Газотурбинные двигатели
Как устроен и работает газотурбинный двигатель?
Газотурбинный двигатель (рис.8) состоит из камеры сгорания 7, в которой установлены свеча зажигания 6 и форсунка 5; турбинного колеса 10 с лопатками 9, установленного на одном валу с компрессором 2; понижающего редуктора 11; теплообменника 4; выпускного трубопровода 12; впускного канала 1; диффузора 3 и сопла 8.
Рис.8. Газотурбинный двигатель.
Работа такого двигателя заключается в следующем. При вращении вала компрессора 2 его лопасти захватывают воздух, проходящий через впускной канал 1. Компрессор увеличивает скорость движения воздуха до 400-500 м/с и нагнетает его в диффузор 3, на выходе из которого скорость воздуха уменьшается, а давление повышается. Затем воздух поступает в теплообменник 4, где подогревается теплом отработавших газов, которые омывают набивку теплообменника. Подогретый воздух поступает в камеру сгорания, туда же беспрерывным потоком через форсунку 5 подается жидкое топливо в мелкораспыленном виде. В камере сгорания топливо испаряется, смешивается с воздухом и образует горючую смесь, которая воспламеняется электрической искрой с помощью свечи зажигания 6. Давление в камере сгорания нарастает, нагретые газы, проходя через сопло 8, увеличивают скорость движения и попадают на лопатки 9 турбинного колеса 10, приводя его во вращательное движение. Крутящий момент передается через понижающий редуктор 11 на трансмиссию автомобиля. Отработавшие газы по каналу 12 проходят через набивку теплообменника 4, подогревают воздух и выходят в атмосферу. В газотурбинном двигателе крутящий момент образуется непосредственно на колесе турбины, что позволяет выполнять двигатель более компактным, при небольших размерах и массе. Отсутствие вспомогательных ходов и непрерывность рабочего процесса позволяют получить большие мощности при небольших размерах газовых турбин, а отсутствие кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов исключает по сравнению о поршневыми двигателями неравномерность вращения вала двигателя. Кроме того, газотурбинные двигатели могут работать на любом жидком или газообразном топливе, легко пускаются при низких температурах, их отработавшие газы менее токсичны, так как сгорание происходит стабильно.
Какие недостатки имеют газотурбинные двигатели?
Это высокая стоимость жаропрочных материалов, необходимость в понижающем редукторе, сложность изготовления, высокая требовательность к очистке воздуха, поступающего в камеру сгорания, недостаточная экономичность. Однако работы над их усовершенствованием ведутся как в нашей стране, так и за рубежом.
***
Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Мощность и экономичность поршневых двигателей внутреннего сгорания»
Роторно-поршневые двигатели Расположение и нумерация цилиндров в многоцилиндровых двигателях
Смотрите также: