7 заблуждений про автомобили с турбодвигателями — журнал За рулем

Главное из них — что турбомоторы менее надежны, чем атмосферники. Это так, но не совсем.

Зачем двигателю турбонаддув? В обычном атмосферном ДВС заполнение цилиндров топливовоздушной смесью происходит за счет разрежения, возникающего при движении поршня вниз. При этом наполнение цилиндра даже при полностью открытой дроссельной заслонке происходит не более чем на 95% — сказывается сопротивление впускного тракта.

Материалы по теме

А как увеличить объем подаваемой в цилиндр смеси, чтобы получить большую мощность? Нужно нагнетать воздух под давлением. Это и делает турбокомпрессор. Выхлопные газы раскручивают турбину, которая через вал вращает рабочее колесо компрессора. Оно сжимает поступающий снаружи воздух и буквально заталкивает его в цилиндр. Соответственно, больше воздуха, больше топлива, выше мощность. О турбомоторах мы рассказывали не так давно. Продолжим.

Двигатель с турбонаддувом нельзя сразу глушить — отчасти правда

Ни один производитель не запрещает сразу глушить двигатель даже после работы с большими нагрузками. А зря! Если вы двигались с большой скоростью по трассе или преодолевали горные серпантины, то, заехав на парковку, лучше дать двигателю поработать, чтобы турбокомпрессор немного остыл. В противном случае даже лучшее масло может закоксоваться во втулке и уплотнениях вала турбокомпрессора. А если вы, перед тем как припарковаться, ехали медленно, дополнительного времени на охлаждение компрессору не требуется.

Центральная часть турбокомпрессора с уплотнениями, а также элементы регулируемого соплового аппарата расположены очень близко к «улитке» турбины, которая на больших режимах светится в полумраке красным от нагрева.

Центральная часть турбокомпрессора с уплотнениями, а также элементы регулируемого соплового аппарата расположены очень близко к «улитке» турбины, которая на больших режимах светится в полумраке красным от нагрева.

Гибридные автомобили не бывают с турбонаддувом — неправда

Несложные и сравнительно недорогие гибридные автомобили чаще комплектуют безнаддувными ДВС, работающими на максимально экономичных циклах Аткинсона. Но такие моторы располагают сравнительно скромной удельной мощностью, поэтому некоторые производители включают в состав гибридных установок турбомоторы. Например, на автомобиле Mercedes-Benz E300de (W213) вместе с электромотором работает турбодизель. А в моторном отсеке BMW 530e стоит 2,0-литровый наддувный бензиновый двигатель от модели 520i. В паре с электродвигателем они выдают мощность 249 л.с.

Дизельный гибрид фирмы Peugeot с турбонаддувом.

Дизельный гибрид фирмы Peugeot с турбонаддувом.

Турбомоторы нечувствительны к температуре воздуха — неправда

Материалы по теме

Практически все современные турбодвигатели снабжены охладителями наддувочного воздуха — интеркулерами. Ведь сжимаемый в компрессоре воздух нагревается, плотность воздушного заряда снижается, наполнения цилиндров ухудшается. Поэтому на пути потока воздуха из компрессора во впускной трубопровод устанавливают теплообменник, который снижает температуру наддувочного воздуха. Но эффект от обдува наружным воздухом в жару будет намного меньше, чем в холодную погоду. Недаром стритрейсеры перед заездом кладут на пластины интеркулера сухой лед. Кстати, безнаддувные моторы в холодную и влажную погоду тоже тянут чуть лучше: выше плотность заряда и отодвинут порог детонации.

Турбокомпрессор начинает работать только на больших оборотах — неправда

Турбокомпрессоры начинают вращаться при работе двигателя на минимальном холостом ходу, а с ростом оборотов мотора их производительность растет. Турбояма осталась в прошлом. Благодаря небольшим размерам и облегченной конструкции ротора инерционность турбокомпрессора невелика, и он быстро разгоняется до нужных оборотов. Мало того, современные конструкции имеют регулируемый сопловой аппарат турбины с электронным управлением, благодаря чему турбокомпрессор работает всегда с оптимальной производительностью. Поэтому двигатель уже при небольших оборотах способен выдать максимальный крутящий момент и довольно долго поддерживать его на постоянном значении — это называется «полкой».

Турбомоторы сочетаются не со всеми трансмиссиями — отчасти правда

Материалы по теме

Многие производители, рапортующие о высочайшей надежности их вариаторов, тем не менее опасаются агрегатировать их с высокомоментными дизельными двигателями. Все же несущая способность ремня ограничена, что и подтверждают практически все существующие комбинации «мотор — коробка».

Что касается бензиновых двигателей, то ситуация не столь однозначна. Чаще всего японские производители ставят вариаторы в паре с бензиновыми атмосферными моторами, у которых пик крутящего момента бывает при 4000–4500 об/мин. Очевидно, ремню в трансмиссии не понравится, когда хороший наддувный агрегат выкатит весь свой немаленький крутящий момент к 1500 об/мин. Дизель максимальный момент выдает на сравнимых оборотах, но обычно он ощутимо выше.

У всех производителей есть простые машины с безнаддувными моторами — неверно

Многие европейские производители (например, Volvo, Audi, Mercedes-Benz и BMW) перестали выпускать автомобили даже самых малых классов с безнаддувными моторами.

Материалы по теме

А знаете, как определить, есть турбонаддув у двигателя или нет, только просматривая основные технические характеристики?

Если количество литров рабочего объема двигателя, умноженное на сто, ощутимо больше количества лошадиных сил, то двигатель — безнаддувный. Например, мотор рабочим объемом два литра и мощностью 150 л.с — значит, атмосферник.

Времена, когда хондовские моторы рабочим объемом 1,6 л развивали без наддува 160 л.с., давно прошли. Тридцать лет назад такие моторы имели минимальные ограничения по токсичности и крутились до 8000 об/мин. Наддувные моторы располагают значительно большей удельной мощностью. Так, мотор совместной разработки Mercedes-Benz и Renault рабочим объемом 1,33 л, который в том числе устанавливают на массовую Аркану, выдает 150 л.с. А двухлитровый агрегат Volvo — 249 л.с. Бывают редкие исключения, например мотор 1,4 TSI на Поло развивает мощность 125 л.с.

У турбомоторов такой же ресурс, как и у атмосферников — отчасти верно

Здесь рабочее колесо компрессора развалилось, и обломки всосало в цилиндр.

Наглядная демонстрация утверждения: чем больше деталей, тем ниже надежность агрегата.

Здесь рабочее колесо компрессора развалилось, и обломки всосало в цилиндр. Наглядная демонстрация утверждения: чем больше деталей, тем ниже надежность агрегата.

Материалы по теме

В последнее время идет выравнивание ресурса наддувных и безнаддувных моторов. Но не из-за того, что «турбо» подтягиются — скорее наоборот. Многие простые атмосферники стали ходить меньше.

До 200 000 км пробега дотягивают немногие. Причин много: требования к экономичности и экологичности, и облегчение конструкции, и экономия производителей на конструкционных материалах. Да и хозяева стали относиться к машинам потребительски. Первым владельцам, ездящим до окончания гарантии, вопросы ресурса неинтересны, а «вторые руки» часто, поездив некоторое время и нарвавшись на ряд отказов, сплавляют машину дальше. А там следы честного пробега, сервисной и ремонтной истории теряются окончательно.

• В этом материале показано, что действительно большие пробеги могут обеспечить только самые простые, нефорсированные двигатели устанавливаемые на небольшие легковые автомобили.
• Продлить срок службы узлов и агрегатов автомобиля можно при помощи специальных присадок. Лучше всего себя зарекомендовали продукты от SUPROTEC и VALENA.

Автомобили с газовыми турбинами — история и фото — журнал За рулем

Когда-то автомобили с газотурбинными двигателями чуть было не стали серийными.

Материалы по теме

В 1954 году самым быстрым серийным автомобилем страны был флагман и символ мощи советского автопрома — правительственный ЗИС‑110 с паспортной максималкой 140 км/ч. Скорость гоночного ЗИЛ‑112, построенного на узлах этого лимузина, достигала примерно 180 км/ч. Рекорд СССР, установленный в 1953 году на машине Харьков‑6 с сильно модернизированным двигателем Победы, составлял 280,156 км/ч.

А работники Горьковского автозавода тем временем выкатили на испытания автомобиль, который должен был развить скорость 700 км/ч, превысив мировой рекорд Джона Кобба — 634,26 км/ч, зафиксированный в 1947‑м.

Кстати, максимальная скорость пассажирского самолета Ил‑14 составляла 470 км/ч, а крейсерская — 345 км/ч. А тут автомобиль! Хотя называть ГАЗ-ТР (известен также под именем ГАЗ-СГ3) автомобилем в чистом виде было бы неправильно, ведь его оснастили реактивным двигателем новейшего на тот момент истребителя МиГ‑17.

Полетное задание

Над газотурбинными двигателями инженеры начали работать за полвека до советской попытки побить мировой рекорд скорости на земле с помощью силовой установки от истребителя и за несколько десятков лет до начала серийного производства реактивных самолетов. Мысли пристроить подобный двигатель к автомобилю родились в начале 1950‑х, на волне послевоенного подъема промышленности, а заодно и футурологических изысканий, иногда довольно забавных.

Таким в середине 1950‑х годов представлял себе автомобиль будущего Юрий Долматовский. Двигатель — конечно же, газовая турбина.

Таким в середине 1950‑х годов представлял себе автомобиль будущего Юрий Долматовский. Двигатель — конечно же, газовая турбина.

Многие тогда всерьез думали, что лет через десять разрешенная скорость в городах вырастет до 100 км/ч (смешно, правда?), а на автострадах еще больше. Тут, мол, и пригодятся машины с газовой турбиной — мощной, но относительно компактной и всеядной: работающей на бензине, дизельном топливе, керосине. Турбина к тому же позволяла заметно упростить трансмиссию и снизить объем обслуживания автомобиля.

У нас в стране апологетом этого направления, как и вообще всего нового и перспективного, стал, конечно же, Юрий Аронович Долматовский — инженер, художник и талантливый популяризатор, работавший после войны в НАМИ. Он, да и не только он, верил в светлые перспективы турбинных автомобилей. Тем более что ходовые образцы подобных машин уже существовали.

Первый, совсем не эффектный с виду газотурбинный автомобиль Rover Jet 1 после небольшой доработки развил около 245 км/ч.

Первый, совсем не эффектный с виду газотурбинный автомобиль Rover Jet 1 после небольшой доработки развил около 245 км/ч.

Первым стал британский Rover Jet 1, показанный в 1950 году. В простенький двухместный открытый кузов, сохранивший внешние черты серийной модели, между сиденьями и задним мостом поставили турбину с одноступенчатым компрессором, раскручивающимся до 40 000 об/мин. Турбина с ее 26 000 об/мин потребовала понижа­ющего редуктора. Зато обошлись без сцепления и коробки передач. Базовая версия турбины выдавала 100 л.с.

Годом позже машину облегчили и, водрузив на нее 230‑сильный двигатель, в показательном заезде развили скорость 152,691 мили в час (около 245 км/ч). В таком режиме машина, правда, расходовала около 50 литров топлива на 100 км, но это никого особенно не волновало.

Так мог бы выглядеть первый серийный переднеприводный Rover с турбиной, установленной спереди.

Так мог бы выглядеть первый серийный переднеприводный Rover с турбиной, установленной спереди.

На волне успеха компания Rover взялась за турбинную тему всерьез. В 1956‑м сделали экспериментальное купе Т3. Непритязательный дизайн совместили с передовой инженерией. Турбина развивала 110 л.с., и для реализации такой мощности автомобиль имел полный привод. Если у первого экспериментального спидстера Rover Jet 1 сзади была стандартная рессорная подвеска, то у второго прототипа — пружинная, более передовая и компактная. Машина имела дисковые тормоза, нелишние при такой мощности. То есть Rover Т3 был уже не просто полукустарным прототипом с «сумасшедшим» мотором, а гармоничным автомобилем, чья тормозная динамика должна была соответствовать разгонной.

Прототип Rover T3 с газотурбинным двигателем, полным приводом и дисковыми тормозами.

Прототип Rover T3 с газотурбинным двигателем, полным приводом и дисковыми тормозами.

Следующим приближением к серийной модели стал Rover T4 с кузовом седан, аналогичным тому, который вскоре появился на серийной машине. В этом Ровере турбину мощностью 140 л.с. впервые поставили спереди, а привод сделали на передние колеса. Расход топлива удалось снизить до 14–17,5 л/100 км. Но предполагаемая цена такого автомобиля получалась примерно в два раза выше цены стандартного. Дорогое и сложное серийное производство турбин требовало инвестиций, которые фирма Rover позволить себе не могла.

Тем временем за идею газовых турбин, разумеется, ухватились самые богатые автоконцерны мира — американские. Автопром в США был на подъеме, спрос и доходы росли, и фирмы щедро инвестировали в опытные разработки и шоу-кары, по нынешней терминологии — концепткары.

Шоу-кар GM Firebird 1953 года с 370‑сильным двигателем был все-таки не совсем автомобилем.

Шоу-кар GM Firebird 1953 года с 370‑сильным двигателем был все-таки не совсем автомобилем.

В 1953 году показали умопомрачительный GM Firebird ХР‑21 работы прославленного дизайнера Харли Эрла: одноместный, с двигателем мощностью 370 л.с. - эдакий уменьшенный истребитель на колесах. Для замедления помимо обычных барабанных тормозов использовались закрылки. Впрочем, о подготовке производства никто и не думал. Максимум, на что рассчитывали создатели шоу-кара, - прохватить на «дорожном самолете» по гоночному овалу в Индианаполисе.

GM Firebird II 1956 года — попытка показать, что газотурбинный автомобиль может быть и семейным седаном.

GM Firebird II 1956 года — попытка показать, что газотурбинный автомобиль может быть и семейным седаном.

За первым концепткаром GM последовали еще три, разной степени фантастичности (хотя Firebird II 1956 года был даже пятиместным) и экстравагантности. К слову, на концепткарах уже тогда показывали некие элементы езды без участия водителя и прочие новшества, считающиеся откровением ХХI века. Но четвертый газотурбинный прототип GM Firebird 1964 года, по слухам, вообще, не ездил. А ведь один из главных конкурентов самого мощного концерна уже стоял на пороге серийного производства!

На разгоне

Пока концерн GM удивлял публику футуристическими концепткарами, компания Chrysler подготовила не только ходовой образец, но и предсерийную партию купе с бесхитростным именем Turbine. Двухдверный автомобиль с куда более земным, нежели у концепткаров GM, дизайном имел классическую компоновку, турбину мощностью 130 л.с. и автоматическую трехступенчатую коробку передач без гидротрансформатора. Коробка, по заявлению производителя, была необходима для предотвращения опасного роста оборотов турбины, скажем, при отрыве одного или двух колес от земли.

Очередной «наземный истребитель» от концерна GM — экспериментальный Firebird 1959 года. Очередной «наземный истребитель» от концерна GM — экспериментальный Firebird 1959 года.

Последний шоу-кар Firebird 1964 года, по слухам, уже и ездить не умел. Последний шоу-кар Firebird 1964 года, по слухам, уже и ездить не умел.

Материалы по теме

Компания изготовила около 80 автомобилей и раздала их на испытания обычным американцам — жителям всех уголков США, мужчинам и женщинам разных возрастов. В 1964 году несколько машин работало на Нью-Йоркской международной автомобильной выставке ходовыми шоу-карами: в них мог прокатиться любой желающий. Добровольные испытатели в целом остались довольны машиной, хотя отмечали и недостатки.

В плюс Крайслеру с турбиной записывали уверенный пуск при любой температуре и меньшие, чем у машин с поршневыми двигателями, вибрации, а также низкий объем обслуживания. К недостаткам относили повышенный шум (правда, лишь при интенсивном разгоне) и высокий расход топлива при сравнительно небольшой скорости. Кстати, про характерный шум говорил и гонщик Грэм Хилл, выступавший в те годы на газотурбинном Ровере в Ле-Мане и сравнивавший звук двигателя с ревом Боинга, который, кажется, вот-вот засосет пилота в свою турбину.

Единственный газотурбинный автомобиль, выпущенный небольшой серией, - Chrysler Turbine. Почти все из 80 сделанных машин компания потом уничтожила, остались единицы.

Единственный газотурбинный автомобиль, выпущенный небольшой серией, - Chrysler Turbine. Почти все из 80 сделанных машин компания потом уничтожила, остались единицы.

Но главным недостатком Крайслера называли большую, примерно в пару секунд, задержку при старте с места и после интенсивного замедления. Избавиться от этого конструкторам так и не удалось.

Всё вроде было готово к серийному производству, вложили деньги в массированную рекламу, но даже мощный американский концерн не смог инвестировать огромные средства в массовый выпуск турбин, требующих высокой точности изготовления. А тут еще подоспели новые экологические нормы. В общем, на этом история единственного почти серийного автомобиля с газовой турбиной закончилась. Иные именитые компании — Fiat и Renault — ограничились единичными скоростными образцами, принесшими фирмам славу, но не коммерческий успех.

Fiat Turbina 1954 года с двигателем мощностью 300 л.с. развил скорость 250 км/ч. Fiat Turbina 1954 года с двигателем мощностью 300 л.с. развил скорость 250 км/ч.

В 1956 году Renault Etolie Filante («Падающая Звезда» — двусмысленное название) разогнался до 308,6 км/ч. В 1956 году Renault Etolie Filante («Падающая Звезда» — двусмысленное название) разогнался до 308,6 км/ч.

А нам пора вернуться на военный аэродром под Горьким (ныне — Нижний Новгород), где в 1954 году в свой первый и единственный заезд ушел ГАЗ-ТР с реактивным двигателем.

Серп, молот и турбина

Материалы по теме

Увы, обстоятельства сложились не в пользу умопомрачительной машины: на скорости около 300 км/ч случилась авария. Водитель, заводской испытатель Михаил Метелев, к счастью, почти не пострадал. Но работы над проектом прекратили. Проблем было слишком много: от отсутствия подходящих шин (на колёса поставили шины от самолета МиГ‑15, а оригинальные, надеялись, разработает НИИШП) до трассы, годящейся для скоростей под 700 км/ч. Да и вообще у ГАЗа хватало иных, куда более насущных забот.

Тем не менее идея взбудоражила умы советских конструкторов. В 1960 году Илья Тихомиров, опираясь на поддержку Центрального автомотоклуба (ЦАМК), установил на переданный ему известным уже тогда харьковским инженером Эдуардом Лорентом рекордный автомобиль две небольшие турбины мощностью по 50 л.с. В первых же заездах скорость машины, получившей имя Пионер, превысила 250 км/ч. Продолжая совершенствовать Пионер, устанавливали 68‑сильные, а затем и 80‑сильные турбины. В таком варианте Пионер‑2М под управлением Тихомирова развил в 1963 году на высохшем озере Баскунчак на дистанции 1 км с ходу скорость 311,419 км/ч. Что и стало всесоюзным рекордом.

Советский Пионер‑2М, развивший с двумя турбинами скорость свыше 300 км/ч, к счастью, сохранился до наших дней.

Советский Пионер‑2М, развивший с двумя турбинами скорость свыше 300 км/ч, к счастью, сохранился до наших дней.

В 1966 году в Харькове закончили работу над ХАДИ‑7 — рекордным автомобилем, который прежде оснащали поршневым двигателем, а затем переделали под серийную газовую турбину ГТД‑350 от вертолета Ми‑2 — двухвальную, 400‑сильную. Расчетная скорость ХАДИ‑7 составляла около 400 км/ч. Но трассу на озере Баскунчак уже закрыли, а на других автомобиль не мог показать ­все свои возможности и развивал лишь около 320 км/ч.

ХАДИ‑7 рассчитывали на максималку около 400 км/ч. Но показать ее машине было негде.

ХАДИ‑7 рассчитывали на максималку около 400 км/ч. Но показать ее машине было негде.

Наконец, в 1978 году в Харькове построили ХАДИ‑9, который должен был замахнуться на мировой рекорд скорости, уже тогда превысивший 1000 км/ч.

Проектная максимальная скорость автомобиля с реактивным двигателем от истребителя МиГ‑19 составляла 1200 км/ч! Однако уже в процессе постройки стало ясно, что предел — 700–800 км/ч. Но и этих скоростей ХАДИ‑9 не показал: не было в СССР подходящих трасс.

ХАДИ‑9 снялся в 1983 году в художественном фильме «Скорость» и, по рассказам очевидцев, во время съемок шел быстрее 400 км/ч. В это верится с трудом.

Служебный роман

Самолетные двигатели в СССР интересовали, конечно, не только фанатиков скорости. Турбинами в НАМИ занимались еще с конца 1920‑х годов. А первым отечественным автомобилем с газовой турбиной стал в 1959‑м Турбо-НАМИ‑053.

Турбо-НАМИ‑053, первый советский автомобиль с газовой турбиной, сделали на основе автобуса ЗИЛ‑127.

Турбо-НАМИ‑053, первый советский автомобиль с газовой турбиной, сделали на основе автобуса ЗИЛ‑127.

Кузов для экспериментальной машины позаимствовали у междугороднего автобуса ЗИЛ‑127. Мест там осталось лишь десять, всё остальное пространство занимала измерительная аппаратура. Турбина развивала 360 л.с. - в два раза больше, чем штатный ярославский дизель, - и работала в паре с двухступенчатой автоматической коробкой передач.

Автобус массой 13 000 кг разгонялся до совершенно фантастических для машин этого класса 160 км/ч. Он прошел 5000 км на бензине, керосине, дизельном топливе и в целом показал себя очень неплохо. Легко заводился в мороз, температура двигателя достигала уровня рабочей буквально через минуту, а значит, и печка начинала подавать в салон тепло. Это для нашей страны особенно актуально. Но расход топлива был слишком высок (в открытой печати его благоразумно не приводили), а турбина, как водится, раскручивалась с существенной задержкой.

Экспериментальный самосвальный автопоезд БелАЗ-Э549В‑5275 грузоподъемностью 120 тонн с вертолетным двигателем мощностью 1200 л.с. Экспериментальный самосвальный автопоезд БелАЗ-Э549В‑5275 грузоподъемностью 120 тонн с вертолетным двигателем мощностью 1200 л.с.

Первоначально у прототипа КрАЗ-Э260Е 1972 года с газовой турбиной ГАЗ‑99ДМ мощностью 350 л. с. был длинный «нос». Потом установку сумели разместить под штатным капотом. Первоначально у прототипа КрАЗ-Э260Е 1972 года с газовой турбиной ГАЗ‑99ДМ мощностью 350 л.с. был длинный «нос». Потом установку сумели разместить под штатным капотом.

Материалы по теме

Существовала еще и проблема пыли, очень вредной для турбины, поэтому воздух в двигатель НАМИ‑053 поступал через сопло, расположенное на крыше автобуса. Впрочем, позднее эту проблему, в том числе и на танках, научились решать более совершенными фильтрами. Кстати, в 1976 году в СССР приняли на вооружение первый в мире танк с газотурбинной силовой установкой мощностью 1000 л.с. - Т‑80. Но вернемся к колесным машинам.

Мощными и всеядными моторами, естественно, заинтересовались заводы, производящие тяжелые грузовики, и, конечно, военные. Турбины в качестве эксперимента ставили на ракетовозы ЗИЛ‑135Г, на МАЗы. Ведь «изделия», как писали в документах, а попросту — ракеты, которые предстояло перевозить, становились всё больше и тяжелее.

Последний советский автомобиль с турбиной (1250 л.с.) и электрической трансмиссией — МАЗ‑7907.

Последний советский автомобиль с турбиной (1250 л.с.) и электрической трансмиссией — МАЗ‑7907.

Испытывали газовые турбины также на КрАЗа и БелАЗах. Основные проблемы возникали с трансмиссией: ни одна не выдерживала нагрузки. Поэтому, в частности,МАЗ‑7907, ставший вершиной этого направления советского автопрома, получил электрическую трансмиссию с отдельным приводом на каждое из 24 (!) колес. Чудище длиной более 28 метров имело сочлененную раму, массу 68 500 кг и было рассчитано на перевозку 150 тонн груза. Трехвальная турбина развивала 1250 л.с. В 1985 году построили два таких монстра. Их слабым местом вновь оказалась трансмиссия. На этом история отечественных автомобилей с газовыми ­турбинами и закончилась.

Концепт-кар Jaguar C-X75 — гибридный «газотурбиноэлектромобиль».

Концепт-кар Jaguar C-X75 — гибридный «газотурбиноэлектромобиль».

А есть ли вообще у этой темы перспективы? В 2010 году показали концептуальный суперкар — гибридный Jaguar C-Х75 с четырьмя электромоторами (по одному на колесо) и двумя турбинами по 94 л.с. каждая. Суммарная мощность — около 800 л.с. Чудесно! Но это не более чем шоу-кар типа тех, что показывали еще полвека назад.

На полном газу

Казалось бы, газовые турбины идеальны для гонок — и, действительно, их пытались применять на гоночных машинах.

Пионеры в этой области тоже британцы. Rover-BRM выставляли на 24‑часовые гонки в Ле-Мане с 1963 по 1965 год. За руль посадили действующего чемпиона мира в Формуле‑1 Грэма Хилла. В 1963‑м он привел машину с турбиной на седьмое место, но ехал вне зачета именно ­из-за конструкции двигателя.

Rover-BRM, 1963 год Rover-BRM, 1963 год

Lotus 56, 1968 год Lotus 56, 1968 год

Материалы по теме

В 1964‑м автомобиль получил повреждения еще до официального старта, а годом позже Хилл и восходящая звезда Джеки Стюарт, ехавший с ним попеременно, заняли десятое место. Это стало финальным аккордом в истории Роверов с турбинами.

Не остался в стороне от перспективной новинки и Колин Чапмен — владелец компании Lotus. Газотурбинный, да еще и полноприводный 600‑сильный Lotus 56 в 1968 году выставили на гонки американской серии USAC. Машина была заметно мощнее конкурентов, но и тяжелее — и великих результатов не показала. Тем не менее в 1971 году Lotus 56 участвовал в нескольких гонках Формулы‑1. Здесь отрицательно сказалось запаздывание турбины на разгоне после замедлений в многочисленных поворотах. Лучший результат — восьмое место с отставанием от лидера на круг — показал в Италии Эмерсон Фиттипальди.

Пять самых крутых машин с турбиной и компрессором – Обзор – Autoutro.ru

«Твинчарджинг» — это технология, которая не слишком часто попадает в центр внимания. Но недавно она вырвалась из пыльных архивов и снова вернулась в производство.

Для тех из вас, кто не знаком с этим термином, мы постараемся объяснить, что это такое, откуда взялось и почему имело такое важное значение.

В давние времена большинство автомобилей имели атмосферные моторы. Компрессоры были редким явлением, в то время как турбины были чуть более распространены.

В конечном итоге повышающиеся требования к перфомансу в Чемпионате мира по классическому ралли привели к внедрению компрессоров и турбин на серийные автомобили.

Каждая система имела свои плюсы и минусы. Турбины главным образом критиковались за турболаг – феномен, который все еще проявляется даже на современных автомобилях. Компрессоры не имели таких запаздываний, но обеспечивали меньше буста и лишний раз обременяли двигатель, поскольку были связаны ремнем со шкивом коленвала.

В конце концов, автопроизводители разработали автомобиль, который имел и компрессор, и турбину. Идея заключалась в том, что обе системы сбалансировали бы друг друга и обеспечили бы всестороннюю выгоду – больше прироста мощности без единой задержки и при любых оборотах. Так и родилась первая машина с двойным наддувом. На дворе стоял 1985 год. .. Итак, переходим к нашему списку.

Lancia Delta S4 и S4 Stradale. Lancia была первым брендом, предложившим твинчарджинг на автомобиле. Сначала технология была принята в гонках – в рамках болида WRC, заменившего Lancia 037.       

Двигатель был также разработан на основе двигателя от 037, но знайте, что эта Delta не имела ничего общего с «Дельтами», которые продавались простым смертным. Peugeot – соперник Lancia в WRC – применили похожую стратегию на 205 T16.

Короче говоря, ради омологации «Лянче» пришлось продавать публике Delta S4 в форме, близкой к гоночным машинам из WRC. Всего было изготовлено и продано 200 единиц под именем Lancia Delta S4.

У этих машин было всего 250 л. с., но при этом они имели пространственную раму на стальных трубках, кузовные панели из стекловолокна и полноприводную систему с тремя дифференциалами.

Небольшие объемы производства моментально сделали Delta S4 объектом коллекционирования. Эта модель имела веские основания стать коллекционной, так как стоила в пять раз дороже Delta HF Turbo – топовой модификации в линейке на тот момент.    

А тем временем мощность гоночной версии оценивалась в 480 л. с., однако некоторые утверждали, что мотор выдавал более 500 л. с. В том же году, когда итальянцы запустили Delta S4 в WRC, они протестировали версию с максимальным давлением наддува 5 бар. Экспертам удалось выжать около 1000 л. с. с тех же 1,8 литров, но лишь в демонстрационных целях.

1000-сильный двигатель никогда не гонялся, а вот 480-сильные машины выиграли 5 гонок из 12 и заработали 15 подиумов. Их участие в WRC закончилось после трагической аварии на ралли Корсики 1986 года, унесшей жизни пилота Хенри Тойвонена и его штурмана Серджио Кресто.  

Nissan March Super Turbo (подогретая Micra). У Nissan были свои безумные моменты в прошлом, и компания все еще удивляет всех раз в несколько лет такими автомобилями, как Juke. В конце 80-х Nissan разработал модель с двойным наддувом, которая была основана на крошечной Micra (также известна под именем March).

Автомобиль обладал 930-кубовым мотором мощностью 110 л. с. Уровень примерно схож с современной Micra, однако по меркам 80-х годов и для такой маленькой машины это было невероятно.

Nissan позаботился о том, чтобы компрессор и турбина не работали сообща долгое время. Первый приводился в действие электромагнитной муфтой, которая активировалась в зависимости от положения дроссельной заслонки.

По сравнению с Delta S4 “Stradale”, Nissan March Super Turbo был достаточно дешевым. К сожалению, японский автопроизводитель продал всего 10 000 дорожных машин в этой спецификации и отказался от наследника.

1,4-литровый TSI Twincharger от Volkswagen Group. После «ниссановских» экспериментов данная конфигурация двигателя долгое время была мертва. Volkswagen воскресил ее на своем 1,4-литровом моторе, который предлагался на многих автомобилях линейки бренда.

Блок назывался 1.4 TSI, однако лишь определенные его версии обладали технологией двойного наддува. У остальных же была единственная турбина, доводившая мощность до 120 л. с.

Как и Nissan, Volkswagen использовал электромагнитную муфту для компрессора Roots. В отличие от Nissan и Lancia, VW Group разработали контрольный клапан, который блокировал нагнетатель в некоторых ситуациях (например, при высоких оборотах), чтобы максимизировать эффективность двигателя.

С этим мотором Volkswagen завоевал несколько наград «Двигатель года». Он устанавливался на Polo, Audi A1, Ibiza, Golf, Jetta, Passat, Sharan, Tiguan, Eos и Touran. C этой точки зрения VW может гордиться тем, что внедрил свою систему двойного наддува на такой широкий спектр машин.

Мотор был снят с производства в 2011 году из-за его сложности и стоимости. А тем временем «турбинные» TSI и TFSI становились все лучше, постепенно устраняя турболаг.   

Двигатели T6 и T8 от Volvo. В рамках повсеместного даунсайзинга Volvo перешел с 5- и 6-цилиндровых моторов на турбированные 4-цилиндровики. Индекс T6, который раньше подразумевал 6-цилиндровый силовой агрегат, теперь обозначает 4-цилиндровый мотор, но с большим бонусом – компрессором и турбиной (а вот его младший брат T5 имеет в своем арсенале лишь турбину).

С мотора объемом 2 литра выдавлены 320 л. с. и 400 Нм. Клиенты могут заказать T6 на втором поколении XC90, S90 и V90. Двигатель сопряжен с 8-ступенчатым автоматом Geartronic от японской компании Aisin. Как бы то ни было Volvo пошел еще дальше и соединил T6 с электромотором, создав в конечном итоге T8 Twin Engine.  

Audi SQ7 V8 TDI. Эта модель интересна тем, что данная технология применена к дизельному двигателю. Audi создал самый мощный в мире дизельный кроссовер с помощью двух турбин и электрического нагнетателя. Для питания последнего пришлось задействовать отдельную 48-вольтовую электрическую систему.

Да, мы признаем, что электрический нагнетатель – это совсем не то же, что механический, однако не упомянуть этот мотор было бы кощунством. Мы имеем дело с 4-литровым V8 мощностью 435 л. с. и моментом 900 Нм. Даже самый ярый ненавистник дизелей будет впечатлен, поскольку максимальная мощность доступна в диапазоне от 3 750 до 5 000 об/мин, а максимальный крутящий момент – и вовсе между 1 000 и 3 250 об/мин.

Хотя материал рассчитан на 5 серийных автомобилей, есть еще одна модель, которая обязана быть в нашем списке. Это датский суперкар Zenvo ST1. К сожалению для Zenvo, производственные цифры крайне низки. За все время было продано менее 20 машин. И тем не менее с завода они шли с турбиной и компрессором.   

Пять ошибок водителей, которые быстро убивают турбомотор — Российская газета

Турбированные двигатели приобретают все большую популярность, что связано со стратегией ведущих автопроизводителей по сокращению расхода горючего и вредных выхлопов. Между тем водители, имеющие опыт эксплуатации машин исключительно с атмосферными моторами, переносят свои навыки на новую сферу, невольно совершая ряд грубых ошибок, которые могут нанести серьезный вред турбоагрегату.

Признаками приближающейся кончины турбины, как правило, являются посторонние шумы из-под капота, которые возникают сразу после запуска. Чаще всего речь идет о свисте или гуле, который может сопровождается также выхлопом сизого цвета. Еще один косвенный признак проблем с турбиной — «масложор», возникающий в результате проникновения масла сквозь люфты и зазоры в деталях. Какие промахи в эксплуатации могут привести к подобным последствиям?

Масляное голодание

Наиболее часто турбину в современных моторах приговаривает масляное голодание, которое происходит по разным причинам.

Самая банальная — это нежелание владельца контролировать уровень масла. Владельца, впрочем, можно понять — он только купил автомобиль, и масла вроде бы залито на длительный срок эксплуатации. Однако коррективы вносят манера и характер езды. Если гонять и эксплуатировать машину под нагрузкой, например, с заполненным салоном и багажником, расход лубриканта заметно увеличивается. Значительно больше масла расходуется также в холодное время года.

В среднем же, если турбодвижок среднестатистической легковушки относительно новый, он будет потреблять около 80 грамм масла на 100 литров топлива. Что же касается изношенных турбоагрегатов, там моторный «жор» может доходить и до 2 л на 100 литров топлива. Что происходит при таком раскладе с турбиной? При масляном голодании начинается повышенный износ ее деталей и снижается теплоотвод. В результате «улитка» ломается и, как правило, это является негарантийным случаем, поскольку владелец не следил за уровнем масла.

Рано глушим мотор

Не секрет, что турбодвижки очень не любят, когда их глушат сразу после долгой и активной езды по трассе или бездорожью. В процессе такого «драйва» крыльчатка турбины может раскручиваться до 10000-15000 оборотов в минуту. Когда же раскаленный узел перестает смазываться маслом, это провоцирует поломки из-за неравномерного температурного расширения.

Кроме того, поскольку масло уже не подается, тепло уходит в подшипниковый узел, где остатки смазки начинают закоксовываться. Самое интересное, что нейтрализовать проблему можно элементарным способом — дать турбоагрегату поработать на холостых оборотах примерно минуту и только после этого глушить мотор.

Многие сейчас подумают — а как же системы страховки, такие как турботаймер (обеспечивает работу двигателя в течение двух-трех минут на минимальных оборотах уже после выключения зажигания), программное включение вентилятора после выключения мотора или, скажем, электрические циркуляционные насосы, подающие к турбокомпрессору охлаждающую жидкость?

Все эти ноу-хау работают без огрехов, но не являются панацеей, поскольку сильный нагрев турбины требует долгого и обстоятельного ее охлаждения. Поэтому наша рекомендация такова — не важно, какой у вас автомобиль. Не глушите турбомотор сразу, дайте ему поработать на минимальных оборотах, и сбережете здоровье турбины.

Ездить накатом

Есть такая категория водителей, которые сдувают пылинки со своих «железных коней» и в частности не дают мотору работать под серьезной нагрузкой и практикуют движение накатом, например, подкатываясь к светофорам на «нейтрали». Как это ни парадоксально, но такая манера пагубно влияет на турбоагрегаты.

К примеру, некоторые турбомоторы компании Subaru не терпят низкого давления масла в двигателе. Дело в том, что лубрикант начинает хуже циркулировать по системе смазки, а если водитель вдруг становится «тихоходом» после активной езды, возможно также и пригорание масла. Самое интересное, что владелец убежден, что, двигаясь на машине со скоростью черепахи, он дает турбодвигателю отдохнуть.

На самом же деле он стремительно приближает смерть турбины. Именно поэтому на турбированных двигателях переводить коробку передач в нейтральное положение на ходу допустимо лишь непродолжительное время. Передача должна быть всегда активирована даже при равномерном движении накатом.

Не прогревать мотор

Что бы ни говорили «знатоки», автомобили с турбомоторами необходимо прогревать после «холодного пуска» зимой — сначала пару-тройку минут на месте, а потом еще несколько минут, двигаясь в спокойной манере, избегая высоких оборотов двигателя.

В противном случае, если холодный мотор раскрутить до красной зоны тахометра, турбина начнет быстро и сильно разогреваться, и из-за резкого перепада температур могут произойти деформации металлических элементов конструкции. При этом смазка все еще густая, и турбина работает в условиях серьезного масляного дефицита. Узел в результате работает почти «на сухую» и гарантированно выйдет из строя раньше времени.

Жадничать с топливом

Что будет, если поить машины с высокотехнологичными турбинами низкооктановым бензином?

Ничего хорошего. Если в мануале и на крышке топливного бака указано «не ниже 95 го бензина», то, заправляясь топливом АИ-92, вы повышаете вероятность детонации, иными словами, взрывоподобного горения смеси в цилиндрах.

Последнее явление чревато, как известно, механическим разрушением поршневой группы и износом вкладышей. Турбина же увеличивает массу сгораемой топливной смеси внутри цилиндров.

Чем турбина мощнее, тем выше риск детонации при работе на низкооктановом топливе. Соответственно, чтобы избежать детонации, необходимо заливать в бензиновые турбомоторы только высокооктановое топливо — бензин АИ-95, АИ-95+ и АИ-98 будет предпочтительным вариантом, а если альтернативы 92-ому топливу нет, то необходимо как минимум перемещаться по дорогам спокойной манере и не поддерживать высокие обороты турбодвигателя.

Как понять, что турбине автомобиля скоро придет конец — Российская газета

Турбированный двигатель имеет массу преимуществ: повышенная мощность, экономичность. Но главный его недостаток — недолгий срок службы турбины: около 10 лет или 150-170 тысяч километров.

На этом пробеге подержанные автомобили спешат выставить на вторичный рынок, поэтому при покупке есть шанс нарваться на проблемный вариант. Какие симптомы позволяют определить грядущие неисправности?

Первым делом стоит осмотреть выхлопную систему автомобиля и прислушаться к посторонним звукам из-под капота. В нормальном состоянии компрессор раскручивается до нескольких десятков тысяч оборотов и чуть слышно шипит. Если при добавлении газа начинает раздаваться свист, похожие на звуки сирены завывания и прочие странные звуки, то долго турбина не протянет.

В данном случае дело, скорее всего, в опорных подшипниках, где закоксовалось масло. Посторонние шумы могут возникать из-за трещин в корпусе, потери герметичности впуска или сломанных лопастей компрессора. Подобые проблемы игнорировать нельзя: частички металла при разрушении могут попадать в двигатель, в камерах сгорания появятся задиры, пишет aif.ru.

Еще один очевидный признак проблем с турбиной — это выхлоп сизого цвета. На холостом ходу такой дым исчезает, а на высоких оборотах двигателя нарастает. Возникает он из-за утечки масла через компрессор в цилиндры.

Если дым приобрел черный цвет, то скорее всего произошла утечка воздуха в интекулере или нагнетающих магистралях. Темный выхлоп может свидетельствовать об износе поршневых колец.

Третий симптом — масляные подтеки, выявляемые при осмотре системы турбонаддува. Они говорят о том, что узел потерял герметичность и его нужно менять.

Деформироваться технический узел может из-за превышения турбиной допустимых оборотов (так называемый «перекрут»). Причиной являются ложные показания датчика воздуха, из-за чего механизм регулировки давления срабатывает с задержкой. Перепады давления могут наблюдаться из-за засорения канала подачи воздуха. Валы турбины могут закоксоваться, сливной маслопровод — засоряться.

Любые из перечисленных признаков должны насторожить как потенциального покупателя, так и владельца автомобиля. Машину нужно отправить на диагностику, чтобы компьютер проанализировал ошибки и указал на возможные неисправности.

AUTO.RIA – Двигатель с турбиной в б/у авто – добро или зло?

Немало мифов существует, связанных с таким агрегатом, как турбина. Одни придерживаются мысли, что лучше приобрести обычный атмосферный двигатель, другие бесстрашно покупают турбо-автомобили. В чем же разница?

Для чего нужна турбина, и как она работает?

Не влезая в инженерные термины, предназначение турбокомпрессора такое: подать больше воздуха в двигатель. Больше воздуха – к нему можно подмешать больше топлива. Больше горючей смеси – больше мощности. Как все это происходит – это колдовство.

Далее мы рассмотрим классические турбокомпрессоры, получающие энергию для работы от выхлопных газов, а сейчас обговорим «экзотику» типа «компрекс» (coprex), «рутс» (roots) и подобные, с механическим приводом или комбинированным, механика плюс импульсная энергия выхлопа. Кратко – эти типы компрессоров, применяемые на некоторых автомобилях Mazda и Mercedes, стоит избегать. У любой механики есть свой ресурс. Цена такого нового агрегата сравнима со стоимостью нерастаможенного автомобиля-донора, ремонт трудоемкий, дорогой и не приносит длительного эффекта, т. е. фактически помогает «на продажу». Временами ремонт невозможен, некоторые элементы, такие как лопасти нагнетателя «рутс» вообще изготовить или реставрировать невозможно.

Отбросив все сплетни, резюме следующее: учитывая экзотичность таких агрегатов, трудности с ремонтом и дикую стоимость новых, автомобили с механическими или комбо-механическими компрессорами лучше обойти стороной.

Как работает компрессор

Классические «турбины»

В «классике» выхлопные газы раскручивают турбинное колесо с лопатками, находящееся на одном валу с напорным колесом, которое в ответ закачивает воздух во впускной коллектор. Как мы помним, благодаря колдовству, увеличивается мощность двигателя, понижается граница начала высокого крутящего момента, т.е. возрастает тяговая эластичность. Благодаря улучшенному смесеобразованию понижается токсичность выхлопа, а все вместе дает, если простыми словами, более шустрый автомобиль с меньшим расходом топлива, по сравнению с обычными «атмосферными» двигателями. Если что-то быстро крутится, значит ему нужна смазка. В двух словах – турбированные двигатели «хотят» качественного масла и регулярной его замены.

Какие неприятности могут ожидать владельца подержанного турбодвигателя?

Если рассматривать только вероятные неисправности, напрямую связанные с компрессором, то перечень их примерно следующий. Несколько меньший ресурс двигателя. Малый рабочий объем, соответственно меньший размер силовых деталей этому причина. Например, движок объемом 1,5 атмосферный мог бы выдать условных 70 «лошадок». Турбированный же, раза в два больше, скажем, 150. Самые догадливые уже сделали вывод, что при покупке подержанного турбо-авто следует очень внимательно оценить реальный пробег, особенно, если это коммерческое авто.

Турбина имеет ограниченный ресурс, и многие боятся ее поломки и дорогого устранения проблемы. Как же решается вопрос с нагнетателем, который уходит в страну потерянных вещей? Наиболее распространенное решение вопроса – это замена «сердцевинки» или «картриджа». Обходится такая радость примерно от 150 до 300 у.е. на легковые авто, и немногим больше на грузовые, правда не на все (владельцы Iveco знают). Справедливости ради, заметим, что большинство предлагаемых картриджей китайского производства, но ходят они неплохо, пускай ресурс гораздо меньше, чем у «оригинала», но на несколько лет их уверенно хватает.

Так нужна турбина или нет?

Подводя итоги: нет ничего смертельно опасного в поломке турбины. Это нормальный ход дел, и если вы планируете использовать автомобиль с пробегом несколько лет, раз или два вам придется пережить процедуру ремонта турбины. Но в ответ вы получите резвый динамичный автомобиль с разумным расходом топлива и хорошим запасом мощности. Тем более что в угоду все усложняющимся экологическим нормам машины последних лет выпуска в большинстве оснащены турбиной, практически все дизели и многие бензиновые. Однозначный совет – при необходимости ремонта не покупайте «бэушную оригинальную» турбину на авторазборке, это пустая трата денег.

Как распознать турбонагнетатель с истекшим ресурсом?

Признаки скорой необходимости ремонта/замены следующие:

• Дымность двигателя выше желаемой, дым бело-синего цвета (сгорающее масло).
• Повышенный расход моторного масла (это трудно проверить на авторынке).
• Наличие масла во впускном коллекторе (если есть доступ к шлангам или патрубкам – отпустите хомуты и посмотрите внутрь, при исправной турбине там должно быть сухо).
• Характерный шум при наборе оборотов двигателя, шум немного похож на звук «болгарки» при резке металла. Свист турбины в легковом двигателе должен быть слышен разве при открытом капоте и высоких оборотах, в противном случае имеет место предельный износ колес компрессора.
• Подтекание масла из двигателя на стыках воздушных патрубков, около системы вентиляции картера может быть индикатором проблем с турбиной или с чрезмерным износом цилиндро-поршневой группы.

Неплохо произвести диагностику, замерив механическим (а не электронным) манометром показатели наддува и сверив их с каталожными данными производителя, изношенная турбина выдаст меньший показатель, при проблемах с регулятором давления наоборот, показатель может быть значительно выше. Толковый моторист при таких вопросах будет очень кстати.

Турбированные моторы & атмосферные: устройства и принцип работы | Справочная информация

Классические бензиновые и дизельные силовые агрегаты в последние несколько лет стали сдавать позиции лидеров в автомобилестроении. На смену им и в дополнение приходят турбированные и атмосферные двигатели, которые всего пару десятилетий назад можно было встретить только на гоночных болидах.

Сегодня очень часто при выборе современных моделей транспортных средств, автолюбители не знают, на каком силовом агрегате лучше всего остановиться — купить автомобиль с «атмосферником» или турбиной? У каждого из этих механизмов есть свои специфические особенности, а также плюсы и минусы в эксплуатации.

Устройство и принцип работы турбированного двигателя

Турбированный силовой агрегат считается одним из самых старых среди двигателей внутреннего сгорания, так как был придуман почти столетие назад. Принцип его работы заключается в том, в цилиндры подается увеличенное количество воздуха, для этого используется нагнетающее устройство – турбокомпрессор («турбина»). Это создает лучшие условия для сгорания топлива и, соответственно, увеличивает мощность двигателя.

По принципу работы турбированный двигатель не отличается от обычного атмосферного двигателя. А нагнетание дополнительного воздуха позволяет эффективнее использовать полный объем поступающей горючей смеси, что положительно сказывается на динамических характеристиках автомобиля.

Турбокомпрессор использует для работы энергию выхлопных газов. Он подсоединяется к выхлопной системе, в результате чего часть отработанных газов поступает на лопасти турбины и вращает крыльчатку компрессора.

Для охлаждения силового агрегата с турбокомпрессором используют интеркуллер. Это обычный радиатор, но вместо охлаждающей жидкости в нем циркулирует воздух.

Достоинства турбодвигателя

Главный козырь турбированных силовых агрегатов — это, конечно же, их высокая мощность. Двигатели с турбокомпрессором по динамике разгона значительно превосходят своих атмосферных «собратьев» при одинаковом объеме. При этом потребление топлива увеличивается ненамного, так как турбина использует энергию уже отработавших газов, а не тратит горючее на создание новых.

Еще одно достоинство турбированного агрегата – снижение содержания вредных газов в выхлопе, поскольку топливовоздушная смесь сгорает значительно эффективнее. Кроме того, мотор с турбокомпрессором работает менее шумно, чем «атмосферник».

Недостатки турбодвигателя

В отличие от атмосферного двигателя, турбодвигатель очень привередлив к качеству потребляемого горючего. Если не контролировать этот вопрос, то турбина очень скоро может выйти из строя. Кроме того, из-за специфики конструкции двигатели с турбонаддувом следует прогревать в любое время года.

Этот тип силовых агрегатов нуждается в особой заботе в вопросах использования смазочных материалов. Обычные минеральные и синтетические масла категорически запрещается заливать в двигатель с турбиной. Для них предназначаются специальные виды масел, которые достаточно дорого стоят. Кроме того, как отмечают специалисты автосервиса Favorit Motors, замена масла рекомендуется каждые 10 тысяч километров (при эксплуатации в городских условиях).

Устройство и принцип работы атмосферного двигателя

Система запитывания атмосферного двигателя основана на инжекторном или карбюраторном механизме. Топливовоздушная смесь формируется в строгой пропорции: 1 часть бензина + 14 частей воздуха.

Принцип работы «атмосферника» заключается в том, что топливо впрыскивается в цилиндр без сопротивления. Это стало возможным благодаря сложным и тонким настройкам в распределительном валу, который открывает впускающий клапан. После впрыска смесь сгорает, а выделившиеся газы приводят в движение поршни.

Атмосферный двигательный аппарат назван так потому, что давление воздуха при попадании в мотор, равняется одной атмосфере. В его конструкции не используются турбонагнетатели, он функционирует при стандартном атмосферном давлении.

Преимущество в использовании атмосферного двигателя заключается в том, что на каких бы оборотах он не работал в данный момент, у него всегда будет определенный запас мощности. Это позволяет максимально быстро ускоряться при любой начальной скорости движения. До максимально возможного количества оборотов атмосферный силовой агрегат «раскрутится» за считанные секунды.

Достоинства атмосферного двигателя

Рано или поздно даже самый надежный мотор может потребовать вложений и качественного ремонта. Атмосферный агрегат имеет более простое строение, чем турбированный мотор, а потому и проведение ремонтных работ обойдется дешевле.

Срок службы атмосферника гораздо выше, чем у турбированного мотора. Это обусловлено более мягкими условиями эксплуатации и отсутствием повышенных нагрузок. Поэтому рабочий ресурс атмосферного двигателя в среднем вдвое выше, чем у турбины.

В качестве приятного бонуса для автовладельцев специалисты ГК Favorit Motors могут привести следующий факт. Атмосферные агрегаты не требуют постоянно контроля смазки и менее требовательны к качеству используемых масел. В их конструкции отсутствуют устройства, которые нуждаются в дополнительной смазке. Это же касается и выбора топлива: атмосферный двигательный агрегат менее требователен к качеству горючего. Кроме того, замена смазочной жидкости производится реже — каждые 15-20 тысяч километров пробега.

И еще один плюс «атмосферника». Российские водители уже смогли убедиться, что атмосферный силовой агрегат даже зимой прогревается быстрее, чем его турбированный собрат.

Недостатки атмосферного двигателя

Самым главным минусом такого двигателя можно считать отсутствие высоких крутящих моментов. Атмосферный агрегат проигрывает турбированному в плане мощности. Такой автомобиль будет идеальным для неспешных поездок по городу, но в качестве трассового авто для молодежных гонок явно не подойдет.

Расход топлива для такого двигателя будет достаточно высок. Как отмечают специалисты ГК Favorit Motors, в среднем автомобиль с атмосферным двигателем потребляет не менее 11-12 литров горючего на 100 километров пути.

Итоги

Выбирать автомобиль с турбированным или атмосферным агрегатом стоит, исходя из своих личных предпочтений и возможностей. У каждого из этих типов моторов есть свои плюсы и минусы. Турбодвигатель будет мощнее и динамичнее, однако требователен в уходе и обходится дороже. Атмосферный двигатель не такой мощный, зато гораздо дешевле в плане эксплуатации и ремонта.

В наличии в компании Favorit Motors имеется множество разных моделей автомобилей как с атмосферными двигателями, так и с турбированными. Компетентный персонал поможет подобрать автомобиль, исходя из пожеланий и предпочтений каждого клиента.

Как турбированный, так и атмосферный силовой агрегат со временем может начать работать с перебоями или вообще отказать. Современные модели автомобилей оснащены высокотехнологичными электронными системами управления двигателем, поэтому диагностику и ремонт моторов следует выполнять только в специализированных автосервисах.

Автосервис Favorit Motors оснащен полным комплексом диагностического и ремонтного оборудования для диагностики и устранения неисправностей турбированных и атмосферных силовых агрегатов. Для обслуживания и ремонта здесь используются только качественные сертифицированные запчасти, а мастера техцентра обладают многолетним опытом работ. Все операции выполняются в соответствии с технологическими картами заводов-изготовителей, что обеспечивает высокое качество и сжатые сроки ремонта. На все детали и ремонтно-восстановительные работы предоставляется гарантия.

Специалисты компании Favorit Motors напоминают, что своевременное регламентное обслуживание способно значительно продлить срок эксплуатации силового агрегата. Необходимо регулярно менять масло в соответствии с пробегом и устранять выявленные неисправности.

Подборка б/у автомобилей Skoda Octavia

---

турбина | Британика

турбина , любое из различных устройств, преобразующих энергию потока жидкости в механическую энергию. Преобразование обычно осуществляется путем пропускания жидкости через систему стационарных каналов или лопастей, которые чередуются с каналами, состоящими из реберных лопастей, прикрепленных к ротору. Организовав поток таким образом, что тангенциальная сила или крутящий момент воздействует на лопасти ротора, ротор вращается и совершается работа.

Турбины можно разделить на четыре основных типа в зависимости от используемых жидкостей: вода, пар, газ и ветер.Хотя одни и те же принципы применимы ко всем турбинам, их конкретные конструкции достаточно различаются, чтобы заслуживать отдельного описания.

Британская викторина

Энергия и ископаемое топливо

От ископаемого топлива и солнечной энергии до электрических чудес Томаса Эдисона и Николы Теслы — мир живет за счет энергии. Используйте свои природные ресурсы и проверьте свои знания об энергии в этой викторине.

Водяная турбина использует потенциальную энергию, возникающую из-за разницы высот между водохранилищем вверх по течению и уровнем воды на выходе из турбины (отводящий канал), для преобразования этого так называемого напора в работу. Водяные турбины являются современными преемниками простых водяных колес, которым около 2000 лет. Сегодня гидротурбины в основном используются для производства электроэнергии.

Однако наибольшее количество электроэнергии вырабатывается паровыми турбинами, соединенными с электрическими генераторами.Турбины приводятся в движение паром, вырабатываемым либо в генераторе, работающем на ископаемом топливе, либо в атомном генераторе. Энергию, которую можно извлечь из пара, удобно выражать через изменение энтальпии на турбине. Энтальпия отражает как тепловую, так и механическую формы энергии в процессе течения и определяется как сумма внутренней тепловой энергии и произведения давления на объем. Доступное изменение энтальпии через паровую турбину увеличивается с температурой и давлением парогенератора и с пониженным давлением на выходе из турбины.

Для газовых турбин энергия, извлекаемая из жидкости, также может быть выражена через изменение энтальпии, которое для газа почти пропорционально перепаду температуры на турбине. В газовых турбинах рабочим телом является воздух, смешанный с газообразными продуктами сгорания. Большинство газотурбинных двигателей включают как минимум компрессор, камеру сгорания и турбину. Обычно они монтируются как единое целое и работают как полный первичный двигатель в так называемом открытом цикле, когда воздух всасывается из атмосферы, а продукты сгорания, наконец, снова выбрасываются в атмосферу.Поскольку успешная работа зависит от интеграции всех компонентов, важно рассматривать все устройство, которое на самом деле является двигателем внутреннего сгорания, а не только турбину. По этой причине газовые турбины рассматриваются в статье как двигатели внутреннего сгорания.

Энергия ветра может извлекаться с помощью ветряной турбины для производства электроэнергии или для откачивания воды из колодцев. Ветряные турбины являются преемниками ветряных мельниц, которые были важными источниками энергии с позднего средневековья до 19 века.

Fred Landis

Водяные турбины обычно делятся на две категории: (1) импульсные турбины, используемые для высокого напора воды и низкого расхода, и (2) реактивные турбины, обычно используемые для напора менее 450 метров и среднего или высокого расхода. Эти два класса включают в себя основные широко используемые типы, а именно импульсную турбину Пелтона и реактивные турбины типа Фрэнсиса, пропеллерные, Каплана и Дериаза. Турбины могут быть расположены как с горизонтальным, так и, чаще, с вертикальным валом.Для каждого типа возможны широкие конструктивные изменения для соответствия конкретным местным гидравлическим условиям. Сегодня большинство гидравлических турбин используются для выработки электроэнергии на гидроэлектростанциях.

Импульсные турбины

В импульсных турбинах потенциальная энергия, или напор воды, сначала преобразуется в кинетическую энергию путем выпуска воды через сопло правильной формы. Струя, выбрасываемая в воздух, направляется на изогнутые ковши, закрепленные на периферии рабочего колеса, для извлечения энергии воды и преобразования ее в полезную работу.

Современные импульсные турбины основаны на конструкции, запатентованной в 1889 году американским инженером Лестером Алленом Пелтоном. Свободная струя воды ударяется о лопатки турбины по касательной. Каждый ковш имеет высокий центральный гребень, так что поток разделяется так, что желоб остается с обеих сторон. Колеса пелтона подходят для высокого напора, обычно более 450 метров, при относительно низком расходе воды. Для максимальной эффективности скорость кончика литника должна равняться примерно половине скорости ударной струи. КПД (работа, производимая турбиной, деленная на кинетическую энергию свободной струи) может превышать 91 % при работе на 60–80 % полной нагрузки.

Мощность данного колеса можно увеличить, используя более одного жиклера. Двухструйные устройства являются общими для горизонтальных валов. Иногда на один вал монтируются два отдельных бегунка, приводящих в движение один электрогенератор. Агрегаты с вертикальным валом могут иметь четыре или более отдельных форсунок.

Если электрическая нагрузка на турбину изменяется, ее выходная мощность должна быть быстро отрегулирована в соответствии с потребностями. Это требует изменения расхода воды, чтобы поддерживать постоянную скорость генератора. Скорость потока через каждую форсунку регулируется расположенным в центре копьем или иглой тщательной формы, которая скользит вперед или назад под управлением гидравлического серводвигателя.

Надлежащая конструкция иглы гарантирует, что скорость воды, выходящей из форсунки, остается практически неизменной независимо от отверстия, обеспечивая почти постоянную эффективность в большей части рабочего диапазона. Нецелесообразно резко уменьшать расход воды, чтобы соответствовать уменьшению нагрузки. Это может привести к разрушительному скачку давления (гидравлическому удару) в подающем трубопроводе или затворе. Таких всплесков можно избежать, добавив временное разливное сопло, которое открывается, когда основное сопло закрывается, или, что чаще, частично вставляя дефлекторную пластину между струей и колесом, отводя и рассеивая часть энергии, пока игла медленно закрывается.

Другим типом импульсной турбины является турботурбина. Струя падает под косым углом на бегунок с одной стороны и продолжает движение по единственному пути, выходя с другой стороны бегуна. Этот тип турбины использовался в агрегатах среднего размера с умеренно высоким напором.

Реактивные турбины

В реактивной турбине силы, приводящие в движение ротор, достигаются реакцией ускоряющегося потока воды в рабочем колесе при падении давления. Принцип реакции можно наблюдать в ротационном дождевателе для газонов, где выходящая струя вращает ротор в противоположном направлении.Из-за большого разнообразия возможных конструкций рабочих колес реактивные турбины могут использоваться в гораздо большем диапазоне напоров и скоростей потока, чем импульсные турбины. Реакционные турбины обычно имеют спиральный входной корпус с регулирующими заслонками для регулирования расхода воды. На входе часть потенциальной энергии воды может быть преобразована в кинетическую энергию по мере ускорения потока. Энергия воды впоследствии извлекается в роторе.

Как отмечалось выше, широко используются четыре основных типа реактивных турбин: турбины Каплана, Фрэнсиса, Дериаза и пропеллерные.В турбинах Каплана с неподвижными лопастями и турбинах Каплана с регулируемыми лопастями (названных в честь австрийского изобретателя Виктора Каплана) через машину проходит осевой поток. Турбины типа Фрэнсиса и Дериаза (в честь американского изобретателя британского происхождения Джеймса Б. Фрэнсиса и швейцарского инженера Пола Дериаза соответственно) используют «смешанный поток», когда вода входит радиально внутрь и выходит в осевом направлении. Рабочие лопатки на турбинах Фрэнсиса и винтовых турбинах состоят из неподвижных лопастей, тогда как в турбинах Каплана и Дериаза лопасти могут вращаться вокруг своей оси, которая находится под прямым углом к ​​главному валу.

Объем услуг подрядчика — Эксплуатация турбинного оборудования Примеры статей

, относящиеся к

Объем услуг подрядчика — Эксплуатация турбинного оборудования

КОНТРАКТЫ НА СТРОИТЕЛЬНЫЕ УСЛУГИ В соответствии со статьей 9, раздел 230 :

Услуги на этапе строительства Этап строительства считается начавшимся с даты, указанной в письменном Уведомлении о начале работ, выданном Владельцем после утверждения Предложения по гарантированной максимальной цене, и продолжается до окончательного завершения всех работ.Услуги на этапе подготовки к строительству могут пересекаться с Услугами на этапе строительства. Подрядчик не несет никаких расходов Субподрядчика на строительство Объекта до выдачи Владельцем письменного разрешения на начало таких Работ. Подрядчик должен выполнить следующие услуги на этапе строительства:

Плата за доступ к архитектуре подключения группы соединительных линий 8.2.1 Если компания Reconex решит поддерживать тандем доступа Verizon, компания Reconex должна назначить NPA/NXX компании Reconex для поддержки того же тандема доступа Verizon, что и тандем доступа Verizon. Verizon NPA/NXX обслуживает тот же тарифный центр, что указан в LERG.

Объекты присоединения Проектирование Закупки и строительство Объекты присоединения, модернизация сети и модернизация распределения должны быть изучены, спроектированы и построены в соответствии с Надлежащей практикой коммунального хозяйства. Такие исследования, проектирование и строительство должны основываться на предполагаемой точности и полноте всей технической информации, полученной Участвующим ТО и CAISO от Заказчика присоединения, связанного с присоединением Крупной генерирующей установки.

Объем услуг по присоединению 1.3.1 NYISO предоставит услугу по присоединению энергоресурсов и услугу присоединения ресурсов мощности Потребителю присоединения в точке присоединения в соответствии с требованиями Приложения 5.

Строительные услуги 4.01. Быть доступным для обсуждения и консультаций на этапе строительства, но ответственность за наблюдение за ходом строительства возлагается на город Оверленд-Парк.

ДЕЙСТВУЮЩИЕ СТАВКИ ЗАРАБОТНОЙ ПЛАТЫ — КОНТРАКТЫ НА ОБЩЕСТВЕННЫЕ РАБОТЫ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ УСЛУГИ Если какая-либо часть работ, на которые выставляются заявки, подпадает под действие положений Закона о труде о преобладающих ставках заработной платы, применяется следующее:

Местонахождение проекта он появляется в рекламе проекта.

Предоставление высокочастотного спектра и пространства для разветвителей 3.2.1 BellSouth предоставит компании Momentum доступ к высокочастотному спектру следующим образом: и/или контролировать Средства присоединения Заказчика присоединения, описанные в Приложении А, за свой счет.

№ 1884: Турбина Эйвери

Сегодня турбина Эвери.Университет Хьюстона Колледж Инженерии представляет эту серию о машины, которые заставляют нашу цивилизацию работать, и люди, чья изобретательность создала их.

Большая часть энергии, которую мы используем сегодня вырабатывается ядерной энергией или углем или масло. Что не так хорошо понятно, так это то, что все такие электростанции, как и их родственник, гидроэлектростанция плотины, в конечном итоге использовать турбин для выработки сила.

В основании плотины водяных турбин . Нефть, уголь и ядерная энергия используются для кипячения вода и привод паровых турбин . Сожженный топливно-воздушная смесь используется для привода газа турбина. В любом случае жидкость проходит через некоторые вид лопаток турбины, чтобы обеспечить огромную часть мощности, которую мы используем сегодня.(Автомобильные двигатели среди немногих типов, которые не были приняты Это. )

Любая книга о происхождении турбин начинается с паровые игрушки в Египте, две тысячи лет тому назад. Но это немного отвлекающий маневр. Стим турбины не стали обычным явлением, пока Чарльз Парсонс начал строить их в 1890-х годах.Ну и что попал между?

Инженер Фредерик Лайман рассказывает о малоизвестном фигура в создании паровой турбины. Он был Уильям Эвери. Родился в 1793 г., вырос, работая механик в штате Нью-Йорк.

В 1831 году он и его друг получили патент на устройство с паровым приводом, очень похожее на одно из тех древнеегипетские игрушки.Струи пара, выбрасываемые из оба конца вращающейся пропеллерной трубы приводили в движение Это. К тому времени Уатт и другие уже пытались и не удалось создать роторно-паровой двигатель машины. А французы только начали разрабатывать водяная турбина .

Современные паровые турбины работают не так, как Эйвери.Они направляют пар через последовательность вращающиеся лопасти. Каждый этап отнимает энергию и снижает давление пара. Аэродинамика эти лезвия становятся очень сложными.

В турбине Эйвери пар вытекал из ступицы наружу через кончик, откуда он вырвался как движущая струя. Наконечники приблизились к скорости звука и, когда один из чугунных роторов Эйвери вышел из строя, его осколки пробили три этажа здания.

Чтобы получить мощность на полезных скоростях , Эйвери используется ряд ремней и шкивов. И все же машина работал. К 1837 году он построил около семидесяти двигателей. Они развивали около двадцати лошадиных сил и были поставьте работу на лесопилки, хлопкоочистительные заводы, зерновые мельницы …

Среди других своих инженерных достижений Эйвери также построил, вероятно, первый пароход на канал Эри.Но он умер в 47 лет, и компания который производил его турбины, вскоре обанкротился после. Прошло еще полвека, прежде чем Парсонс появились турбины.

Затем появился электрический генератор, и требовался скоростной привод. То турбина была естественной парой генератора, который теперь был идеальным средством для того, чтобы положить его власть использовать. Призрак Уильяма Эйвери теперь мог улыбнись наконец.

То, что начал Эйвери, теперь Парсонс мог воплотить в жизнь. плоды — и привести к оглушительному успеху, как Что ж.

Я Джон Линхард из Хьюстонского университета. где нас интересует, как изобретательные умы Работа.

(Музыкальная тема)

---

Ф. А. Лайман, Практический герой: Или как малоизвестный новый Механик из Йорка получил паровую игрушку для вождения лесопилки. Машиностроение, февраль 2004, стр. 36-38.

Турбины и дизайн центробежных насосов: Турбомашины

Поскольку население мира продолжает расти, потребности в энергии также растут.В течение некоторого времени большинство распространенных устройств в нашем доме, на работе и даже в социальной жизни зависят от энергии для работы. Развивающиеся страны также гораздо больше полагаются на тяжелую промышленность в попытке повысить благосостояние. Тем не менее, актуальной темой являются изменение климата и возобновляемые источники энергии. Источники чистой энергии могут быть использованы для обеспечения населения энергией, необходимой ему для поддержания своего образа жизни без использования жизненно важных ресурсов. Но как именно генерируется эта мощность?

Для производства возобновляемой энергии используются природные ресурсы, такие как энергия ветра, солнца, воды и потенциальная энергия.Как правило, естественное движение воздуха или водных ресурсов, таких как реки и районы с сильным ветром, преобразуется в электрическую энергию с помощью механического тела, которое индуцирует электродвижущую силу (ЭДС), за исключением химических или солнечных, энергия которых используется другими способами. Большинство промышленных применений, таких как паровые турбины, атомные электростанции и ветряные турбины, основаны на этом типе преобразования. Подобно гонке электромобилей в попытке уменьшить зависимость населения от экологически вредных ископаемых видов топлива, растет спрос на более чистые методы производства электроэнергии.Хотя в настоящее время основным глобальным источником энергии является уголь (почти 40%) по сравнению с примерно 6% возобновляемых источников энергии, все больше стран ищут возобновляемые ресурсы для его замены.

В этом исследовании мы сосредоточимся на одном более экологичном методе, на долю которого приходится около 16% мирового производства электроэнергии: гидроэнергетике. Использование энергии из источников воды стало возможным благодаря водяным турбинам и насосам, таким как центробежные насосы, и компонентам их крыльчатых насосов. Здесь мы предлагаем вводное понимание турбин и насосов в турбомашинах.

Типы конструкций водяных турбин

Существует три типа водяных турбин, более подробную информацию о которых вы можете найти в этом обзоре типов конструкций турбин. Три типа:

• Импульсные турбины, включая турбины Пелтона, Турго и турбины с поперечным потоком
• Реакционные турбины, включая пропеллерные турбины, турбины Каплана и турбины Фрэнсиса
• Гравитационные турбины, включая водяные колеса с переливом и винт Архимеда, который представляет собой насос, часто используемый в качестве реверсивной турбины

Моделирование потока жидкости в конструкции гидротурбины

В импульсных турбинах струи жидкости ударяются о набор изогнутых лопастей, которые изменяют направление скорости и обмениваются импульсом; это прикладывает силу к лопастям, создавая крутящий момент, который позволяет лопастям вращаться. Затем вращение генерирует ЭДС из-за электромагнитной индукции.

Для сравнения, реактивная турбина приводится в действие изменением давления жидкости при ударе о гребные винты или лопасти погружной турбины. Падение давления внутри турбины преобразует существующую потенциальную энергию в кинетическую энергию, приводящую в движение гребные винты турбины. Турбинам этой категории требуется корпус для постоянного поддержания давления жидкости.

Используя схожие механизмы турбомашин, турбины работают на снижение энергии в системе, а насосы нацелены на увеличение энергии потока жидкости.Чтобы объяснить, как работают насосы, давайте сосредоточимся на очень популярной конструкции насоса; центробежный насос.

Центробежный насос; Популярный выбор насосов с крыльчаткой Центробежный насос Анализ CFD

Как правило, в промышленности центробежный насос используется для перекачки сточных вод, обработки пищевых продуктов или очистки воды. Фактически, почти 85% производимых сегодня насосов являются центробежными насосами. Вероятно, это связано с их многочисленными возможностями и простотой масштабирования для более крупных приложений.Центробежный насос можно легко адаптировать в зависимости от того, с какой жидкостью они будут перекачиваться, от того, присутствуют ли низкие скорости потока и, следовательно, требуется повышенное давление, или от ориентации, в которой они будут установлены. Это привело к тому, что многие дополнительные подтипы центробежных насосов получили собственные названия. Их размер и дизайн могут различаться в зависимости от области применения, но их рабочий механизм остается неизменным.

Этот тип насоса преобразует энергию вращения, например, двигателя, в энергию жидкости.Его двумя наиболее важными компонентами являются рабочее колесо насоса внутри, вращающийся элемент с несколькими лопастями и внешний корпус, который предотвращает потерю давления. Вода поступает в центробежный насос в осевом направлении через проушину в корпусе и ударяется о лопасти рабочего колеса насоса внутри.

Чтобы центробежный насос работал наилучшим образом, необходимо внести множество изменений в конструкцию и провести испытания. Физическая оптимизация конструкции потребует много сил человека и времени. Чтобы сократить эти расходы на этапе проектирования, нам понадобится инструмент виртуального тестирования, который позволит нам быстро и надежно вносить изменения.CFD дает нам это преимущество. Анализ CFD может помочь предсказать и визуализировать поток жидкости (воды) внутри насоса, а также дает нам представление о том, где мы можем оптимизировать конструкцию, еще до производства самого насоса. В следующем разделе мы обсудим, как можно использовать CFD для оптимизации рабочего колеса насоса.

Как работает насос с крыльчаткой?

Ключевым компонентом центробежного насоса является его рабочее колесо, поскольку оно передает энергию от двигателя насоса жидкости. Насос с крыльчаткой полагается на инерцию, естественную тенденцию объекта или жидкости двигаться по прямой линии при движении по кругу. Вода, попадая на лопасти крыльчатки, естественным образом движется наружу в направлении, касательном к радиусу. Это создает скорость, которая преобразуется в давление в результате удержания жидкости корпусом насоса. Крайне важно, чтобы конструкция рабочего колеса любого насоса была оптимизирована для обеспечения максимально эффективной работы. Рабочее колесо может иметь один, два или не иметь внешнего кожуха (покрытие над лопастями), улитку или диффузор для захвата давления и может пропускать жидкость с одной или обеих сторон лопастей.Это означает, что насос с крыльчаткой может иметь множество различных конструкций, и инженеру или конструктору необходимо выяснить, какая из них лучше всего подходит для конкретного применения.

Анализ переходных процессов может быть выполнен на рабочем колесе насоса для проверки эффективности с использованием таких данных, как момент инерции рабочего колеса насоса. Для уже существующих насосов он часто предоставляется поставщиком, но на этапе проектирования можно оценить момент инерции. Анализ потока жидкости, проведенный в конструкции крыльчатого насоса, может многое рассказать о том, как он будет вращаться, с какой скоростью и к какой выходной энергии он приведет.Это может помочь инженеру решить, следует ли изменить конструкцию насоса с рабочим колесом, например, добавив дополнительные лопасти или удалив внешний кожух, если он не нужен.

CFD помогает визуализировать поток вокруг лопастей крыльчатки в центробежном насосе

Несмотря на то, что в эксплуатации они схожи, насосы, включая центробежные насосы и их рабочие колеса, имеют схожие конструктивные характеристики, что приводит к противоречивым областям применения. Теперь, когда разница между двумя механизмами турбомашин стала ясной, мы продолжим изучение того, как можно оптимизировать конструкцию турбины для применения в гидроэнергетике.

Оптимизация конструкции водяной турбины

Конструкцию гидротурбины можно адаптировать по-разному, чтобы приспособить ее к любым топографиям; океаны, пляжи, плотины или водопады и т. д. Везде, где есть вода в качестве источника, есть потенциал для извлечения энергии.

Узнайте, как компания Designcraft оптимизировала гидротурбину с помощью CFD, здесь

Проектирование новой турбины начинается с простой идеи, которая затем превращается в концепцию, требующую испытаний, прототипирования и оптимизации.Самый эффективный способ протестировать продукт перед созданием прототипа — использовать возможности моделирования, будь то структурный анализ (FEA) таких деталей, как лопасти гидротурбины, или вычислительная гидродинамика (CFD), чтобы оценить, как жидкость обтекает их. В основном тестирование производительности турбины основано на таких свойствах, как сила, входящая в турбину, скорость вращения лопастей, выходная мощность и скорость потока на выходе.

Физика водяных турбин

Чтобы рассчитать крутящий момент, воздействующий на водяную турбину, необходимо сначала оценить обмен импульсами.На рисунке ниже показана изогнутая лопасть с входом и выходом струйного потока под определенными углами. Следовательно, обмен импульсом происходит за счет изменения вектора скорости (направления).

Лопасть турбины

Второй закон Ньютона гласит, что сила — это просто изменение импульса, которое может быть изменением направления или скалярным изменением:

Рассчитав изменение импульса, можно рассчитать силы, действующие на лопатки турбины.

Шаг 1:

Найдите компоненты x и y вектора относительной входной скорости с помощью тригонометрии:

Шаг 2:

Найдите компоненты x и y вектора относительной скорости на выходе (скорость на выходе):

Шаг 3:

Найти силу обмена между реактивным потоком и лопаткой турбины в направлении x.Сила равна массовому расходу, умноженному на изменение скорости в направлении x. Более того, чтобы вычислить массовый расход, мы должны умножить плотность жидкости на площадь поперечного сечения струйного потока, а затем на скалярное значение входной скорости:

Шаг 4:

Найдите силу, которой обмениваются реактивный поток и лопатка турбины в направлении оси Y, повторив тот же процесс, что и в шаге 3:

Шаг 5:

Чтобы найти полную силу, приложенную к лопатке турбины, мы должны вычислить результирующую силу:

Чтобы найти угол наклона (α) равнодействующей силы:

Как рассчитать относительную скорость

Во время работы турбины лопасти вращаются вокруг оси с определенной скоростью. Для расчета эффективной силы, действующей на лопасти, необходимо рассчитать относительную скорость набегающей струи. Расчет должен определить величину и направление относительной скорости с использованием метода треугольника скоростей.

Треугольники скоростей

U: скорость лопасти
Va1-in: абсолютная скорость входящего струйного потока
Va2-out: абсолютная скорость выходящего струйного потока
V1rel-in: относительная скорость входящего струйного потока, которая является суммой U и Va1-входные векторы скорости
V2rel-in: относительная скорость выходящего струйного потока, которая является суммой векторов скорости U и Va2-выхода

Выходная мощность

Движущая сила турбины:

Расчет эффективности водяной турбины

Чтобы рассчитать КПД водяных турбин, мы должны найти отношение выходной мощности к кинетической энергии движения.

Единицы СИ
Сила (: (Н)
Плотность (: (кг/м3)
Площадь поперечного сечения струи (Ac): м2
Скорость: м/с
Углы: градусы
Массовый расход: кг/м3 с

Заключение

В качестве введения в турбомашины теперь должно быть ясно существенное различие между турбинами и насосами; поскольку турбины используются для создания энергии из движения жидкости, а насосы используются для создания движения жидкости с использованием энергии. Для расчета эффективности водяной турбины требуется множество физических уравнений, в том числе отношение выходной мощности ее лопастей к кинетической энергии движения.Используя эти результаты, можно оптимизировать конструкцию гидротурбины или сравнить ее с другими типами турбин, чтобы выбрать наиболее подходящую для конкретного применения. Хотя упомянутые законы, расчеты и уравнения в некоторых случаях имеют многовековую историю, они по-прежнему актуальны сегодня и позволяют создавать проекты, которые будут определять будущее. А благодаря новым методам, таким как моделирование и автоматизированное проектирование, инженеры получают более простые, интуитивно понятные и более эффективные инструменты, которые они могут использовать в процессе проектирования.

Хотите узнать больше о турбомашинах? Прочтите статью о том, как компания American Wind оптимизировала свою микроветряную турбину с помощью CFD.

 

---

SEC.gov | Порог частоты запросов превысил

Чтобы обеспечить равный доступ для всех пользователей, SEC оставляет за собой право ограничивать запросы, исходящие от необъявленных автоматических инструментов. Ваш запрос был идентифицирован как часть сети автоматизированных инструментов, выходящих за рамки приемлемой политики, и будет управляться до тех пор, пока не будут предприняты действия по объявлению вашего трафика.

Пожалуйста, заявите о своем трафике, обновив свой пользовательский агент, включив в него информацию о компании.

Чтобы ознакомиться с рекомендациями по эффективной загрузке информации с SEC.gov, включая последние документы EDGAR, посетите сайт sec.gov/developer. Вы также можете подписаться на получение по электронной почте обновлений программы открытых данных SEC, включая передовые методы, которые делают загрузку данных более эффективной, и улучшения SEC.gov, которые могут повлиять на процессы загрузки по сценарию. Для получения дополнительной информации обращайтесь по адресу opendata@sec.правительство

Для получения дополнительной информации см. Политику конфиденциальности и безопасности веб-сайта SEC. Благодарим вас за интерес, проявленный к Комиссии по ценным бумагам и биржам США.

Идентификатор ссылки: 0.5dfd733e.1642067742.996b799a

Дополнительная информация

Политика безопасности Интернета

Используя этот сайт, вы соглашаетесь на мониторинг и аудит безопасности. В целях безопасности и для обеспечения того, чтобы общедоступные услуги оставались доступными для пользователей, эта правительственная компьютерная система использует программы для мониторинга сетевого трафика для выявления несанкционированных попыток загрузить или изменить информацию или иным образом нанести ущерб, включая попытки отказать в обслуживании пользователям.

Несанкционированные попытки загрузки информации и/или изменения информации в любой части этого сайта строго запрещены и подлежат судебному преследованию в соответствии с Законом о компьютерном мошенничестве и злоупотреблениях от 1986 г. и Законом о защите национальной информационной инфраструктуры от 1996 г. (см. Раздел 18 USC §§ 1001 и 1030).

Чтобы обеспечить хорошую работу нашего веб-сайта для всех пользователей, SEC отслеживает частоту запросов на контент SEC. gov, чтобы гарантировать, что автоматический поиск не повлияет на возможность других получить доступ к SEC.содержание правительства. Мы оставляем за собой право блокировать IP-адреса, отправляющие чрезмерные запросы. Текущие правила ограничивают количество пользователей до 10 запросов в секунду, независимо от количества компьютеров, используемых для отправки запросов.

Если пользователь или приложение отправляет более 10 запросов в секунду, дальнейшие запросы с IP-адреса(ов) могут быть ограничены на короткий период. Как только количество запросов упадет ниже порогового значения на 10 минут, пользователь может возобновить доступ к контенту в SEC.правительство Эта практика SEC предназначена для ограничения чрезмерных автоматических поисков на SEC.gov и не предназначена и не ожидается, что она повлияет на отдельных лиц, просматривающих веб-сайт SEC.gov.

Обратите внимание, что эта политика может измениться, поскольку SEC управляет SEC.gov, чтобы обеспечить эффективную работу веб-сайта и его доступность для всех пользователей.

Примечание: Мы не предлагаем техническую поддержку для разработки или отладки процессов загрузки по сценарию.

Газовые турбины открытого цикла | IPIECA

Последнее рассмотрение темы: 1 февраля 2014 г.

Газовая турбина представляет собой двигатель внутреннего сгорания, который работает с вращательным, а не возвратно-поступательным движением.Газовые турбины состоят из трех основных компонентов: компрессора, камеры сгорания и силовой турбины. В секции компрессора воздух всасывается и сжимается до 30-кратного давления окружающей среды и направляется в секцию камеры сгорания, где топливо вводится, воспламеняется и сжигается. Камеры сгорания могут быть кольцевыми, кольцевыми или силосными. Кольцевая камера сгорания представляет собой единую непрерывную камеру в форме пончика, которая окружает турбину в плоскости, перпендикулярной воздушному потоку. Кольцевые камеры сгорания аналогичны кольцевым камерам сгорания, однако они включают в себя несколько камер сгорания в форме банок, а не одну камеру сгорания. Кольцевые и кольцевые камеры сгорания основаны на технологии авиационных турбин и обычно используются для приложений меньшего масштаба. Силосная камера сгорания имеет одну или несколько камер сгорания, установленных снаружи корпуса газовой турбины. Силосные камеры сгорания обычно больше, чем кольцевые или кольцевые камеры сгорания, и используются для более масштабных операций.

Компрессор, камера сгорания и турбина соединены одним или несколькими валами и вместе называются газогенератором или газовой турбиной. На рисунках 1 и 2 [JR1] ниже показаны типовая конфигурация и схема газотурбинного генератора.

 

Рис. 1. Конфигурация газовой турбины открытого цикла

 

 

Рис. 2. Схема газовой турбины открытого цикла

Компрессор, камера сгорания и турбина соединены одним или несколькими валами и вместе называются газогенератором или газовой турбиной. На рисунках 1 и 2 [JR1] ниже показаны типовая конфигурация и схема газотурбинного генератора.

 

Рис. 1.Конфигурация газовой турбины открытого цикла

 

 

Рис. 2. Схема газовой турбины открытого цикла

Уровень развития технологии

Имеется в продаже?:	Да
Морская жизнеспособность:	Да
Модернизация существующего месторождения?:	Да
Опыт работы в отрасли:	5-10

Ключевые показатели

Выбросы

Область применения:	Типовые турбины мощностью 5–375 МВт продаются различными производителями с более высоким КПД для более крупных моделей.Турбины меньшего размера обычно используются для морских установок из-за меньшего веса
Эффективность:	35–40 %, потенциально до 46 % (см. альтернативы)
Ориентировочные капитальные затраты:	389 долл. США/кВт (долл. США, 2005 г.) [3]. Аварийные энергоблоки, как правило, имеют более низкий КПД и более низкие капитальные затраты, в то время как турбины, предназначенные для основной мощности, имеют более высокий КПД и более высокие капитальные затраты
Ориентировочные эксплуатационные расходы:	В зависимости от размера турбины общие нетопливные затраты на эксплуатацию и обслуживание варьируются от 0.0111 $/кВтч для турбины мощностью 1 МВт до 0,0042 $/кВтч для газовой турбины мощностью 40 МВт
Описание типового объема работ:	ПГ напрямую связаны с эффективностью газовой турбины. Новые машины обычно более эффективны, чем старые машины того же размера и общего типа, и поэтому производят меньше выбросов углекислого газа. Типичные выбросы углекислого газа от газовой турбины мощностью 40 МВт без рекуперации тепла и при КПД 37% составляют 1. 079 фунтов/МВтч [ссылка 4].
Время на проектирование и монтаж:	Несколько месяцев на проектирование и от нескольких недель до нескольких месяцев на строительство. Это также сильно зависит от местоположения и размера. Более крупные устройства в более удаленных местах могут занять намного больше времени

Драйверы принятия решений

Технический:	Занимаемая площадь: требуется размер, вес, площадь участка Профиль нагрузки установки должен быть относительно стабильным Турбины мощностью примерно до 50 МВт могут быть либо промышленными, либо модифицированными авиационными двигателями, в то время как более крупные установки мощностью примерно до 330 МВт предназначены для конкретных применений Для морских турбин ключевыми факторами являются оптимальный размер и высокое отношение мощности к весу, а также доступность, надежность и прочность. Также требуется решение для большой турбины с соответствующим резервом или меньшего количества турбин для конкретных применений
Рабочий:	Операторы должны быть обучены только работе с турбинами (обучение паровым системам не требуется) Зависит от цены топливного газа в сравнении с дополнительными капитальными затратами
Коммерческий:	Турбины большего размера работают с более высокой эффективностью, но не так эффективны, как система с комбинированным циклом.Негативное воздействие можно смягчить за счет использования альтернатив
Окружающая среда:	Зависит от приложения. Для газотурбинной электростанции мощностью 211 МВт [ссылка 5]: Капитальные затраты: от 400 до 700 долл. США/кВт Переменная ЭиТО – 29,9 долл./МВтч Фиксированная ЭиТО – 5,26 долл./кВтч

Дополнительные комментарии

Можно использовать различные виды топлива. Для большинства заводов предпочтителен природный газ, но можно использовать сжиженный нефтяной газ, газ нефтеперерабатывающих заводов, газойль, дизельное топливо и лигроин.Авиационные турбины и турбины с низким уровнем выбросов имеют более специфические требования к топливу.

Дополнительные комментарии

Можно использовать различные виды топлива. Для большинства заводов предпочтителен природный газ, но можно использовать сжиженный нефтяной газ, газ нефтеперерабатывающих заводов, газойль, дизельное топливо и лигроин. Авиационные турбины и турбины с низким уровнем выбросов имеют более специфические требования к топливу.

Высокоэффективные газовые турбины

Производитель	Модель	Эффективность простого цикла	Эффективность комбинированного цикла	Производимая мощность (простая) (МВт)
Альстом	GT24	40	58. 4	230,7
Мицубиси	M501J	41	61,5	327
Дженерал Электрик	7FA	38,5	58,5	216
Дженерал Электрик	LMS100	44	53,8	103
Сименс	SGT6-8000H	40	60,75	274
Сименс	SGT6-2000E	33.9	51,3	112
Хитачи	Н-25	34,8	50,3	32

Таблица 1. Модели высокоэффективных газовых турбин

Газовые турбины с интеркулером Aeroderivative

Системы промежуточного охладителя

работают над повышением эффективности за счет более высокой степени сжатия в зоне сгорания. Это достигается за счет разделения блока компрессора на две секции: компрессор низкого давления (LPC) и компрессор высокого давления (HPC). Всасываемый воздух сначала сжимается LPC, а затем направляется в промежуточный охладитель, где давление поддерживается постоянным, но температура снижается. Затем воздух проходит через HPC и направляется в камеру сгорания. Поскольку воздух в двигателе не может превысить заданную температуру из-за материала, используемого в турбине, традиционно существует ограничение на степень сжатия, поскольку сжатие газа увеличивает его температуру. Охлаждая воздух частично, но не теряя прироста давления, промежуточный охладитель позволяет произойти второму сжатию, позволяя воздуху в камере сгорания находиться в пределах температурных ограничений, но с гораздо более высоким коэффициентом давления.Более высокое отношение заставляет турбину генерировать больше мощности при том же расходе топлива, что увеличивает общий КПД турбины.

Примером нововведений в области авиационных газовых турбин является турбина высокого давления (ТВД) мощностью 35–65 МВт, разработанная GE [ссылка 6]. LM6000 PG предлагает увеличение мощности простого цикла на 25 процентов по сравнению с его предшественником. Применение этих турбин включает нефтегазовые платформы, университетские когенерационные системы и установки комбинированного цикла в промышленных парках.Эти турбины предназначены для работы на частичной мощности, выдерживают перепады напряжения и обеспечивают более быструю диспетчеризацию.

Операционные вопросы/риски

Газовые турбины представляют собой сложные высокоскоростные компоненты с жесткими допусками по размерам, работающие при очень высоких температурах. Компоненты подвержены множеству потенциальных проблем. К ним относятся ползучесть, усталость, эрозия и окисление с повреждением от удара, возникающим в случае отказа компонентов или после технического обслуживания. Ползучесть может в конечном итоге привести к отказу, но вызывает наибольшую озабоченность из-за изменений размеров, которые она вызывает в компонентах, подверженных нагрузке и температуре.Основной частью технического обслуживания является проверка размеров и допусков. Усталость вызывает особую озабоченность в областях концентрации напряжений, таких как основания лопаток турбины. Таким образом, регулярная проверка и техническое обслуживание являются обязательными, особенно для газовых турбин, работающих в суровых условиях, таких как морские установки [Ссылка 7]. Это будет включать в себя электрические системы и системы управления в дополнение к самой газовой турбине.

 

 

Возможности/экономическое обоснование

Общей тенденцией развития газовых турбин является сочетание более высоких температур и давлений.Хотя такие усовершенствования увеличивают стоимость производства машины, более высокая стоимость с точки зрения большей выходной мощности и более высокой эффективности обеспечивает чистые экономические выгоды. Промышленная газовая турбина представляет собой баланс между производительностью и стоимостью, что приводит к созданию наиболее экономичной машины как для пользователя, так и для производителя. Применение в нефтяной и газовой промышленности включает трубопроводные компрессорные станции природного газа в диапазоне 800–1200 фунтов на квадратный дюйм (5 516–8 274 кПа), требуется сжатие, а также перекачка сырой и очищенной нефти по нефтепроводам. Турбины мощностью примерно до 50 МВт могут быть либо промышленными, либо модифицированными авиационными двигателями, в то время как более крупные агрегаты мощностью примерно до 330 МВт предназначены для конкретных целей. Для электроэнергетических приложений, таких как крупные промышленные объекты, газовые турбины простого цикла без рекуперации тепла могут обеспечить пиковую мощность в районах с ограниченной мощностью, а коммунальные предприятия часто размещают газовые турбины мощностью от 5 до 40 МВт на подстанциях для обеспечения дополнительной мощности и сети. служба поддержки. Значительное количество систем ТЭЦ с простым циклом на основе газовых турбин эксплуатируется в различных областях, включая добычу нефти, химическую промышленность, производство бумаги, пищевую промышленность и университеты.

Отраслевые примеры

Высокоэффективные газовые турбины

Новая линейка высокоэффективных газовых турбин относится к классу H и в настоящее время производится несколькими производителями. После обширного процесса проверки GE установила свою модель 9H в заливе Баглан в 2003 году. Эта новая модель повысила эффективность, позволив увеличить температуру обжига на 200 ° F (93,3 ° C) по сравнению с предыдущими моделями, потенциально достигая 2600 ° F. (1426,7 °С). С тех пор электростанция надежно обеспечивает до 530 МВт в национальную сеть Великобритании, работая с эффективностью более 60% (как часть системы комбинированного цикла) [Ссылка 8].

Другой производитель, Siemens, провел испытания своей модели класса H, SGT5-8000H, при полной нагрузке в Ингольштадте, Германия, в 2008 г. Эффективность газотурбинной установки составила 40 %, и она была частью системы с комбинированным циклом, достигшей мирового рекордная эффективность 60,75% [ссылка 9]. Эта станция поставляет электроэнергию в сеть Германии с момента завершения периода испытаний, и все это с той же эффективностью.

Системы, которые действительно демонстрируют все новые корректировки, которые могут быть сделаны для повышения эффективности, в настоящее время представляют собой только эти турбины класса H, которые имеют очень большую площадь основания и заявленную мощность 375 МВт и выше. Однако технологии, лежащие в основе турбин класса H (усовершенствованные материалы, улучшенное охлаждение и т. д.), доступны и в небольших системах. Эти случаи были выбраны, чтобы проиллюстрировать, что все они эффективны и работают.

Авиационные газовые турбины с промежуточным охладителем

Компания GE выпустила LMS 100, чрезвычайно высокоэффективный авиационный двигатель. Работая с КПД до 44% при полной базовой нагрузке, он вырабатывает более 100 МВт после 10-минутного запуска. Генераторная станция Groton в Южной Дакоте была первой станцией, на которой начали использовать LMS100, и она успешно работает с 2006 года [ссылка 10].Эта технология, которая в настоящее время доступна от GE, является самой новой и наименее протестированной технологией, описанной здесь. Однако, благодаря успешному первоначальному тестированию и чрезвычайно высокой эффективности для простого цикла, это важная альтернатива для рассмотрения.

 

Каталожные номера:

1. Морские газовые турбины (и основное приводное оборудование), инструкции по целостности и проверке, ESR Technology Lts, для Руководства по охране труда и технике безопасности, 2006 г. , исследовательский отчет 430.
2. Дэвис, Л.Б., и С.Х. Чернить. «Системы сухого сгорания с низким содержанием NOx для газовых турбин GE для тяжелых условий эксплуатации». Дженерал Энерджи. н.п., н.д. Веб. 26 июля 2013.
3. Технологии производства электроэнергии. Новинки. стр.59. ISBN 9780080480107
4. Характеристика технологии: газовые турбины, энергетический и экологический анализ (ICF), декабрь 2008 г.
5. Отчет о затратах, данные о затратах и ​​производительности для технологий производства электроэнергии, подготовленный для Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, Black & Veatch, февраль 2012 г.
6. Aeroderivative Technology: Более эффективное использование технологии газовых турбин, Wacke, A, General Electric, ПРОЕКТ — 2010 — 15 января.
7. Уолл, Мартин, Ли Ричард и Фрост, Саймон. Инструкции по целостности и осмотру морских газовых турбин (и основного приводного оборудования). Отчет об исследованиях, 430, ESR Technology Ltd для руководства по охране труда и технике безопасности, 2006 г.
8. «Электростанция Baglan Bay, Кардифф, Уэльс, Великобритания». Журнал власти. Июль Август. Лучшие растения (2003 г.): 45-47
9. Сименс.«Высокопроизводительная газовая турбина Siemens серии SGT-8000H класса H: Power-Gen International 2011 — Лас-Вегас, Невада». www.energy.siemens.com. 15 декабря 2011 г. Интернет. 26 июля 2013.
10. Реале, Майкл Дж. и Джеймс К. Прочаска. «Новая высокоэффективная газовая турбина простого цикла — GE LMS100». . Комитет по промышленному применению газовых турбин, 14 октября 2005 г. Интернет. 29 июля 2013 г.

НЕКОТОРЫЕ ОПЫТЫ С ЦЕНТРОБЕЖНЫМ НАСОСОМ С ПРИВОДОМ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ В СТАНЦИИ СВ. ОТДЕЛ ВОДЫ ЛУИ на JSTOR

Перейти к основному содержанию Есть доступ к библиотеке? Войдите через свою библиотеку

Весь контент Картинки

Поиск JSTOR Регистрация Вход

• Поиск
  • Расширенный поиск
  • Поиск изображений
• Просматривать
  • от Субъекта
  • по названию
  • от Коллекции
  • от издателя
• Инструменты
  • Рабочее место
  • Анализатор текста
  • Серия JSTOR Understanding
  • Данные для исследований

О Служба поддержки .