DSC01576

J. Samochodowe silnUcf turbospalinowe

Dragim sposobom zmniejszenia zużycia paliwa jest uzyskanie moźliwieH sprawności poszczególnych zespołów składowych. Wpływ sprawności sprężarfc^l biny na sprawność cieplną silnika turbospal i nowego (bez wymiennika depfcy j- • stawiono na rys. 12. z którego widzimy, że sprawność cieplna gwałtownie niąffM spadkiem sprawności poszczególnych zespołów. Poprzednio omówiliśmy p_rx.!• nieuniknionego spadku sprawności małych silników turbospalinowych w ^! do jednostek dużych. Ponieważ w małych silnikach sprawności sprężarki i _iv' • j są 5    10% mniejsze od sprawności dużych silników lotniczych, nie trudno

zumieć przyczynę małej sprawności ogólnej. Z powyższego wynika, że data aprj^M

U TtMtie*¹ mnanoicl cteplmf nw»«wtiwwPMru ad WiwnoSui wrw» (Mj)¹

poszczególnych zespołów jest warunkiem koniec-''j rozpowszechnienia sic silników turbospŁUn^l w pojazdach mechanicznych. Nawet znacase J| lepszenie sprawności zespołów składowych, należy się niewątpliwie spodziewać w wynlbJ wadzonych prac. nie rozwiązuje zagadnienia ko:>J nego zmniejszenia zużycia paliwa.

Najlepszym rozwiązaniem tego zagadnienia -j dzie prawdopodobnie sposób trzeci — zMtn%J wymiennika ciepła. Ze względu na mały spręż sinikach samochodowych spadek Ciśnienia w tarfe/j jest niewielki, a stąd niewielki jest też spadek tJ peratury będący funkcją spadku ciśnienia, ftu duje to wysoką temperaturę na wylocie z turfej 1 odpływ znacznych ilości oiepła do otoozenU.|g stosowanie wymiennika ciepła umożliwia oy kanie znacznej części tego ciepła, o czym wspois*! liżmy już na wstępie niniejszego rozdziału tryi J Praktyczna realizacja tego sposobu napotyka U I

___    n&k na znaczne trudności. Po pierwsze potnąwl

jest znaczna powierzchnia wymiany ciepła pmńŁl aoosoaaym zachowaniu możliwie małego spadku ciśnień. Trzeba wiec poiósJ gdjgŚMBą powierzchnię cienkiej blachy lub rurek w małej przestrzeni nie daga! frjgjłP do powstania niekorzystnych załamań, zakrzywień lub przewężeń ze J i Braty ciśnienia. Jest to w praktyce zagadnienie trudne, dotychczas L-ł sposób zadowalający. Po drugie jeżeli nawet zostanie opracoof I ss skuteczną wymianą ciepła przy małych stratach ciśnienia, tssj naprężenia cieplne, powodujące uszkodzenia. Można temu łam ai I

____ odpowiednio poszczególne części, ale powoduje to zwiękneaxa| I

Ib podstawie badań przeprowadzonych nad wymiennikaa et I taiij ml do silników typn Rover, można przypuszczać, że w ml pMNtaną konstrukcje spełniające w znacznym stopniu poetaa

Mir tnisUijami 111 się stosunku ciśnień na początku i końcu rozprężania^Ł jjlkłSP liczby obrotów spadek temperatury w turbinie będzie oaM —jnjlsu,j temperatury gazów. Dlatego temperatura przy wytodtc* psaleje. a tonipfisiui ii powietrza w wymienniku ciejśa wzrasta o warto#*! przy wlocie do turbiny.

HSptP*    stopień odzyskiwania ciepła przy małych mocach jest

■■Mk- Jtobry wymiennik ciepła może zmniejszyć do połowy zażycie ^ pitnej mocy. a do jednej trzeciej przy mniejszym obmążesis-^' wmuiliż wynika, że sbśdwym środkiem zaradczym na duże n**'

linsinł Wa

wiotkim sprawa odpowiedniego wymiennika wstrzymuje obecnie szersze zasto-sowanie tyoh silników w samochodach.

Dalsze trudności konstrukcyjne i produkcyjne omówione zostaną w przeglądzie głównych części.

V. MATERIAŁY I KONSTRUKCJA GŁÓWNYCH ELEMENTÓW 1. Materiały konstrukcyjne

Większa część elementów składowych silnika turbospalinowego pracuje w wysokich temperaturach, przy znacznych naprężeniach i w silnie utleniającym ośrodku. Wskutek istnienia specjalnych warunków pracy powstało szereg specjalnych wymagań odnośnie materiałów w silnikach turbospalinowych, a przede wszystkim na łopatki turbin. Dla scharakteryzowania materiałów na łopatki turbiny i inne bardziej oboiąione elementy wymaga się oprócz zwykłych danych wytrzymałościowych uzyskanych % krótkotrwałych badań (R_r, Q_t, A, U, H_B itp.) jeszcze wielu innyoh danych, a mianowicie dotyczących pełzania, relaksacji, korozji, erozji, kruchości cieplnej, zmęczenia i zdolności do tłumienia drgań przy odpowiedniej wytrzymałości trwałej.

Pełzaniem nazywamy występowanie narastających z biegiem czasu, trwałych odkształceń pod wpływem stałych naprężeń. Relaksacją nazywamy proces pełzania materiału przy zmniejszających się z biegiem czasu naprężeniach; oba te zjawiska występuj ą w wysokich temperaturach. Erozja materiału polega na jego zużyciu wskutek działania strugi i np. łopatki turbin i sprężarek podlegają erozji pod wpływem uderzeń twardych cząsteczek unoszonych w gazie.

Stosowane w początkowym okresie rozwoju turbin spalinowych stale ognioodporne zostały zastąpione (szczególnie w zastosowaniu do elementów pracujących w wysokich temperaturach) przez specjalne stopy o osnowie: a) kobaltowej, b) nikło wo-chromowej i o) niklowo-chromowo-kobaltowej. W tablicy 1 podano przeciętny skład chemiczny przykładowych stopów.

TtbUea l. Przykłady (kładu chemicznego stopów specjalnych

Podstaw*	Step przy-				Skład chemiczny w			%
stopu	kładowy	Cr |	MO	Co	i Ni	Nb'?	w |	c	Renta
a	VitaUura	J6.0 i	6,0	CM				u	gj
b	Ntmome m		_		jOfe.70,0			maxt,l	Fe-mar S% ■n-u+n Al-M-rłA*-a - uz i.a% Mb-zmut 1.*%,
a	G. 11 B	IM 1	U	10,9	18,0 ]	M	u [	M	Ma-64% SI-14% It-rtMa

^ł) Rh - Wob zwany jest też Cotumbem - Cb.

2. Konstrukcja głównych elementów

Jedną z głównych zalet silników t urboapali nowycb Jest prostota konstrukcji, a więc mała liczba prostych zespołów składowych, którymi są: sprężarka, komom spalania, turbina, instalacja elektryczna, instalacja siejowa, nnąitssnti do p ida paliwem z regulacją oraz przekładnia do napędu dwóch ostatniej onądteń. Przy zastosowaniu obiegu z regeneracją doliczyć należy jeszcze wymiennik ciepła, nafta-