2.22. Загальна будова та принцип дії газотурбінного двигуна
Газотурбінні двигуни широко застосовуються у літакобудуванні, для приводу насосів компресорів, рідше у спортивних автомобілях.
Компресор служить для підвищення тиску повітря перед поступанням його в камеру згорання для інтенсифікації процесу горіння і підвищення ККД циклу.
В камері згорання спалюється вводиме пальне, внаслідок чого збільшується енергія потоку газів. Камера згорання містить жарову трубу - 5, кожух - 6, форсунку - 9 і має дві зони підведення повітря: первинну - 7, вторинну - 8.
Тяглова турбіна виробляє корисну потужність, яка може бути використана різними зовнішніми споживачами.
Рис. 2.291. Принципова схема двохвального газотурбінного двигуна:
1-компресор; 2-камера згоряння; 3-турбіна приводу компресора; 4-тягова турбіна; 5-корпус камери згоряння; 6-теплообмінник; 7-зона первинного підведення повітря; 8-зона вторинного підведення повітря; 9-подача палива; 10-сопловий апарат турбіни; 11-лопатки робочого колеса; 12-сопловий апарат тягової турбіни; 13-лопатки робочого колеса тягової турбіни;
14-випускний трубопровід.
Принцип дії газотурбінного двигуна
Компресор 1 всмоктує повітря з навколишнього середовища і під тиском 0,4-0,6 мПа подає його в камеру згоряння. В зоні 7 в повітряний потік з форсунок 9 впорскується пальне, яке перемішується з повітрям та згоряє, підвищуючи при цьому температуру газового потоку.
В зоні 8 до продуктів згорання підмішується додаткове повітря, внаслідок чого температура газів знижується до значень, при яких забезпечується довга робота соплового апарату і робочих коліс газової турбіни (до 700-900°С). Після перемішування з додатковим повітрям газовий потік поступає в сопловий апарат 10 турбіни 3 компресора.
В сопловому апараті енергія тиску газів перетворюється в кінетичну енергію газового потоку, в зв'язку з чим швидкість потоку різко збільшується. З соплового апарату гази проходять на лопатки 11 робочого колеса турбіни компресора, де використовується перша частина теплової енергії газового потоку.
В подальшому гази поступають в сопловий апарат 12 тягової турбіни 4 де кінетична енергія вторинно підвищується за рахунок відповідного розширення. Потім енергія потоку продовжує перетворюється у роботу, але вже на лопатках 13 робочого колеса тягової турбіни.
Із тягової турбіни гази направляються у випускний трубопровід 14 і направляються у навколишнє середовище, забираючи з собою невикористану частину теплової енергії.
Рис. 2.292. Схема газотурбінного двигуна ГАЗ – 99 ДМ
автомобіля КРАЗ – Е 260Е:
1 – стартер-генератор; 2 – понижаючий редуктор; 3 – двоступінчатий повітряний компресор; 4 – вентилятор; 5 – камера згоряння; 6 – картер зчеплення; 7 – двоступінчата газова турбіна.
Перспективи розвитку двигунів внутрішнього згоряння
У теперішній час активно проводяться роботи по запровадженню у виробництво нових типів двигунів: електричних, які працюють на сонячних батареях або використовують енергію акумуляторів, конденсаторів, на паливних елементах, інерційних, повітряних.
В цей же час проводиться робота по удосконаленню існуючих систем перетворення енергії, основними з яких являються:
Підвищення економічності та потужножності шляхом впровадження змінного ступеня стискання робочої суміші, наддуву повітря, запровадження автоматичних електронних систем керування, використання матеріалів з покращеними якостями та інших новітніх технологій.
Зменшення металоємкості та собівартості виготовлення.
Подальше застосування більш економічних дизелів з
електронними системами керування.
Застосування двигунів, які ефективно працюють на різних видах
палива та створення гібридних силових установок. При цьому велика увага придається використанню газу.
Підвищення ресурсу роботи та надійності.
Зменшення експлуатаційних витрат, зручність обслуговування та
підвищення міжремонтного ресурсу.
Покращення екологічної чистоти.
2.23. Загальна будова двигунів зовнішнього згорання
Рис. 2.293. Двигун зовнішнього згоряння з використанням пару
2.24. Загальна будова та принцип дії пневмодвигуна
Рис. 2.294. Двигун автомобіля МDІ, що працює на стисненому повітрі
|
Рис. 2.295. Експериментальна криогенна силова установка для транспортного засобу
Конструкція
Криогенний бак-газифікатор, теплообмінник, повітряний двигун. |
2.25. Електродвигуни трансмісії
Рис. 2.296. Перетворювачі енергії легкового автомобіля з електромеханічною трансмісією
Рис. 2.297. Тяговий електродвигун зі змінним струмом – синхронний, з якорем на постійних магнітах
Рис. 2.298. Силовий генератор струму для живлення через конденсатори електродвигуна трансмісії “Е” мобіля у розтину
2.26. Акумуляторні батареї
Призначення
Постійне накопичення, утримання і віддавання електричної енергії споживачам автомобіля.
Вимоги