Газотурбинный двигатель и автотранспорт: обзор, плюсы, минусы

Газотурбинный двигатель и автотранспорт: обзор, плюсы, минусы

ОТЕЧЕСТВЕННОМУ ТАНКУ ДАЛИ «ЧЕРНУЮ МЕТКУ»

С большим интересом прочли статью Михаила Растопшина «Бронеиллюзион» (газета «Завтра», №38 (722) сентябрь 2007 г.). Много фактов, цифр, а итог – все плохо и очень плохо. Конечно, хотелось бы рассказать «налогоплательщикам» (так называет автор всех нас) не в «общих формулировках» обо всех новинках танкового вооружения, защиты и подвижности, но, видимо, это не делается на страницах газеты. Также, впрочем, не обсуждаются и «результаты НИОКР по разработке унифицированных бортовых информационно-управляющих систем» по которым печалится автор, т.к. они «до настоящего времени отсутствуют». Разоблачения по Растопшину пестрят сильными выражениями: «деградация», «предательская ошибка», «избавление от иллюзионистов» и т.д. На вопрос «Что делать?» автор сформулировал ответ: «Сегодня танкостроение требует… избавления от иллюзионистов, которые маскируют с помощью модернизации продолжающуюся деградацию отечественной бронетехники».Но, полагаем, в статье нет главного: требуя «форсированного развития и избавления от иллюзионистов» кандидат технических наук М. Растопшин мог бы и предложить что-то.Мы не будем вступать с ним здесь в техническую полемику, хотя есть что сказать. Мы поделимся впечатлениями о празднике с дня танкистов и некоторыми проблемами танкостроения.

ВПЕЧАТЛЕНИЯ ПОСЛЕ ДНЯ ТАНКИСТА

Известно, что танку давно приклеили ярлык – «рожденный ползать летать не может». Это не правда – может и не только летать, но и танцевать.Россия, как и США, – единственные страны, обладающие уникальной технологией серийного производства газотурбинного двигателя для танков. Танки Т-80 успешно эксплуатируются в ряде военных округов, но, особенно, в Ленинградском военном округе. Объяснение этому простое – танк создан и производился на Кировском заводе Санкт-Петербурга. Здесь, в свое время, в период освоения машин, дневали и ночевали конструктора прославленного коллектива конструкторского бюро завода во главе с Генеральным конструктором Николаем Поповым.В одной из частей Ленинградского военного округа стало доброй традицией демонстрировать свое воинское мастерство. Газотурбинный двигатель и автотранспорт: обзор, плюсы, минусыТанки Т-80БВ танцуют «Цыганочку» На празднике не только бомонд танкостроителей Санкт-Петербурга. Много молодежи, будущих воинов. Здесь командование ЛенВО, шефы, ветераны. Здесь интересно и поучительно – это настоящий танковый салон.Апогеем праздника стал показ техники. Воины-танкисты показывают, чего они добились. Результаты впечатляющие – одни названия фигур высшего пилотажа чего стоят: выстрел «в полете», «танковый вальс», «цыганочка». Грандиозное зрелище, когда 46-тонные монстры легко и грациозно под музыку старинного вальса или зажигательной цыганочки выписывают под аплодисменты зрителей пируэты. Грациозно останавливаясь и покачивая стволами пушек в такты вальса, они стремительно набирают скорость и закладывают крутые виражи.

Невольно сравниваешь эти па с мастерством летчиков на показах в авиационных салонах, вспоминаются недавние кадры телевидения с МАКСа-2007. Но то в воздухе, в трехмерном пространстве, а это на плоскости – на земле. И все же много общего – в необычности движения тяжелых боевых машин и легкости движений.

Есть и еще одно родство с авиацией – оно, в газотурбинном двигателе. На Т-80 установлен 1250-сильный ГТД. Благодаря ему танк имеет самую высокую удельную мощность среди отечественных и зарубежных машин.

Это дает возможность иметь прекрасную динамику, а технические характеристики двигателя, обеспечивают высокую плавность хода и такой, недостижимый для дизеля параметр, как незаглохаемость.

Да и другие системы на высочайшем мировом уровне – ведь наука танкостроения также в Санкт-Петербурге: это ученые «ВНИИТрансмаш» – разработчики первого в мире лунохода. Определяет успех и высочайшее мастерство экипажей, особенно механиков водителей: старших прапорщиков – Сидоренко Р. и Гущина А.

Газотурбинный двигатель и автотранспорт: обзор, плюсы, минусы Алексей Гущин на вопрос: «Кто бы выиграл соревнования – танк «Абрамс» или Т-80?», — сказал: «Я знаю, что «Абрамс» уже повоевал и двигатель у него помощнее, но встречаться с ним надо не в бою, а на таких показах и соревнованиях. Думаю, что мы выиграем, уж очень тяжелый американец». Аплодисменты зрителей, подарки шефов стали наградой мастерству воинов-танкистов.Хочется верить, что танковый салон может стать традицией Санкт-Петербургских танкостроителей, хорошие примеры заразительны. Так, в самом деле, что же делать? Первое – осваивать технику, совершенствовать воинское мастерство «до блеска».

От редакции «Отваги»: Кстати, на недавно проходившем в Алабино «танковом биатлоне» танкисты 4-й гвардейской Кантемировской дивизии на своих газотурбинных красавцах Т-80У стали настоящими героями мероприятия, продемонстрировав умение виртуозно водить свои «восьмидесятки». И все это называлось кратко – «танковый балет».

МОДЕРНИЗАЦИОННЫЙ РЫВОК

Второе – что делать? Это путь по которому идет весь бронетанковый мир. Сделаем попытку проанализировать один аспект известной танковой триады – проблемы подвижности.Танк, как система вооружения, непрерывно развивается, приобретая новые качества и свойства, его боевые возможности неуклонно повышаются. За все годы развития отечественного танкостроения калибр пушки возрос почти в 3,5 раза, масса танка в 6,5 раз, а мощность двигателя в 37 раз. Об этом убедительно свидетельствуют и показатели роста мощности двигателей танков других стран.Танк рассматривается, прежде всего, как наступательное средство, поэтому принципы его применения жестко связаны с проблемами обеспечения движения и увеличения подвижности. При этом подвижность связывают с возможностью уклониться от поражения за счёт улучшения разгонных и тормозных характеристик.Газотурбинная силовая установка (ГТСУ) стала одним из основных факторов, обеспечивающих боевое и эксплуатационно-техническое превосходство танков (Т-80, Т-80У) над лучшими отечественными и зарубежными танками. Помимо многолетней войсковой эксплуатации в России, ГДР, Польше это подтверждено сравнительными испытаниями в Швеции и Индии (1993–1994 гг.), выставках вооружения и военной техники в ОАЭ (1993–1995 гг.), и в Греции (1998 г.). Газотурбинный двигатель и автотранспорт: обзор, плюсы, минусы В то же время неадекватная оценка опыта эксплуатации прежде всего акцентируется на одной из его характеристик – расходе топлива. Возможно, не всем известно, что в последних модификациях этой машины, осуществлен целый комплекс научно-технических решений, снизивших эксплуатационный расход топлива более чем в 1,3 раза. Расчёты показывают, что при доведении температуры газов на входе в турбину до 1316–1370°С (что возможно при применении керамических материалов) реально получить расход топлива до 86 г/квт.ч (117 г/л.с.ч.), а тепловой КПД – 53%. Это меняет представление об экономичности газовой турбины.Достигнутые показатели являются далеко не пределом для ГТД. Имеются наработки решений (и теоретических, и практических), которые позволяют достичь значений эксплуатационных расходов топлива на уровне танков с дизельными двигателями равной мощности.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

Нет сомнения, что конкуренция между дизелем и ГТД продолжится. Несмотря на работы по дальнейшему совершенствованию дизеля, ему присущ ряд особенностей конструкции, которые затрудняют существенно улучшить достигнутый уровень:• Это, прежде всего, необходимость преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Это, как следствие, большое трение скольжения на значительных поверхностях поршень-гильза. Это нестационарный процесс горения топлива в цилиндре во время рабочего хода. Заметим, при этом, что для 4-тактного двигателя только один из четырех тактов является по сути «рабочим», а остальные – вспомогательными.При основном своём положительном качестве (удельному расходу топлива) танковый дизель недолго останется в танкостроении бесконкурентным, что связано не только с перечисленными недостатками. Дизели мощностью свыше 1000 л.с., в ограниченных объемах МТО, вызывают массу проблем для обеспечения его работы без перегрева.• На систему жидкостного охлаждения четырехтактного дизеля расходуется от 15 до 20% его мощности. Кроме того, в дизеле необходимо 2–3% мощности затратить на охлаждение масла. Газотурбинный двигатель и автотранспорт: обзор, плюсы, минусы Известно, что теплоотдача двухтактного двигателя (6ТД2) мощностью 1200 л.с. составляет 420 тыс. ккал/час, а ГТД (изд. «29») мощностью 1250 л.с. – 48 тыс. ккал/час (почти в 9 раз меньше). Это ведет к увеличенным размерам системы охлаждения.Для ГТД характерен показатель, выгодно отличающий его от дизеля – мощность, «снимаемая» с единицы объема двигателя. Этот параметр у ГТД в 1,6 раза лучше. В этой связи объемы моторно-трансмиссионного отделения у танка с ГТД меньше. Газотурбинный двигатель и автотранспорт: обзор, плюсы, минусы Значительное превосходство по габаритной мощности танка Т-80 над американским танком «Абрамс» объясняется его увеличенными габаритами силовой установки, из-за большого объема воздухоочистителя.Показатель габаритной мощности свидетельствует не только об оптимальной компоновке МТО, но говорит о совершенстве систем и узлов силовой установки. Габаритная мощность МТО танка Т-80Упревосходит габаритную мощность танка «Леопард-2» в 2,2 раза.Увеличенные объемы МТО зарубежных танков вынуждают удлинять базу танка, увеличивать силуэт, добавляя несколько тонн совокупного «лишнего» веса, наращивать тем самым с одной стороны затраты мощности двигателя на добавленную массу машины, а с другой стороны ухудшая показатели подвижности. В этой связи сравним основные габаритные показатели танков с ГТД России и США по площади лобовой (Sл) и боковой (Sб) проекции: Т-80 – 7,1 и 12,2 кв.м, и М1А1 – 7,68 и 15,5 кв.м соответственно.Для осуществления рабочего процесса необходимо определенное количество воздуха. Так как в газотурбинном двигателе часть воздуха расходуется на охлаждение камеры сгорания, а коэффициент избытка воздуха в рабочем процессе также увеличен, то потребности воздуха у ГТД больше, чем для дизеля. И, несмотря на то, что для процесса горения воздуха в дизеле потребляется меньше, его общее количество (с учётом охлаждения двигателя и трансмиссии) существенно увеличено. Сравним по этому параметру двигатели танков М1 «Абрамс» и «Леопард-2». Газотурбинный двигатель и автотранспорт: обзор, плюсы, минусы Каков же вывод? За увеличенной (практически вдвое) потребностью в воздухе, а также увеличенной в несколько раз суммарной теплоотдачей следуют важные следствия: необходимость в увеличении (почти втрое) площадей радиаторов (теплообменников), в увеличении площадей всасывающих жалюзи, (т.е. увеличении ослабленных зон).

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

По данным иностранных источников стоимость изготовления газотурбинного двигателя (одинаковой мощности с дизелем) примерно в три раза больше. Несколько большей разницей оценивались эти показатели в отечественном двигателестроении, (однако сравнения были недостаточно корректны, так как танковых дизелей одинаковой с ГТД мощностью у нас не производилось). Не следует забывать, что стоимостные показатели следует рассматривать с учётом эксплуатационных затрат на техническое обслуживание, ремонт и срок службы сравниваемых двигателей и их систем.Приведем результаты стоимостного анализа учебной и боевой эксплуатации, базирующегося на данных, соответствующих полному сроку эксплуатации боевых машин с ГТД и дизельным двигателем (одинаковой мощности), проведенных MJCV (США). Газотурбинный двигатель и автотранспорт: обзор, плюсы, минусы Эксплуатация в войсках показывает, что ресурс танкового ГТД почти в 2-3 раза выше, чем у дизельных двигателей, вследствие уравновешенности и меньшего количества деталей.Аналогичны оценки ресурса ГТД по данным иностранных источников: по оценке MJCV (США) срок службы ГТД GT-601 в боевых условиях равен 3000 ч, в мирное время до 10000 ч.Очень важны и такие эксплуатационные показатели:• время подготовки танка к работе, особенно пуск ГТД при низких температурах окружающего воздуха, в несколько раз меньше, чем дизельного двигателя;• проведенные за рубежом исследования установили, что уровень шумности у ГТД вдвое ниже дизеля.Если учесть, что трудоёмкость технического обслуживания системы воздухоочистки и охлаждения в танке Т-80 (и его модификациях) практически отсутствует, то преимущества ГТД очевидны.

Читайте также:  Снятие и установка задних сидений на toyota camry своими руками – пошаговая инструкция + фотоотчет

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

Приведем данные по уровню токсичности отработавших газов для транспортных ГТД и дизельных двигателей, полученные при эксплуатации в штате Калифорния (США). Газотурбинный двигатель и автотранспорт: обзор, плюсы, минусы Газотурбинному двигателю танка Т-80 нет альтернативы при работе в зоне с радиоактивной зараженностью. Радиоактивные частицы, выбрасываемые вместе с выхлопными газами, не контактируют (как это происходит в дизеле), с маслом и, следовательно, не попадают в масляную систему, где может возникнуть радиационный источник.Существенно и то, что одноступенчатый воздухоочиститель танка Т-80, являясь инерционным аппаратом, не задерживает в себе радиоактивные частицы, в отличие от двухступенчатых, барьерных (в большинстве дизелей и в двигателе AGT-1500) и выбрасывает их с отсепарированой пылью наружу.Эти выводы полностью подтвердились при эксплуатации машины с ГТД в районе аварии Чернобыльской АЭС в 1986 г.

ВМЕСТО ПОСЛЕСЛОВИЯ

Двигатель газ бензин: стоит ли овчинка выделки?

Из-за высокой стоимости бензина он в настоящее время становится для многих автолюбителей непозволительной роскошью, поэтому владельцы автомобилей все чаще задумываются об оснащении «железных лошадок» газобаллонными установками, которые позволяют достичь неплохой экономии.

О преимуществах и недостатках двигателя газ-бензин, а также о многих важных нюансах, которые следует учесть перед переоборудованием транспортного средства, пойдет речь в нашем сегодняшнем разговоре. 

В первую очередь, отметим, что существуют установки ГБО 2 видов:

  • на пропан-бутане (это сжиженный газ, являющийся вторичным продуктом, получаемым в результате переработки нефти);
  • на метане – подверженном сжижению природном газе.

Об установках на метане мы говорить не будем, материал затронет исключительно оборудование, функционирующее на пропан-бутане.

Мифы и заблуждения

Газотурбинный двигатель и автотранспорт: обзор, плюсы, минусы

Бытует мнение, что мотор авто, работающий на газу, гораздо быстрее выходит из строя и чаще подвергается износу, однако на самом деле это не так. По мнению инженеров, двигатели машины «газ-бензин» способны работать без ремонта в среднем в полтора-два раза дольше, чем исключительно бензиновые аналоги.

Это обусловлено тем, что газ является смесью более однородной, быстро и равномерно смешивается с воздухом, к тому же во время работы двигателя он, в отличие от бензина или дизельного топлива, сгорает полностью, не оставляя нагара на деталях мотора.

Преимущества газового топлива

По сравнению с бензином пропан-бутановая смесь обладает массой преимуществ:

  • Доступная цена, которая в среднем на 30-50 процентов ниже, чем у бензина.
  • Сниженный уровень выхлопа (газ мене токсичен, он значительно чище бензина, поэтому урон, наносимый им окружающей среде, заметно ниже, чем в случае с бензином).
  • Лучшая сохранность двигателя, ведь в процессе сгорания газа образовывается намного меньше нагара и твердых частиц, да и сам мотор на газу работает тише, мягче. 
  • Уменьшенный расход масла – оно портится медленнее, менять его придется не так часто.
  • Более редкие дозаправки. Авто «газ-бензин» фактически оснащено двумя баками. Если закончится бензин, можно перейти на газ и наоборот, следовательно, продолжительность времени между заправками станет длиннее. 
  • Отсутствие риска детонации в случае ДТП. Так как на баллонах установлен предохранительный клапан, риск их детонации сведен к минимуму даже в случае удара. При повреждении баллона газ улетучится, а не образует взрывоопасной лужи, как происходит в случаях с бензином. В этой связи следует упомянуть температуру горения бензина и газа в двигателе, если в первом случае (бензин) она составляет 250 градусов, то в случае с газом это 550 градусов. Говоря иными словами, газ намного менее опасен, чем бензин.
  • Препятствие угону. Как бы странно это ни звучало, если после остановки двигателя вынуть коммутатор, это заблокирует обе топливные системы, двигатель не заведется и угнать машину будет нереально. Такая вот дополнительная противоугонка.

Недостатки использования ГБО

Есть у двигателей с ГБО и некоторые минусы:

Газотурбинный двигатель и автотранспорт: обзор, плюсы, минусы

  • Установка занимает место в багажнике.
  • Несколько больший расход, нежели у бензина.
  • Возможен неприятный запах в салоне. Чтобы его не было, необходимо своевременно сливать из редуктора конденсат.
  • В сильный мороз запустить двигатель на газу достаточно сложно, поэтому специалисты рекомендуют прогревать мотор на бензине и только потом переключаться на газ. 

Поколения ГБО и различия между ними

С момента появления газобаллонные установки, монтируемые на автомобили, неоднократно претерпевали существенные изменения и совершенствовались. Всего существует 6 поколений ГБО, однако на самом деле это разделение можно считать условным, вызванным доработкой существующей конструкции.

  • 1-е поколение характеризовалось наличием множества минусов, очень длинным путем газа до камеры сгорания, что влекло за собой массу неудобств. Однако одним большим плюсом стал сам факт появления такого оборудования и возможность его дальнейшего совершенствования. 
  • 2-е поколение отличалось модернизированным редуктором, что позволяло переключаться с одного топлива на другое нажатием одной кнопки, не выходя из салона. Появилась функция холодного старта.
  • 3-е поколение уже можно было устанавливать на машины как с карбюраторными, так и с инжекторными двигателями, появился датчик температуры, а сама установка стала соответствовать требованиям ЕВРО-2.
  • 4-е поколение – это оборудование с принципиально новым принципом подачи топлива, ведь в нем появились газовые форсунки (по одной на каждый цилиндр). 
  • 5-е поколение отличается значительными изменениями в системе подачи топлива. К его плюсам следует отнести возможность старта двигателя без дополнительного прогрева даже при минусовой температуре, к тому же установка такого оборудования осуществляется без вмешательства в систему охлаждения ТС. 
  • 6-е поколение – это новейшая европейская разработка, предназначенная для двигателей с прямым впрыском топлива. Она еще не получила широкого распространения, но, по заявлениям создателей, будет обеспечивать мотору такую же мощность, как и на бензине, расход тоже останется аналогичным, при этом отдельного внимания заслуживает простота обслуживания и минимум деталей самой установки.

Сравнительная характеристика цен на топливо и расходники ГБО/бензин

Газотурбинный двигатель и автотранспорт: обзор, плюсы, минусы

  • Для большей наглядности приведем пример установки ГБО 5 поколения на BMW 520: стоимость установки – около 1200 евро; расход бензина – около 8-ми литров на каждую сотню км; стоимость газа – 32 рубля;
  • стоимость бензина – 75 руб. 

Без установки газового баллона затраты на 100 км пути составляли около 600 руб., на газу эти расходы снизились до 260-ти руб. Срок окупаемости установки при приведенных выше расчетах равен в среднем 1,5 года. 

Выводы

С учетом всего сказанного выше можно смело сделать вывод о том, что газ для авто намного лучше бензина. Во-первых, налицо экономия на заправках, во-вторых, работа ГБО способствует меньшему износу двигателя, в-третьих, негативное влияние на окружающую среду минимально. Единственное – сам процесс переоборудования стоит денег, но в данном случае такие вложения вполне оправданны. 

Газ или бензин что лучше?

Почему ставить ГБО не выгодно: перечисляем все минусы перевода машины на газ (их больше чем плюсов)

Сегодня установка ГБО резко усложнилась – требуется зарегистрировать «внесение изменений в конструкцию». При этом аппаратура под сжиженный газ стоит примерно 20–30 тысяч рублей, а под сжатый – гораздо дороже. Мало того, газ начал стремительно дорожать.

Аналитики всех мастей начинают поговаривать о конце газовой эпохи – как метановой, так и пропан-бутановой.

Однако Минэнерго запустило проект развития рынка газомоторного топлива до 2024 года, согласно которому намечен рост количества метановых заправок в 4 раза, продаж газа на них – в 5 раз.

С прошлого года в 23 регионах субсидируют установку метанового ГБО: до 60% расходов покрывает бюджет. Ещё 30% – за счет Газпрома. При этом Минпромторг выделил свыше 3 млрд рублей производителям техники на газе при условии предоставления покупателям скидки.

Газотурбинный двигатель и автотранспорт: обзор, плюсы, минусы

Однако массовой газофикации не видать. Сегодня на компримированном газе ездят примерно 160 000 автомобилей, по большей части это автобусы и грузовики.

А владельцы легковушек пытаются угадать тенденцию развития событий. И… ничего не понимают.

Чиновники вдруг вспомнили про важность водородного топлива, пообещав к 2030 году открыть 1200 водородных заправок – это взамен газовых или вместе с ними? Или так и будем ездить на бензине?

Похоже на то, что наверху немножко запутались в миллиардах и громких обещаниях. А «внизу» прикидывают плюсы и минусы «газовой» езды. И минусов при этом получается очень много.

Помимо полной неопределенности на федеральном уровне и дороговизны установки ГБО, а также нервотрепки с ее узакониванием, вспоминаются известные проблемы, которые никуда не ушли. Огромные баллоны резко уменьшают объемы багажника и убивают на корню возможности трансформации кузова.

Растут затраты на обслуживание автомобиля. Переоборудованная на газ машина будет ездить хуже бензиновой – падают динамика и мощность. Въезд на подземные парковки таким машинам закрыт – разве что в расчете на то, что никто не заметит.

  В гипермаркете это сработает, а вот в жилом массиве – нет: соседи возмутятся, и закон будет на их стороне. Наконец, сама идея заставить мотор работать на топливе другого вида, непредусмотренного автопроизводителями, выглядит сомнительно.

Если двухтопливная машина сходит с конвейера – одно дело, а вот любые переоборудования – это уже, извините, радиолюбительство.

Газотурбинный двигатель и автотранспорт: обзор, плюсы, минусы

Кстати говоря, продать «газовую» машину всегда тяжело: будущий покупатель отлично знает, что такое переоборудование осуществляют ради огромных пробегов, а потому скрученным одометром никого не удивить.

Читайте также:  1907 - 1926 Rolls-Royce Silver Ghost: характеристики, описание, фото и видеообзор

Атмосферник или турбированный двигатель?

Атмосферник или турбированный двигатель?
Перед покупкой автомобиля каждый из нас предстает перед массой дилемм, необходимо выбирать между производителями, марками и моделями автомобилей, различными комплектациями, и самое главное, между силовыми агрегатами. Распространенный вопрос: «Что лучше, дизель или бензин?», по популярности может конкурировать разве что с вопросом: «Что лучше выбрать, турбину или атмосферник?». Газотурбинный двигатель и автотранспорт: обзор, плюсы, минусы Сегодня в нашей рубрике постоянных дилемм мы поднимем актуальный вопрос о том, автомобиль с каким двигателем лучше покупать — атмосферник или турбированный, поговорим о преимуществах и недостатках каждого из них для того чтобы ваш выбор был более простым и правильным. Прежде всего необходимо уяснить один важный момент, дело в том, что нельзя сказать однозначно, что лучше турбина или атмосферник, и тот и другой имеет свои «плюсы» и «минусы». Итак, давайте по порядку…

Преимущества и недостатки атмосферного двигателя

Первым делом для тех кто не в курсе я расскажу, что такое атмосферник. Атмосферником принято называть обычный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который использует для образования топливно-воздушной смеси воздух из карбюратора или инжектора (1 часть бензина к 14 частям воздуха). С появлением турбомоторов выбор автомобиля усложнился, поскольку водители начали все больше «соблазняться» более мощными турбированными агрегатами, отдавая им предпочтение перед обычными ДВС. Однако есть также и те, кто все же не решается покупать турбину ввиду отсутствия знаний или опыта эксплуатации этого двигателя.

Атмосферный двигатель: преимущества

К несомненным достоинствам атмосферных двигателей относят:

  • Простоту конструкции, которая отработана на практике в течение многих десятилетий. Ремонт и техническое обслуживание таких силовых агрегатов обходятся владельцу намного дешевле (по сравнению с аналогичными операциями для турбированного мотора).
  • Значительно больший ресурс бесперебойной работы до капитального ремонта. При правильных условиях эксплуатации и надлежащем уходе срок «жизни» у атмосферных двигателей в 2÷4 раза больше, чем у моторов с турбонаддувом: 300000÷400000 км, зачастую, не являются пределом «долголетия» таких двигателей.
  • Меньший расход масла, который в зависимости от стиля езды обычно не превышает 200÷500 мл на 10000 км пробега автомобиля. Это обусловлено отсутствием дополнительных приспособлений, требующих смазки, а также меньшими нагрузками, которые испытывают вращающиеся части мотора при работе.
  • Неприхоливость к качеству используемого масла. Они вполне удовлетворительно работают на полу-синтетических (и даже минеральных) моторных маслах. Однако, не стоит забывать о том, что чем лучше масло, тем дольше срок службы двигателя.
  • Не столь частую, как у турбированных двигателей периодичность замены масла, которую необходимо производить после пробега в 15000÷20000 км.
  • Меньшую требовательность к качеству применяемого топлива. Как правило, многие атмосферные моторы могут вполне удовлетворительно работать и на бензине марки Аи92.
  • Более быстрый прогрев в зимнее время.

Атмосферный двигатель: недостатки

Как и все в этом Мире, атмосферные двигатели не лишены недостатков. К таким можно отнести большой вес двигателя, меньшую мощность по сравнению с турбомотором аналогичного объема, снижение мощности при езде в горной местности или других местах, где воздух разрежен. Кроме всего прочего, атмосферник уступает турбированному двигателю в динамических показателях.

Преимущества и недостатки турбированного двигателя

Турбированный двигатель впервые увидел мир в 905 году, а на «легковушки» турбины стали устанавливать только в середине 20-го века. Принцип двигателя оснащенного турбиной заключается  в том, что турбина рационально использует выхлоп автомобиля, посредством которого происходит нагнетание дополнительного воздуха в цилиндры, который способствует лучшему сгоранию топливно-воздушной смеси. Как вы знаете, чем больше воздуха, тем лучше будет гореть, по тому же принципу устроен и турбомотор, турбина под высоким давлением нагнетает воздух в цилиндры, благодаря чему сгорание топливной смеси происходит с большим КПД, в результате двигатель получает больше мощности минимум на 10%.

Турбированный двигатель: преимущества

К плюсам турбированных моторов (по сравнению с атмосферными аналогами) относят:

  • Более высокую мощность (как правило, на 30÷50%) при одинаковом рабочем объеме.
  • Максимальный крутящий момент в широком диапазоне оборотов, что весьма положительно влияет на динамику автомобиля.
  • Меньшие вес и размеры при одинаковой мощности. Турбированный двигатель значительно легче и компактнее атмосферного. Это позволяет наиболее рационально расположить силовой агрегат и снизить общую массу автомобиля, что способствует, в свою очередь, экономии топлива.
  • Быстрый набор рабочих оборотов за счет меньшей массы вращающихся деталей.
  • Высокую экологичность, которая достигается за счет более полного сгорания топлива в цилиндрах двигателя.

Турбированный двигатель: недостатки

Среди недостатков турбированных моторов больше эксплуатационных минусов. Во-первых, двигатель с турбиной более привередлив к качеству топлива и моторного масла. Кроме того, на таких двигателях срок службы смазывающих и фильтрующих элементов гораздо меньше чем у атмосферников, примерно в 1,5-2 раза, это объясняется более сложными условиями работы при высоких температурах. Владельцам турбированных моторов следует более тщательно следить за уровнем и состоянием фильтров и масла, и производить их замену в строгом соответствии с указаниями производителя двигателя. Не менее важно состояние воздушного фильтра, забитый или поврежденный фильтр ухудшает работу компрессора и может стать причиной его неисправности. К недостаткам турбодвигателя следует также отнести его «прожорливость». Турбина, по сравнению с атмосферником аналогичного объема, будет «кушать» больше топлива. Кроме того, турбомотор имеет меньший моторесурс чем атмосферный двигатель. Турбина со временем изнашивается, особенно если владелец не владеет навыками эксплуатации таких двигателей. К примеру, турбомотору после остановки автомобиля необходимо дать немного поработать на холостых, чтобы турбина остыла и только после этого можно глушить двигатель. Стоимость ремонта турбированного двигателя обойдется намного дороже чем ремонт атмосферника, кроме того желающих выполнить этот ремонт не так уж много, некоторые специалисты вообще отказываются ремонтировать турбомоторы. Те же, кто берется, иногда выполняют ремонт некачественно, в результате двигатель работает с перебоями или со временем турбодвигатель снова выходит из строя.

Как же расход топлива?

Если вы внимательно прочитали о плюсах и минусах обоих моторов (атмосферного и турбированного), то вас удивило то, что мы ничего не рассказали о расходе топлива. На этом вопросе стоит остановиться несколько подробнее. Попробуем разобраться, какой мотор является более экономичным. Сначала сравним два двигателя с одинаковым объемом (например, 1,4 литра). Атмосферный мотор будет расходовать в среднем около 6÷7 л на 100 км пробега, а трубированному потребуется уже 8÷9 литров. Однако при этом он развивает мощность в 1,5 раза большую, чем атмосферный. Вывод: при одинаковом рабочем объеме «атмосферник» значительно экономичнее (ведь он не только «ест» меньше топлива, но и использует более дешевый бензин), однако значительно уступает турбированному по мощности. Теперь проведем сравнение расхода топлива у моторов с одинаковой мощностью (например, около 140÷150 лс). Столько «лошадок» под капотом обычно имеет атмосферный мотор объемом 2,0 литра или турбированный двигатель объемом 1,4 литра. В городском цикле расход у обычного двигателя составит около 12÷14 литров на 100 км, у турбированного – все те же 8÷9 литров. Вывод: даже учитывая меньшую стоимость бензина, необходимого для нормальной эксплуатации атмосферного двигателя, мотор с турбо наддувом значительно экономичнее.
Как вы видите, и тот и другой двигатели имеют свои «плюсы» и «минусы», для того чтобы понять какой двигатель лучше —  турбированный или атмосферный, необходимо для себя уяснить приоритетные стороны того или иного агрегата.

Автомобиль с каким двигателем лучше выбрать

Обе разновидности моторов имеют как свои достоинства, так и недостатки. Поэтому нельзя однозначно сказать какой из них лучше. Если вы поклонник агрессивной езды, быстрого старта с места, любите драйв и готовы к значительным затратам на обслуживание, то выбор однозначен – автомобиль с турбированным двигателем. Однако, склоняясь к такому выбору, надо помнить о том, что мотор вашего транспортного средства (а особенно турбина) «проживет» значительно меньше, чем атмосферный аналог. К тому же вы должны быть уверены, что в своем регионе вы без труда сможете приобрести топливо высокого качества, а также специальные синтетические масла. Если для вашего стиля езды характерны спокойствие, предусмотрительность и осторожность, и к тому же вы практичный и бережливый человек, то излишки мощности турбированного двигателя вам просто не нежны. А вот надежность, простота в обслуживании и долговечность атмосферного мотора, позволят значительно сэкономить затраты на его повседневную эксплуатацию. Источники: avto-moto-shtuchki.ru, vopros-avto.ru и др. Не забываем! Всё ремонтируется, вопрос остается только в выборе СТО. Этот выбор только за Вами! Принцип работы турбины, какие типы бывают? Плюсы турбомоторов.

На пути к Т-80: танковые газотурбинные двигатели

Сегодня среднестатистический обыватель знаком с устройством и принципом работы мотора внутреннего сгорания, а вот газотурбинный двигатель, приводит пользователя в тупик. Тем не менее принцип действия турбинного агрегата намного проще поршневого мотора. Из-за особенностей эксплуатации, первый нашёл применение в авиации, второй установлен на 90% штатных автомобилей.

По классификации, силовая установка относится к тепловым устройствам, поскольку трансформирует выделившийся напор от горения в работу механики.

В противовес агрегату с поршнями, проходящее преобразование течёт в непрерывной газовой струе, а это влияет на конструкцию и эксплуатацию.

Попытки установить газотурбинный мотор на машины предпринимаются постоянно, однако массового развития идея не получила.

Газотурбинный двигатель:

Отличительные черты

Как уже говорилось раньше, предпринимались попытки использовать газотурбинный двигатель для автомобиля, однако дальше испытаний дело не пошло. Единственная отрасль, в которой агрегат нашёл применение – авиация.

  Седельный тягач Scania S620 A6x4NZ из новой линейки ХТ

Если сравнивать газотурбинный мотор с иными силовыми установками, то у первого изделия значение вырабатываемой мощи по отношению к массе больше. Так же плюс в используемом топливе, доведённый до мелкодисперсного состояния, ассортимент воображает, главный вид – керосин и дизель. Но возможно применение: бензина, газа, спирта, мазута, угольной пыли и т.п.

Агрегат с поршнями и газотурбинная установка, это моторы, работающие на основе тепла, преобразующие энергию, выделившуюся при горении в работу механики. Разница между устройствами заключается в течение процесса. В обоих моторах происходит забор и воздушное сдавливание, после чего подаётся порция горючего, затем субстанция горит, увеличивается и сбрасывается атмосферную среду.

В поршневых установках описанные действия происходят в одной точке – камере сгорания, при этом соблюдается очерёдность действий. Для газотурбинного двигателя характерно протекание действий в нескольких частях механизма одновременно.

Что бы понять, как работает газотурбинный двигатель, разделяют этапы протекания процессов, которые в сумме составляют преобразование топлива в работу:

  • Подведение горючего и образование смеси.

За счёт прохождения атмосферного воздуха через компрессорное колесо, смесь сжимается в объёме, увеличивая напор, до сорока раз. После происходит перетекание воздуха в горящий объём, куда подаётся и топливо. Перемешиваясь с воздушной массой и сгорая, смесь энергетически преобразуется.

  • Энергетическое рабочее преобразование.

Агрегат со свободно поршневым генератором

На сегодняшний день аппараты этого типа являются наиболее перспективными для авто. Устройство движка представлено блоком, который соединяет поршневой компрессор и 2-х тактовый дизель. В середине находится цилиндр с наличием двух поршней объединенных друг с другом с помощью специального приспособления.

Работа движка начинается с того, что воздух сжимается во время схождения поршней и происходит возгорание горючего.

Газы образуются за счет сгоревшей смеси, они способствуют расхождению поршней при повышенной температуре. Затем газы оказываются в газо-сборнике.

За счет продувочных щелей в цилиндр попадает пережатый воздух, помогающий очистить агрегат от отработанных газов. Затем цикл начинается заново.

Газотурбинный двигатель принцип работы

Смысл двигателестроения, достижение повышенного значения полезного коэффициента. В нашем случае, требуемые результаты, напрямую связаны с горением смеси и при этом обширном выделении тепла. Это не так просто, как кажется, основополагающее препятствие – материал изделия, которому сложно выдержать температуру и напор.

По этой причине, проведено много расчётов, направленных на снятие тепла с турбины и применение в ином русле. Усилия не пропали даром, повторное использование энергии стало возможным и нагревало сжатые воздушные массы перед горением, а не терялось зря.

Без таких устройств «теплообменников» достичь значений полезного действия было бы не возможно.

Для достижения повышенных показателей мощи, турбинные лопатки раскручивают до как можно больших показателей. Скорость вращения обусловлена напором выходящих газов. Чем меньше размер установки, тем выше частота оборотов, поскольку только так достигается стабильность работы.

Газотурбинный двигатель Т 80:

Без коров в салоне

Я пригласил к себе Стива Андерсона и Фрэнка Соседо из экспериментальной дизайн-студии при General Motors и рассказал им о своей задумке. Мне оказалось весьма непросто передать свои мечтания в словах, так что я предпочел внимательно выслушать предложения собеседников.

Они рисовали эскиз за эскизом и спрашивали: «Это?» Я раз за разом тянул: «Не-е-е…» Помню, на одной из этих встреч присутствовал Эд Уэлберн, вице-президент GM, отвечающий в компании за все виды проектирования, и тоже рисовал что-то свое на коктейльных салфетках. Я помянул Cadillac Cien, которую видел на одном из автосалонов.

Спецы из GM продолжали что-то рисовать, но я уже знал, что мне нужно, так что сразу ткнул в долгожданный эскиз.

Гигантские воздухозаборники 650-сильной вертолетной турбины Honeywell LTS-101 — это главный источник шума, извергаемого джеткаром. Доработкой впускного тракта обещают заняться специалисты по глушителям — K&N и Flowmaster.

Новому автомобилю мы дали имя EcoJet, отражающее все аспекты нашего вполне серьезного проекта. Было решено, что автомобиль будет работать на биодизеле. Бернард Лучли, главный механик в моей команде, Джим Холл, главный слесарь, да и остальные специалисты просто творили чудеса.

Кузов (углепластик поверх кевларовой основы) сделала компания Metalcrafters — она понастроила много концепт-каров для разных автошоу. Шасси собрали прямо на месте, в моем гараже. Когда выгибали профили под раму, алюминиевый каркас жесткости для кузова, другие рамные элементы, кое-какую техническую помощь нам оказала компания Alcoa.

Она же предоставила колесные диски из закаленного алюминия со спицами в виде турбинных лопаток. Каждое из этих колес вытачивалось из 200-килограммовой алюминиевой болванки.

Вся концепция нашего автомобиля построена на дружественном отношении к природе, так что нам не хотелось использовать в его конструкции никаких веществ животного происхождения.

На отделку салона пошли искусственные материалы, пригодные для дальнейшей утилизации, — такова, к примеру, синтетическая замша Alcantara. Мы постарались применить в нашей конструкции как можно больше серийных деталей из производства GM.

Карбоновые тормоза Brembo — те же самые, что ставятся на Corvette ZR1, рычаги подвески взяты с Z06 C6 Corvette, оттуда же и серьезно доработанные элементы рамы.

Автомобили

6 забытых советских и российских легковушек: ностальгия и обида

«Минус» и «плюс» мотора

Газотурбинный агрегат способен вырабатывать большой момент, а значит повышенные показатели мощности. Для охлаждения сопутствующих элементов нет каких-либо устройств, поскольку соприкасающихся поверхностей мало. В то же время, подшипников используется не много, а качество деталей свидетельствует о надёжности и безотказности агрегата.

Отрицательный аспект, это дороговизна используемых материалов при изготовлении деталей и, как следствие, немалые вложения в починку механизма. Несмотря на недостатки, конструкция постоянно дорабатывается и совершенствуется.

Газотурбинный двигатель используют в авиации, на автомобилях установку применяют как эксперимент. Это произошло по причине постоянной потребности в охлаждении газов, поступающих на лопатки турбины. Это снижает полезное действие агрегата, увеличивая потребление горючего.

Главные преимущества мотора:

  • Пониженная степень загрязнения выхлопных газов;
  • Починка простая и лёгкая (не содержит расходных материалов);
  • Отсутствие вибрации;
  • Пониженный шум при эксплуатации агрегата;
  • Повышенные характеристики импульса;
  • Включение и отклик на педаль акселератора без задержек;
  • Повышено соотношение мощности и веса.

Малые ГТД: области применения

Микротурбины применяют в промышленности и быту в качестве автономных источников электроэнергии. — Мощность микротурбин составляет 30-1000 кВт; — объем не превышает 4 кубических метра.

Среди преимуществ малых ГТД можно выделить: — широкий диапазон нагрузок; — низкая вибрация и уровень шума; — работа на различных видах топлива; — небольшие габариты; — низкий уровень эмиссии выхлопов.

Отрицательные моменты: — сложность электронной схемы (в стандартном варианте силовая схема выполняется с двойным энергопреобразованием); — силовая турбина с механизмом поддержания оборотов значительно повышает стоимость и усложняет производство всего агрегата.

На сегодняшний день турбогенераторы не получили такого широкого распространения в России и на постсоветском пространстве, как в странах США и Европы в виду высокой стоимости производства. Однако, по проведенным расчетам, одиночная газотурбинная автономная установка мощностью 100 кВт и КПД 30% может быть использована для энергоснабжения стандартных 80 квартир с газовыми плитами.

Коротенькое видео, использования турбовального двигателя для электрогенератора.

За счет установки абсорбционных холодильников, микротурбина может использоваться в качестве системы кондиционирования и для одновременного охлаждения значительного количества помещений.

Автомобильная промышленность

Малые ГТД продемонстрировали удовлетворительные результаты при проведении дорожных испытаний, однако стоимость автомобиля, за счет сложности элементов конструкции многократно возрастает. ГТД с мощностью 100-1200 л.с.

имеют характеристики, подобные бензиновым двигателям, однако в ближайшее время не ожидается массовое производство таких авто. Для решения этих задач необходимо усовершенствовать и удешевить все составляющие части двигателя.

По иному дела обстоят в оборонной промышленности. Военные не обращают внимание на стоимость, для них важнее эксплуатационные характеристики. Военным нужна была мощная, компактная, безотказная силовая установка для танков. И в середине 60-ых годов 20 века к этой проблеме привлекли Сергея Изотова, создателя силовой установки для МИ-2 — ГТД-350.

КБ Изотова начало разработку и в итоге создало ГТД-1000 для танка Т-80. Пожалуй это единственный положительный опыт использования ГТД для наземного транспорта. Недостатки использования двигателя на танке — это его прожорливость и привередливость к чистоте проходящего по рабочему тракту воздуху.

Внизу представлено короткое видео работы танкового ГТД-1000.

Малая авиация

На сегодняшний день высокая стоимость и низкая надежность поршневых двигателей с мощностью 50-150 кВт не позволяют малой авиации России уверенно расправить крылья.

Такие двигатели, как «Rotax» не сертифицированы на территории России, а двигатели «Lycoming», применяемые в сельскохозяйственной авиации имеют заведомо завышенную стоимость.

Кроме того, они работают на бензине, который не производится в нашей стране, что дополнительно увеличивает стоимость эксплуатации.

Именно малая авиация, как ни одна другая отрасль нуждается в проектах малых ГТД. Развивая инфраструктуру производства малых турбин, можно с уверенностью говорить о возрождении сельскохозяйственной авиации.

За рубежом производством малых ГТД занимается достаточное количество фирм. Сфера применения: частные самолеты и беспилотники.

Среди моделей для легких самолетов можно выделить чешские двигателиTJ100A, TP100 и TP180, и американский TPR80.

В России со времен СССР малые и средние ГТД разрабатывались в основном для вертолетов и легких самолетов. Их ресурс составлял от 4 до 8 тыс. часов,

На сегодняшний день для нужд вертолета МИ-2 продолжают выпускаться малые ГТД такие как: ГТД-350, РД-33,ТВЗ-117ВМА, ТВ-2-117А, ВК-2500ПС-03 и ТВ-7-117В.

Позор самолетам

Когда машина была уже построена, мы выкатились на взлетную полосу аэродрома и попробовали погонять с идущими на взлет самолетами. Мы моментально разгонялись до 260 км/ч и оставляли их позади. Ураганная динамика для нашей машины не проблема, ведь она рассчитана на скорость 400 км/ч.

Для того чтобы турбина начала выдавать приличную мощность, ей нужно набрать обороты, так что с набором скорости она чуть запаздывает. Но и тут есть свои хитрости: сначала прижимаешь педаль газа и поднимаешь обороты, а потом уже рвешь с места — ведь, как и у любой турбины, самая хорошая отдача у нее идет в верхнем диапазоне оборотов. По городским улицам кататься на ней одно удовольствие.

Тяга ровная и мягкая, правда, шуму чуть многовато, причем в основном он исходит от воздухозаборников.

Ссылка на основную публикацию