DSC01592

ttyn -30-18. jwińowałńwe i dwuwalow* układy tllnlkdw turbo-npoiInowvch : N    »pitł*ik«, U' - wtryskiwać*. K - komora *pn-

lunta, f —- turbina, W w\młeoitłk ciepła, N — untądzenie pobierane* moc, iwłek«v n — tiUkłe ciśnienie, w — wysokie ciśnienie

Układ bez wydzielonej turbiny napędowej wyróżnia się brakiem turbiny. służącej tytko do wykonywania pracy użytecznej na zewnątrz silnika. Liczba turbin Jest równa liczbie sprężarek oraz liczbie walów łączących turbiny ze sprężarkami Układ stosowany jest zwykle jako jednowałowy lub dwu wab wy. Układ jednowałowy tworzy Jedna turbina osadzona na wspólnym walc zc sprężarką. Nadwyżka mocy turbiny nad mocą zużywaną na napęd sprężarki oddawana jest na zewnątrz. 7.c względu na prostotę układ taki stosowany jest w silnikach o malej mocy do napędu sprężarek, prądnic, pomp przeciwpożarowych łtp. najczęściej przenośnych urządzeń Układ jednowałowy do celów trakcyjnych nic nadaje się ze względu na gwałtowny spadek mocy i spadek do zera momentu obrotowego przy zmniejszaniu prędkości obrotowej wirnika turbiny (rys. 34M9 oraz 30-20). Układ dwuwalowy dwuspręzarkowy, w którym turbina wvsnkicgo ciśnienia napędza sprężarkę wysokiego ciśnienia, a' turbina niskiego ciśnienia napędza sprężarkę niskiego ciśnienia i oddaje moc na icwnątrz silnika, stosowany w silnikach lotniczych dużych mocy. Jest zbyt skomplikowany dla silników sarnocbodowych.

Rys. 3V-I0. Moment obrotowy w lalemoKct od prędkości obrotowej / — Klinik spalinowy /. wy• diieloita turbina napędowa. — turbina parowa, j — tłokowy Klinik spalinowy.    — jednowalo-

wy Klinik turbo*palmowy

Układ z wydzieloną turbiną ma co najmniej jedną turbinę napędową, która oddaje tylko moc na zewnątrz silnika, zaś przynajmniej jedna turbina w układach dwu wał owych, a dwie turbiny w układach trzywałowych napędzają tylko •piętarkl. Układy trzy wałowe odznaczają się bardzo cennymi własnościami trakcyjnymi, lecz zc względu na skomplikowanie hudowy silnika opłaca się Je stosować wyłącznie przy tnactnic wyższych minach niż. wymagane od silników MftMchodowyc h.

W układzie dwuwałowym jednosprężarkowym turbiny mogą być wbudowane równolegle lub szeregowo. W układzie równoległym spaliny przepływają z komory spalania jednocześnie d«i dwó» h turnin, z których jedna jest turbiną napędową, czyli oddaje moc na zewnątrz silnika, podczas gdy druga wiWM napędza sprężarkę. Rozdzielenie strumienia

H/Kft

spalin na gggg tuihtny celowe Jest jedynie przy dużym n*tętentu przepływu, a więc w zakresie większej mocy niż wymagana od silników samochodowych. W układzie dwu-wńtowym (szeregowym spaliny z komory spalania przepły-wwią SE turbiny wysokiego ciśnienia, a następnie do turbiny MlSaga ciśnienia. Jedna turbina napędza sprężarkę, a druga ■B moc na zewnątrz silnika. Turbiną napędową mole

być zarówno turbina niskiego ciśnienia, jak i wyiak** ciśnienia.

Din układów z wydzieloną turbiną napędową jako załm, można przyjąć, że czym większa część pracy sprężania kazywana Jest z turbin niskiego ciśnienia, tym przy nfśjy. nycn obciążeniach wyższa jest temperatura spalin przed t*. mną wysokiego ciśnienia i wyższa sprawność silnika. Jedn-,. cześnic warunki pracy silnika zbliżają się bardzo do grao*. pracy niestatecznej, której przekroczenie jest niedopon. czalnc. Samochodowe silniki turbospalinowe budowane ^ z reguły w układzie dwuwałowym szeregowym z wydzielon* turbiną napędową niskiego ciśnienia, wydzielenie tuittny napędowej w układzie dwuwałowym jednosprężarkowym całkowicie zmienia właściwości trakcyjne silnika (rys,$${g oraz 30*20), (ilówna różnica w stosunku do układu jedno**. Inwcgo polega na tym, żc prędkość obrotowa turbiny nip*, dowej nie ma wpływu na prędkość obrotową zespołu turbina, -sprężarka. Turbina napędowa może pracować przy Miny* pulsowaniu prędkości obrotowej, podczas gdy zespól turbina, •sprężarka pracuje ze znamionową prędkością obrotową Pozwala to na osiągnięcie dużego momentu obrotowego przy ruszaniu pojazdu z miejsca i niewielkiej szybkości jady W układzie z wydzieloną turbiną napędową moment obm-towy w czasie ruszania pojazdu jest zwykle 2. .3 razy większy niż. moment obrotowy przy znamionowej prędkości obrotowej. Liczba biegów w skrzynce przekładniowej moi? być ograniczona w lżejszych pojazdach do jednego w przód i jednego wstecz, a w cięższych pojazdach do dwóch w przód

1    jednego wstecz. Silnik może bardzo szybko przyspieszać swój bieg w całym zakresie użytecznym prędkości obroiu-

wych. Krzywa mocy w funkcji prędkości obrotowej przebiega jeszcze bardziej płasko niż dii silnika spalinowego tłokowego.

Układ różnicowy wyróżnia «ę tym. że pomiędzy wałem napędowym silnika a wałem sprężarki wbudowany jest planetarny mechanizm różnicowy (rys. 39-17) Silnik różnicowy jednoturbinony powstaje przez po-

[,    _łączenie wału spre-

I Żarki z kołem słonecznym (wewnętn nym kołem pędzonym), wału turbiny z kołem pur-■ ścienionym (zewnętrznym kołem napędzającym), i wału napędfl-Hwego z koszem satelitów (kó! obiegowych mechanizmu różnicowego). Silnik różnicowy dwuturbtnowy powstaje przez związanie tnecha-nizntem różnicowym w klasycznym silniku dwuwałowym jednosprężarkowym walu napędowego turbiny napędzającej sprężarkę z turbiną napędową. Częściowe otwarcie zaworu upustowego między turbiną wysokiego ciśnienia, napędzającą sprężarkę a turbiną niskiego ciśnienia, pozwala na regulację momentu obrotowego. Przy pełnym otwarciu zaworu upustowego można osiągnąć przeciwny kierunek obrotu wała napędowego przy mocy sięgającej do 45% mocy znamionowej. Silnik działa wówczas jako hamulec. Pomimo korty-stnych własności trakcyjnych, silniki ■ turbinowe różnicowe nie zostały Jeszcze praktycznie zastosowane.

RyK. 30-20, Mm silnika w xalt-żnotcl ml prędkości obrotowej / —silnik n.p nil nowy z wydileloną turbina napędowa,

2    — tłokowy *llnlk spalinowy, .) — silnik dwuwalowy, dwiuprężarkowy, ./ -

jednowałowy Klinik turboK pall nowy

Układ z tłokową wytwornicą spalin jest to silnik spalinowy, tłokowy o zapłonie samoczynnym, doładowywany w takim stopniu, że moc jego wystarcza do napędu sprężarki. Przy ciśnieniu doładowania 5.. ,0 kG/cm* silnik opuszczają tt* liny o stosunkowo wysokim ciśnieniu, mogące zasilać wielostopniową turbinę napędową. W silniku turbospalinowym z tłokową wytwornicą spalin część przemian stanu czynnik* o wysokich temperaturach odbywa się w silniku tłokowym, stosunkowo łatwym do skutecznego chłodzenia. Do turbiny dopływają spaliny o dość niskiej temperaturze. Tlokows wy-

188