DSC01571

•to

J. Samochodowe silniki turbospalinowe

na wymagania stawiane silnikom samochodowym (małe wymiary, mały _cw. bodowa i obsługa ltp.) wykorzystywany jest tylko wymiennik ciepła (rys 6) w obiegach z wymianą i bez wymiany ciepła widoczne są tylko na krzywy,^'⁴' ! wadzania i odprowadzania ciepła. W przypadku zastosowania wymiennik* VI odcinek 2— 3 odpowiada podgrzaniu świeżo sprężonego powietrza w wy®<JS odcinek J — 4 — wywiązania ciepła w komorze spalania, odcinek 6 — 7 — ochw^l gazów wylotowych w wymienniku i 7 — ] — oddawaniu atmosferze nie wyfewSI nego ciepła.

Stopniem odzyskania ciepia o nazywamy stosunek Ilości ciepła pobranego jw I wietrze przy podgrzaniu od T_t do T₉ do ciepła, które zostałoby pobrane w waronkicłiH alnych. tzn. przy podgrzaniu od T_t do T+ Zakładając dla uproszczenia, że ciepło «Jjfl

Bib. ł. Sdmnat Iwtnite^aso ranlMUU mimc-ebatarso jUalrt tarbospallnowego s «rm!ta-nlkiem ciepła

we jest stałe można przedstawić stopią?] zyskania ciepła w sposób następujący: 1

T*~T_%

przyjęto

n_T * n_s ** 035    ti_K 13 (₃=fój

Wpływ wielkości stopnia odzyskania cjj na sprawność cieplną w zależności od silnika turbospali nowego przedstowicą j wykresie (rys. 0). Przy sporządzaniu wyfcj

(oznaczenia temperatur jak na rys. 3) 1 wykładnik adiabaty k « 1,4. Z przednia# nego wykresu wynika, że zastosowanie wymiennika ciepła umożliwia znacłM w I wytssenia sprawności cieplnej 1 znaczne obniżenie optymalnego sprężu. Na przy&i w przypadku przedstawionym na rys. 6 wskutek zastosowania wymiennika o e=n | HM| sprawność cieplna wzrasta z 20 do 28% przy jednoczesnym spadku ił Zastosowanie wymiennika ciepła daje jeszcze Inną korzyść, a miinni» ■■■Mllsępadek sprawności przy malejącym obciążeniu silnika. Użycie wymienni I ^WJU*^y’ dodatkowy ciężar, zwiększone wymiary zewnętrzne, pouit iMMr# znaczny spadek ciśnienia powietrza. Do zagadnienia zastosowania wynaal EME#⁸*** srrócimy jeszcze przy omawianiu trudności w budowie silników Mnl IjfljjpiPWyoii o małej mocy. Na rys. 7 pokazany jest schemat konstrukcyjnego™ samochodowego silnika turbospali nowego z wymiennikiem ciepła. HBphH**OŚĆ ogólna silnika turbospalinowego jest oczywiście iloczynem epnnśl I i sprawności mechanicznej

Vo^Vc'V_m

0prawnoóć mechaniczna wyraża tu bardzo nieznaczne straty na tarcie, bosi FSMsdniczym źródłem jest kilka łożysk tocznych (rzadko ślizgowych) i przekąsi iWiMto mechanizm6# pomocniczych oraz stosunkowo małe straty na napęd*! ebaaizmów pomocniczych.

IŁ STOSOWANE UKŁADY I ICH WŁAŚCIWOŚCI

Zwykły okład silnika torbospalinowego, w którym ta sama turbina dostana* inapędu sprężarki i pojazdu jest ze względu na swe właściwości zupełnie nie*

^M - ¹ ->    i ^    _!_Ł^_=_1_I_. _

KH

Ryn. 0. Ohnrnlttorystykłi MwnęŁrtn* silnika typu Turbomtca: i - krzywa mocy użytecznej; 2 - krzywa momentu obrotowaco

Rys. fi. Charakterystyki zewnetmw silników Tur. bomeca 1 Turbomtca ^iHoiuU" na tle krzywej *mi*n-ności oporów drofowyok. 1 - Turbenwea; 2 - rurka, mmt ^rtoutie"; 3 - opory drogo—

Jak wiadomo, w silnikach samochodowych bardzo ważną rolę odgrywa zmienność momentu obrotowego w zależności od liczby obrotów. Pod tym względem silniki z je-dnowałową turbiną nie odpowiadają potrzebom trakcji, ponieważ ze zmniejszeniem liozby obrotów lob moment obrotowy zamiast rosnąć maleje. Istnienie kilku konstrukcji tego rodzaju tłumaczy się tym, że były to maszyny próbne do rozwiązania szeregu zagadnień konstrukcyjnych i technologicznych oraz do przeprowadzenia potrzebnych doświadczeń; w większości przypadków powstały przez prostą przebudowę silników lotniczych małej mocy.

Otrzymanie odpowiedniej charakterystyki samochodowego silnika turbospalino-wego możliwe jest przy zastosowaniu jednego z opisanych niżej układów:

a)    z podwójną turbiną,

b)    sprężarki połączonej z turbiną 1 wałem napędowym za pośredniotwem przekładni planetarnej.

Układ z podwójną turbiną opisany był już na wstępie (rys. I), a mianowicie: część wysokoprężna turbiny napędza sprężarkę (pobierającą zwykle około 70% oałkowitej mocy), część niskoprężna turbiny daje moc użyteczną do napędu pojazdu (* 90% całkowitej mocy). Wskutek rozdzielenia turbiny na dwie części zespół składający się ze sprężarki i wysokoprężnej części turbiny może mleć liczbę obrotów niemal stałą i znacznie wyższą od turbiny napędowej. Może zatem utrzymywać prawie stałe oiń-nienie niezależnie od liczby obrotów turbiny napędowej, tsn. od prędkości jazdy samochodu. Liczbę obrotów wysokoprężnej części turbiny reguluje się ilością doprowadzanego paliwa, natomiast liczba obrotów części niskoprężnej dostosowuje się do momentu oporowego wynikającego z charakterystyki drogi i może zmieniać się od zera do maksimum. Z rys. 8, przedstawiającego zmienność momentu obrotowego i mocy określoną na podstawie pomiarów, w najnowszym silniku próbnym typu Tur-bomeca, widać, że silnik może być poważnie przeciążony bez obawy jego zatrzymania; w przypadku granicznym część niskoprężna turbiny staje, a moment obrotowy rośnie do wartości około trzykrotnie większej od wartości, jaką osiąga juty nominalnej liczbie obrotów.

Wyższość układu z podwójną turbiną nad układem z turbina Jednolitą widoczni Jest również wyraźnie na rys. 9, który przedstawia zmienność mocy w zależność o liczby obrotów, tzn. charakterystykę zewnętrzną wspomnianego poprzednio ffilolk Turb/mom    \ silnika Turbomeca —,.Artowie" (tej samej mocy) o »kł-