двигатель используется на автомобильном, воздушном, водном, железнодорожном транспорте, в системах перекачки жидкостей и газов, мобильных и стационарных электрогенераторах.

Сущность полезной модели: газотурбинный двигатель (ГТДЕ) содержащий асимметричный компрессор объемного сжатия роторного типа с малым числом лопастей, прямоточную камеру сгорания, закрепленную на корпусе, и реактивную турбину, находящуюся на одной оси с компрессором, имеющую общий вектор направленности вращения вала и движения потока рабочего тела.

Известен газотурбинный двигатель, принятый за прототип, с осевым и центробежным компрессором, состоящим из нескольких секций, камерой сгорания, закрепленной на корпусе, и двухсекционной турбины, сидящей на одной оси с компрессором. (Учебное пособие под редакцией В.И.Крутова. Техническая термодинамика. Москва, «Высшая школа», 1991 г. стр.288)

Известен газотурбинный двигатель аналогичной конфигурации (Э.А.Манушин, В.Е.Михальцев, А.П.Чернобровкин. Теория и проектирование газотурбинных и комбинированных установок, под. Редакцией д.т.н. В.В.Уварова. Москва, «Машиностроение», 1977 г. стр.359, 361, 369)

Известен газотурбинный двигатель, который содержит размещенные на роторе систему подачи топлива, центробежный компрессор, камеру сгорания, центробежную турбину. (Патент России №2084666 С1 опубликован в 1997 г.)

Недостатки вышеперечисленного газотурбинного двигателя заключаются в том, что компрессор, примененный в нем, имеет значительные потери от протекания газа при сжатии в зазоры между лопастями и корпусом, что сказывается на эффективности этого процесса.

Достижение заданных параметров сжатия рабочего тела в 5-6 раз вынуждает увеличивать объем захватываемого воздуха, применять многоступенчатые процессы сжатия и увеличивать число оборотов вращения вала компрессора. Это сказывается на габаритах и массе устройства.

Турбина, имеющая решетчатую форму, не обеспечивает хорошее использование энергии газа, т.к. он проникает между лопастями и передает последним только часть своей кинетической энергии. Отсюда многоступенчатость и громоздкость конструкции. Для создания большой мощности требуется повышение массы рабочего тела, его температуры, что влечет за собой большой расход топлива.

Задача, решаемая предлагаемым вариантом газотурбинного двигателя (ГТДЕ), заключается в повышении полезного действия двигателя, упрощении конструкции, снижении расхода топлива на единицу полезной мощности.

Указанные технические результаты достигаются применением односекционного компрессора объемного сжатия роторного типа, позволяющего доводить степень сжатия рабочего тела (воздуха) до 10-15 раз, прямоточной камеры сгорания, аналогичной прототипу, выход из которой перпендикулярен к оси вращения турбины, турбины закрытого типа с перпендикулярно расположенными лопастями относительно вектора потока воздуха. Вектор потока воздуха совпадает с направлением вращения вала.

Возможно исполнение такого типа ГТДЕ с несколькими компрессорами, камерами сгорания и турбинами в различных комбинациях, в том числе, и со свободными осями вращения.

Применение регенератора в предлагаемом ГТДЕ позволяет еще больше повышать эффективность использования топлива.

В данном описании опускается вопрос применения видов топлива, т.к. конструкция может работать на любом топливе, вид которого допускает применяемая камера сгорания.

Предложенная конструкция турбины имеет маленький объем межлопастного пространства, что позволяет компрессору захватывать и сжимать небольшую массу рабочего тела и в камере сгорания использовать на разогрев рабочего тела небольшое количество топлива. Снижение расхода топлива прямо пропорционально снижает вредные выбросы двигателя.

Поскольку лопасть турбины, до достижения ее выходного отверстия, находится в закрытом пространстве, она испытывает давление, превышающее давление компрессора от 2-х и более раз, за счет этого крутящий момент на валу двигателя может достигать величины, существенно превышающей аналоги.

Регулируя положение входного отверстия на корпусе компрессора во время работы двигателя, меняется объем рабочего тела в двигателе, что приводит к резкому изменению мощности двигателя.

На рисунке 1 изображен простейший вариант ГТДЕ, который содержит вал 1, закрепленный на опорах вращения 2 в защищенном корпусе, компрессор объемного сжатия 3, камеру сгорания 4, турбину 5, лопасти которой жестко сидят на оси вращения.

Газотурбинный двигатель работает следующим образом. Рабочее тело (воздух) входит в заборный канал компрессора 3, закрепленного на корпусе двигателя, лопасти которого связаны с осью вращения. По мере вращения вала 1 происходит сжатие рабочего тела и продвижение по выходному каналу компрессора в камеру сгорания 4.

В камере сгорания происходит процесс нагревания рабочего тела. Рабочее тело, расширяясь, через газовод-выход устремляется в межлопастное пространство турбины 5, заполняя его. При этом происходит выравнивание давления в выходном канале камеры сгорания и межлопастном пространстве, поскольку межлопастное пространство закрыто на заданный угол вращения.

Лопасть имеет свободу движения в корпусе турбины.

Созданное давление передается на лопасть турбины, которая передает усилие на вал 1, жестко связанный с лопастью.

Проходя по закрытому каналу, образованному корпусом турбины и самой турбиной, лопасть открывает выходной канал турбины 5.

Рабочее тело устремляется в выхлопную трубу или в регенератор, а следующая лопасть попадает под действие рабочего тела, непрерывно выходящего из камеры сгорания 4.

Для наглядности процессов происходящих в компрессоре приводится рисунок-схема 2, принципиальная конструкция турбины изображена на рисунке 3.

Пример.: Проведенными расчетами и моделированием работы ГТДЕ установлено, что при скорости вращения 3000 об/мин, температуре рабочего тела перед турбиной 1053 градуса К, диаметре 300 мм., длине 450 мм двигатель развивает мощность 550 квт. При этом расход воздуха (рабочего тела) составляет 0,25 кг./сек., расход условного топлива составляет 24 кг в час при полной нагрузке, что на порядок ниже аналогов. Крутящий момент на валу двигателя может достигать 525 кг.м., масса двигателя ориентировочно составит 50-70 кг.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector