поиски, разработкиа испытательном стенде новый двигатель. Не надо быть специалистом, чтобы сразу же понять: «экзаменуемый» мотор принципиально отличается от своих старших собратьев. Это автомобильный газотурбинный двигатель, тот самый, над развитием которого в последние 10—15 лет трудились сотни инженеров. Такое пристальное внимание к применению газовой турбины на автомобиле неудивительно — по многим технико-экономическим показателям она существенно превосходит поршневые двигатели. 'В настоящее время существует несколько вариантов газотурбинных двигателей (ГТД). И все они отличаются тем, что тепловой цикл в них происходит последовательно в отдельных агрегатах. У поршневого двигателя этот цикл совершается в одном и том же рабочем объеме цилиндра. Принцип работы газовой турбины на автомобиле показан на рис. 1. Воздух засасывается через входное устройство 1, сжимается вком ­ прессоре 2; впрыснутое форсункой 3 топливо сгорает в камере сгорания 4. Часть энергии газа используется в турбине 5 привода компрессора, остальная же ее часть — в тяговой турбине 6. Именно эта, последняя энергия, превращенная в работу, является полезной — она передается через редуктор 8 на трансмиссию и колеса автомобиля. Две механически не связанные турбины придают мотору хорошие тягово-динамические свойства. Двигатели этой схемы называются двухтурбинными, или двухвальными.Турбины здесь осевого типа. В связи с тем, что число оборотов первичного вала коробки передач автомобиля находится в пределах 2500—4500 об/мин„ передаточное число редуктора составляет от 4 до 10. В двигателе применяется центробежный одно- или двухступенчатый ком ­ прессор с числом оборотов от 20 000 до 60 000 в минуту ис давлением сжатия 2в цикле от 3,5 до 16 кг/см . В камере сгорания температура газа повышается до 850—950 градусов. Один и, тот же двигатель может работать на дизельном топливе, керосине или бензине любых сортов. Автомобильный газотурбинный двигатель компактен. По длине он примерно равен поршневому, а в поперечнике в 1,3—1,5 раза меньше. Он легче поршневого двигателя равной мощности втри — пять раз. Валы всех механизмов автомобильного 'ГТД устанавливаются на подшипниках качения. Топливо воспламеняется свечой. С и ­ стема пуска автоматизирована: после нажатия пусковой кнопки последовательно включаются стартер, пусковой и подкачивающий топливные насосы и свечи. Когда турбокомпрессор достигнет устойчивых оборотов холостого хода, стартер, свечи и пусковой насос автоматически выключаются. Двигатель выходит на устойчивый режим холостого хода за 15—30 секунд. М ожно почти сразу же после пуска, в течение 15—20 секунд, выводить турбокомпрессор на «полный газ». Д аже при низких температурах окружающего воздуха (до ми ­ нус 25 градусов) для пуска автомобильного ГТД не требуется предварительного подогрева. Для управления движением автомобиля, помимо рулевого колеса, служат лишь две педали — подачи топлива и тормоза. Переключением ступеней (скоростей) в коробке передач пользоваться приходится крайне редко благодаря автоматическому изменению крутящего момента тяговой турбины в зависимости от нагрузки. В развитии автомобильных ГТД наметились четыре основных направления: двигатели без теплообменника; с вращающимся теплообменником; с пластинчатым неподвижным теплообменником; двигатели сложного цикла. Основные данные представителей этих групп приведены в таблице. Двигатели «Лайкоминг Т-53» намечается ставить на тягачи для буксировки прицепов разного назначения грузоподъемностью до 100 тонн. Двигатель состоит из осевого центробежного компрессора, кольцевой камеры сгорания с поворотом потока на 180 градусов, осевой одноступенчатой компрессорной турбины и такой же тяговой. Двигатель «Крайслер А-831» (рис. 2) установлен на легковом пятиместном автомобиле классической компоновочной схемы. Пятьдесят таких автомобилей завершают двухлетнюю опытную эксплуатацию у квалифицированных автомобилистов в разных климатических условиях. Кроме того, такой двигатель испытывается на автомобиле «Додж» грузоподъемностью 3 тонны. Двигатель состоит из одноступенчатого центробежного компрессора 1, одноступенчатой, осевой компрессорной турбины 2, одноступенчатой осевой тяговой турбины 3с поворотным сопловым аппаратом, редуктора 4с косозубыми шестернями, дискового вращающегося теплообменника 5 из двух секций, расположенных по сторонам двигателя, камеры сгорания 6 трубчатого типа, в которой установлена свеча 7, и входного устройства большого сечения, на котором установлены пылеочистители. Д ве выпускные трубы плоскоовального сечения отводят отработавшие газы назад. На легковом пятиместном автомобиле «Ровер Т-4» установлен газотурбинный двигатель 2S/140. По подсчетам, стоимость этой машины при серийном производстве 50 автомобилей в неделю только на 25 процентов выше обычной. В 1965 году фирма «Ровер» создала модификацию своего газотурбинного двигателя с вращающимся теплообменн иком из керамического материала. Двигатели «Форд» (рис. 3) состоят из одноступенчатого центробежного ком ­ прессора низкого давления 1, одноступенчатого компрессора высокого давления 4, двух пластинчатых неподвижных теплообменников, расположенных поТУРБИНА или ЦИЛИНДР?Р ис . 1. Схема устройства и работы газотурбинного двигателя: 1 — входное устройство; 2 — компрессор; 3 — форсунка; 4 — камера сгорания; 5 — турбина привода компрессора; 6 — тяговая турбина; 7 — камера выпуска; 8 — редуктор; А —- впуск; В — сжатие; В — сгорание и расширение; Г — выпуск в поршневом двигателе. (Р ис . 2. Газотурбинный двигатель «Крайслер А-831»; 1 — центробежный компрессор; 2 — компрессорная турбина; 3 — тяговая турбина; 4 — редуктор; 5 — теплообменник; 6 — камера сгорания; 7 — свеча; 8 — впускное отверстие.Р ис . 3. Газотурбинный двигатель «Форд-704»: 1 — .компрессор низкого давления; 2 — маслозаливной патрубок; 3 — вентилятор; 4 — компрессор высокого давления; 5 — радиальная турбина; 6 — камера сгорания первого подогрева; 7 — камера сгорания второго подогрева; 8 — редуктор; 9 — тяговай турбина; 10 — двухступенчатая осевая турбина; 11 — поддон.сторонам двигателя, камеры сгорания 6 первого подогрева газа, радиальной центростремительной турбины^ 5 привода компрессора высокого давления, камеры сгорания 7 второго подогрева, расположенной после первой турбины, осевой одноступенчатой тяговой турбины 9, расположенной перед последней двухступенчатой осевой турбиной 10 привода компрессора низкого давления. Вентилятор 3 подает воздух на обдув воздушных охладителей. В поддон 11 собирается все отработавшее масло, а трубка 2 служит для заливки масла. Редуктор 8 планетарного типа с тремя промежуточными переборами передает усилия на колеса. Недавно фирма выпустила новый экспериментальный газотурбинный двигатель модели 705 мощностью 600 л. с. Построен специальный автопоезд, состоящий из тягача и двух прицепов грузоподъемностью 40 тонн, на который этот двигатель и был установлен. Газотурбинный двигатель двухвальной схемы сложно использовать для торможения автомобиля. Этот недостаток устраняется применением поворотных управляемых сопловых лопаток тяговой турбины. Тормозят поворотом лопаток в положение, при котором газовый поток направлен против вращения рабочего колеса. Использовать двигатель для торможения можно, переключив коробку передач на задний ход. В этом случае в ней должна быть предусмотрена муфта, способная поглотить кинетическую энергию ротора тяговой турбины, высвобождающуюся при переключении ее на обратное направление вращения. Особенно важна проблема приемистости двигателя. Это понятие означает способность двигателя за определенное время развить максимальное число оборотов. Д о недавнего времени приемистость автомобильных ГТД была хуже (10—12 секунд), чем у поршневых двигателей (1,5—3 секунды). В последниегоды, применяя поворотные лопатки в сопловом аппарате, повышая температуру газа при разгоне и облегчая ротор турбокомпрессора, конструкторы сократили время разгона у автомобильных ГТД до 1,5—3 секунд, то есть уравняли их по приемистости с поршневыми двигателями. У ГТД примерно в три-пять раз меньше деталей, чем у поршневого; у большей части их проще конструктивная форма. В основном это тела вращения. Здесь нет сложных блоков и головок цилиндров, коленчатых валов и шатунов. Это предопределяет хорошую технологичность и дешевизну деталей в производстве. Масштабы же производства играют, как известно, решающую роль в себестоимости продукции. В этом отношении автомобильные газотурбинные двигатели находятся в невыгодном положении. Для того чтобы организовать крупносерийное производство(только тогда можно получить дешевую продукцию), нужно иметь хорошо отработанные конструкции и большие капитальные средства. При этом надо учитывать, что капитальные вложения неизбежно повысят себестоимость газотурбинных двигателей на первом этапе производства, вследствие чего они окажутся дороже поршневых. Автомобильный ГТД должен быть многоцелевым, то есть пригодным для использования на различных автомобилях, катерах, на небольших маневровых локомотивах, на тракторах, в качестве вспомогательных первичных двигателей различных силовых установок. Это позволит расширить масштабы производства и выпускать дешевые газотурбинные двигатели. М. КОССОВ, главный конструктор автомобильных газотурбинных двигателейОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ СОВРЕМЕННЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ«Лайкоминг Т-53» Показатели «Крайслер А-831» «Ровер 2S/140» «Форд704»Двигатель без теплообменникаДвигатель с Двигатель с пластинчатым неподвращаювижным щимся тепло обменником теплообменником 130 231 927 4 0,9 керосин — бензин 1,45 914Х889Х 686 3,98 автомобильный 140 268 937 4 0,78 керосин 1,1 нет данных•»Двигатель сложного циклаМощность, л. с. Удельный расход топлива, г/л. с. Температура газа, градусы Цельсия Степень повышения давления Степень регенерации теплообменника Топливо Удельный вес, кг/л. с. Габариты: длина х ширина х высота, мм Удельный габаритный объем, л/л. с. Назначение, применение825 306 930 7 нет данных керосин 0,258 1214Х600Х 600 0,58 многоцелевой300 250 930 16 0,75 керосин — > дизельное 1.0 965Х740Х 710 1,67 автомобильныйъавтомобильный•15