Почему может не включаться турбина — причины, сигналы. Как предотвратить поломку механизма
Опубліковано
Master наТурбина автомобиля является механическим агрегатом, поэтому можно с трудом избежать её неисправности. Одни поломки будут незначительными, а другие потребуют серьезного ремонтного вмешательства. Если не провести тюнинг турбины и её починку своевременно, неисправность повлияет на другие устройства автомобиля. В данной публикации мы расскажем о том, почему может не включаться турбина, раскрывая следующие тезисы:
- По каким признакам определить неисправность турбины.
- От чего зависит правильная работа турбины.
- Как предотвратить неисправности автомобильной турбины.
Признаки неисправности турбины автомобиля
Почему может не включаться турбина на авто? В первую очередь, следует обратить на первые сигналы, которые могут свидетельствовать о проблеме с турбиной. В них заключается и возможная причина неисправности.
Что могло происходить с турбиной до того, как она перестала включаться:
- Приборная панель авто подавала соответствующие сигналы. На устройстве есть пиктограммы, которые владелец машины хорошо знает и понимает их суть. Если один или несколько значков загорались желтым, оранжевым или красным светом, значит, это предупреждение. При сбое работы турбины нужно обратить внимание на такие значки:
- Если приборная панель не отображала проблему, то воздушный фильтр мог быть закупорен, оторван, или же заблокирован агрегат наддува;
- Были проблемы с давлением в системе наддува, а также зажимами, промежуточными охладителями;
- Происходил выброс из выхлопной трубы дыма синего цвета, особенно при сильном разгоне автомобиля. Такое явление бывает, когда масло сгорает, случайно попав в цилиндры мотора по причине его вытекания из турбокомпрессора;
- Выходили черные выхлопные газы из выхлопной трубы – ещё один признак поломки. Он говорит о том, что из-за утечки воздуха, в нагнетающих магистралях или в интеркулере сгорела обогащенная смесь. Дефекты турбокомпрессора также могут стать источником черного выхлопа;
- Выходил белый дым из выхлопной трубы. Основная причина – закупорка сливного маслопровода турбины;
- Увеличился расход масла, оставались следы подтекания масла на турбине и на патрубках воздушного тракта;
- Ухудшилась динамика разгона автомобиля;
- Был слышен шум при работе мотора. Причина – утечка воздуха между выходом компрессора и двигателем. Кроме шума, мог издаваться скрежет. При визуальной диагностике механизма, зачастую обнаруживаются трещины и другие деформации на турбокомпрессоре, а лопасти касаются краев трещин;
- Происходила утечка масла со стороны компрессора, если нарушилась исправность работы смазочной системы;
- Было низкое давление масла и плохое качество масла;
- Мотор работал неравномерно на холостом ходу, были замаслены свечи.
Что влияет на работу турбины
Мы рассмотрели причины и индикаторы, которые помогут разобраться в вероятной поломке. Но чтобы её избежать, следует рассмотреть основные факторы, которые влияют на правильную работу турбины. К ним относятся:
- Качественное масло. У данного продукта должны отсутствовать диспергирующе-стабилизирующие и солюбилизирующие характеристики. Простыми словами, масло должно быть предназначено именно для вашего двигателя. Для двигателей с турбонаддувом нежелательно использовать масло с присадками;
- Масляной насос. Если данный агрегат не обеспечивает нужное давление, то это приводит к нестабильному протоку масла между валом и подшипниками. Правильное прохождение смазочного флюида может повлиять и на охлаждение компонентов турбокомпрессора. То есть, масло с температурой уже 85 градусов по Цельсию, способно охладить целый механизм. Потому что температура выхлопных газов очень высокая и может достичь 700-900 градусов и выше.
Предотвращение неисправности
Теперь понятно, почему может не включаться турбина. Но чтобы таких инцидентов не происходило, лучше принять соответствующие меры.
Главная
Когда в дизельном двигателе пропадает тяга, искать причину следует в первую очередь в неисправности системы турбонаддува.
К снижению мощности ДВС могут привести поломки турбокомпрессора. Рассмотрим наиболее распространенные.
Поломка 1. Нет наддува воздуха. Турбоагрегат отключается сам или его КПД равен 0.
Проблема чаще встречается в дизельных турбинах с изменяемой геометрией. Чтобы точно определить повреждение, мастеру нужно сразу выяснить, как осуществляется управление агрегатом: вакуумом или электронным актуатором.
Турбины с электронным актуатором рекомендуем проверять только методом компьютерной диагностики. Диагностические приборы с высокой точностью выявят ошибки в работе регулятора и датчика давления наддува.
Если турбоустройство управляется вакуумом, то для выявления поломки подходят оба способа:
- визуальный осмотр и проверка всей системы механиком;
- диагностика с подключением компьютера.
Мастер проверяет:
- Показатели на датчике давления наддува, который измеряет уровень давления воздуха во впускном коллекторе. Может быть недодув или передув.
- Режим давления наддува и целостность специального клапана, управляющего геометрией и регулирующего режимы наддува. Если клапан неисправен, турбина попросту не включается или не выключается.
- Данные на датчике температуры впускного воздуха, поступающего в двигатель.
- Датчик атмосферного давления.
В случае выхода из строя турбоустройства показатели датчиков будут ниже или выше нормы. При слабом наддуве стоит проверить на герметичность систему впуска воздуха, а также вакуумный насос и вакуумные трубки во всем автомобиле.
Турбокомпрессор будет гнать воздух наружу, если:
- порван патрубок;
- треснул интеркулер;
- неплотно соединены детали и в местах их стыков есть зазоры.
Поломка 2. Механическая неисправность турбины дизельного двигателя.
При высоких нагрузках и большом пробеге автомобиля внутренние детали турбоагрегата изнашиваются:
- стираются и деформируются крыльчатки;
- увеличивается люфт оси;
- образуется нагар;
- происходит разбалансировка и др.
Эти проблемы существенно снижают производительность компрессора, и если их вовремя не устранить, турбина окончательно сломается и восстановить ее будет невозможно.
Поломка 3: Неисправная геометрия в турбине.
Проверить, как функционирует геометрия, несложно. На холостом ходу нужно отсоединить вакуумный шланг с привода пневмоклапана управления геометрией. В результате шток клапана сразу резко уходит вниз, а после присоединения шланга плавно поднимается одним движением. Если нет плавного хода штока вверх, значит, геометрия турбины дизельного двигателя вышла из строя.
Специалисты говорят: закисла или заклинила геометрия, а на самом деле изношен сам механизм.
В процессе работы устройство загрязняется: на поверхности деталей оседает сажа, образуется нагар, который мешает лопаткам нормально двигаться. Они периодически застревают в одном из положений, и турбина дает большее или меньшее давление воздуха. В результате – пропадает тяга.
Помочь в этом случае может разборка и чистка деталей. Какие есть методы чистки геометрии, вам всегда подскажут наши мастера.
Обратите внимание: Шток клапана может не менять своего положения и по другой причине – если порвана мембрана в актуаторе. А причиной потери тяги в отдельных авто могут стать «выхревые» заслонки.
В любом случае, чтобы быстро выявить и надежно устранить причину поломки турбины дизельного двигателя, обращайтесь к профессионалам.
В автосервисе Turbo Magic вы всегда получите:
- полные и точные ответы на любые вопросы, связанные с турбинами;
- рекомендации по выбору и эксплуатации;
- качественный ремонт турбоагрегатов – быстро и недорого.
Вернутся к списку «Статьи и новости»
Где нас можно найти
- Сдать в ремонт или получить заказанную турбину можно по следующим адресам.
- Ремонт и установка турбин
- Только прием в ремонт
Работаем по Украине, СНГ
Отправить турбокомпресор на ремонт или получить купленную турбину можно через курьерские службы.
Подробнее
НАКОНЕЧНИКИ ДЛЯ ТУРБИН, № 3 в серии: убедитесь, что ваш план технического обслуживания ГТ включает вспомогательные (жидкостные) системы
Дэйв Люциер, PAL Turbine Services LLC относится к моделям General Electric Frame 5 K-LA и MP, ранним версиям 6B, 7B и 7C.
Вспомогательные системы газовой турбины требуют периодического обслуживания, чтобы гарантировать, что ваши двигатели достигают показателей готовности и надежности, необходимых для выполнения эксплуатационных задач предприятия и энергосистемы. Часто воспринимаются как должное и не обслуживаются регулярно следующие жидкостные системы:
- Смазочное масло и/или гидравлическое питание.
- Охлаждающие жидкости (охлаждающая вода).
- Топливо (газовое и жидкое), топливные форсунки и обратные клапаны.
- Воздух распыления (при жидком топливе).
- Воздух для охлаждения и уплотнения подшипников турбин.
- Управляющий воздух (при пневматическом управлении).
- Противопожарная защита (СО2).
Вспомогательные устройства, зависящие от этих систем, включают:
- Пуск дизельного двигателя.
- Гидротрансформатор.
- Кулачковая муфта.
- Храповое устройство ротора (или поворотный механизм).
- Топливный регулятор.
- Свечи зажигания и датчики пламени.
- Датчик контроля температуры GEMAC и 65EP.
- Топливные форсунки и соответствующие обратные клапаны.
- Блоки перекачки и обработки жидкого топлива.
- Отбор воздуха от компрессора (10 -й – к рециркуляции четвертой ступени).
Вот пример системной проблемы:
У пользователя возникли проблемы с надежностью гидравлического храпового механизма (механизм поворота ротора), показанного на рис. 1. Он не работал надежно во время запуска газовой турбины Frame 5L. Он часто не вращал ротор с «пусковым моментом», необходимым для помощи пусковым средствам (дизельному двигателю). Кроме того, он часто был ненадежен при остановке двигателя, когда требовалось равномерное охлаждение после выбега ротора до 0 об/мин.
Обратите внимание, что производитель оригинального оборудования рекомендует поворачивать ротор примерно на 15 градусов каждые три минуты, чтобы обеспечить равномерное охлаждение после запуска. Блок должен оставаться «на храповике» до тех пор, пока термопары турбинной секции и колесного пространства не упадут ниже 200F — обычно много часов.
В данном случае двигатель постоянного тока и насос (88HR) были проверены и признаны в хорошем рабочем состоянии (рис. 2). Также были испытаны четырехходовой секвенсорный клапан (20HR) , гидроцилиндр и пневматический приводной механизм. Глубина масла в отстойнике, питающем всасывание насоса, была подтверждена как достаточная.
Позже, когда была предпринята попытка запуска, операторы обнаружили, что коллектор смазочного масла, питающий опорный подшипник генератора, не закрывается, и это позволяет активировать реле давления 63QT . Таким образом, попытки запуска постоянно прерывались. Наконец, было предложено проверить фильтры системы смазочного масла. Они были забиты!
Обратите внимание, что производители фильтров обычно рекомендуют, чтобы картриджи, установленные в масляных системах, работали только в течение одного года.
Приведенный выше пример подчеркивает необходимость регулярной замены фильтров смазочного масла. Но старое выражение «никогда ничего не предполагать» хорошо подкрепляется: оно делает ASS из U и ME ! Регулярное (плановое) техническое обслуживание масляных фильтров позволило бы сэкономить несколько дней на поиске и устранении неисправностей, а также связанных с этим расходов на инженерно-технические услуги на месте.
По-видимому, не связанная с храповой системой, подача смазочного масла была недостаточной (иногда) для адекватного заполнения питающего отстойника.
Компания GE предоставляет владельцам/операторам некоторые полезные схемы трубопроводов вместе с краткими описаниями соответствующих устройств. Каждая жидкостная система описана на подробной схеме, которая включает список вспомогательных чертежей, а также объяснение сокращений и символов, используемых OEM.
Чертежи, на которые даны ссылки, полезны, поскольку они показывают, как работает данная система. Обычно можно «отследить» всю систему, чтобы выяснить, где установлены отдельные устройства. Другие могут быть знакомы с аналогичными чертежами системы P&ID.
Базовая конструкция аксессуаров для двигателей GE меняется от модели к модели. Например, база принадлежностей для Frame 5L во многих отношениях отличается от базы 5P. Точно так же, по конструктивным причинам, двухвальный привод компрессора типоразмера 3 будет устроен иначе, чем одновальный привод генератора. Рамы 5 имеют встроенные основания для принадлежностей; Двигатели Frame 7B, C и E, а также некоторые двигатели Frame 6B имеют отдельные основания для принадлежностей.
Первые документы , которые я ищу по прибытии на место работы, включают эти схемы. Моя философия заключается в том, что вы не можете исправить это, если вы не можете это найти. Кроме того, я хочу отследить схемы, чтобы найти компоненты и проверить их состояние в первый день.
Другим важным набором документов, которые необходимо иметь под рукой, являются спецификации управления, в частности настройки системы управления. Эти документы и графики производительности помогают узнать правильные настройки и регулировки вспомогательных систем до того, как пытаться запустить и эксплуатировать газовую турбину.
Важность соответствия ожиданиям в отношении доступности и надежности упоминалась в первом абзаце. Имейте в виду, что если главный переключатель панели управления установлен в положение удаленная позиция , считается, что силовая установка «доступна» для запуска при отправке. Надежность пуска является особенно важным показателем для агрегатов с автоматическим пуском. И, если на заводе предусмотрена функция запуска «неработающей шины», ожидается, что двигатель запустится, когда сетевое напряжение станет равным нулю.
Достижение этих целей невозможно, если регулярно и тщательно не проводится рекомендуемое техническое обслуживание вашей газовой турбины и вспомогательных (жидкостных) систем генератора. CCJ
о конструкции газотурбинного двигателя и крутящем моменте
Газовая турбина является разновидностью внутреннего сгорания
двигатель, который извлекает энергию непосредственно из сгоревшего горячего газа. Главный
отличие от паровой турбины в том, что мощность напрямую вырабатывается
из сгоревшего газа, а не из пара, кипящего сгоревшим газом.
Дизельные двигатели и бензиновые двигатели хорошо известны
движущая сила, обычно используемая вокруг нас, и газотурбинные двигатели могут не
знакомый нам. Но всем известный реактивный двигатель является своего рода газовой турбиной и
большинство вертолетов и винтовых самолетов приводятся в движение газовой турбиной, за исключением
для некоторых мелких типов. Другие транспортные средства, такие как Jetfoil, высокоскоростной корабль,
большинство культов, таких как эсминцы и крейсеры, приводятся в движение газом.
двигатель с турбиной. В производстве электроэнергии газовая турбина является основным источником энергии, особенно в
аварийного назначения и крупной энергетической установки. Совсем недавно
система когенерации для подачи тепла и электроэнергии распространяется в удобстве
магазин, больница и газовая турбина становятся для нас все более и более привычными.
Как это работает
Газовая турбина требует очень точного производственный процесс, но его основной компонент прост.
На приведенной выше схеме показаны три основных
компонентов, компрессора, камеры сгорания и турбины. Компрессор
обычно состоит из цилиндра в форме сердечника с множеством прикрепленных лопастей вентилятора.
рядами Вращение этих лопастей вентилятора с высокой скоростью сжимает воздух и
отправить его в камеру сгорания. В камере сгорания топливо впрыскивается в сжатый
воздух и загорелся. Затем сгоревший горячий газ высокого давления поступает в
секция турбины, вращает турбину и выхлопной газ
выпущено в атмосферу. Компрессор и турбина соединены напрямую
и поворачиваться как единое целое.
Большая часть энергии, вырабатываемой турбиной, используется для вращения
компрессор и остаточная мощность могут использоваться для привода генератора или насоса. В
реактивный двигатель, остаточная мощность используется в качестве тяги.
Поскольку эта газовая турбина имеет один вал в одном двигателе, она называется
«одновальный газотурбинный двигатель». Этот тип газовой турбины
не может вращаться на низкой скорости, потому что низкая скорость вращения компрессора
не может производить сжатый воздух под высоким давлением, что приводит к возгоранию
поломка и глохнет двигатель. Так одновальная газовая турбина обычно
применяется для производства электроэнергии, где не требуется регулируемая скорость.
В следующей схеме турбина разделена на две часть, каждая из которых может вращаться независимо. Компрессор и левая турбина вращаются как единое целое, и правая турбина вращается свободно.
Следовательно, выходной вал может остановиться во время двигатель работает и может запускаться на нулевой скорости, может вращаться на любой скорости. Эта газовая турбина имеет два отдельных вала и поэтому называется «двухвальной». газовая турбина» или «газовая турбина со свободным валом». Даже если выход вал остановлен, газогенератор (компрессорно-турбинная установка) может вращаться при полная скорость, газ под высоким давлением непрерывно подается и создается крутящий момент. Этот тип газовой турбины имеет высокий крутящий момент при низком скорость и сравнительно высокий КПД на низкой скорости, поэтому он подходит для приводить в движение автомобили и поезда.
В этом разделе показано соотношение крутящий момент-скорость. особенность газовой турбины.
На следующей схеме синяя линия показывает
соотношение между скоростью вращения и крутящим моментом двухвального газа
турбина. Реальный двигатель имеет несколько больший крутящий момент на низких оборотах, но
приближается к прямой линии. Кривая красного цвета показывает зависимость между
обороты и мощность двигателя.
Вертикальная ось представляет собой крутящий момент или мощность в процентах, а горизонтальная ось
это частота вращения двигателя в процентах. В точке (100 100) двигатель обеспечивает наилучшие
производительность. На этом графике показано, что когда частота вращения двигателя снижается до
60 %, крутящий момент двигателя увеличивается на 140 %, а когда частота вращения двигателя снижается до
40%, крутящий момент двигателя увеличивается на 160%. Если вы автомобильный орех и заинтересованы
в автомобильной технике, вы будете рваться к этому двигателю.
Поскольку мощность двигателя является произведением крутящего момента
и скорость, мощность двигателя сравнительно поддерживается на низкой скорости. В
Скорость двигателя 40%, мощность 60% сохраняется.
Этот символ выгоден для железнодорожных приложений, где
тяговое усилие незаменимо при старте или малой скорости. Дизели и
Ванкели, используемые в настоящее время в автомобилях, не имеют этого, и у них есть почти
постоянный крутящий момент независимо от частоты вращения двигателя. Это означает, что когда двигатель
скорость уменьшается, мощность двигателя уменьшается, как показано на следующей схеме.
Для этих двигателей требуется механическое или электрическое преобразователь крутящего момента для преодоления этого дефекта. Как упоминалось выше, два вал газовой турбины имеет функцию встроенного гидротрансформатора и даже Возможна одноступенчатая механическая трансмиссия с прямым приводом. На японском национальные железные дороги, Киха 391 прототип с турбинным двигателем был изготовлен и оснащен без крутящего момента. преобразователя, а в других округах у некоторых паровозов с турбиной не было гидротрансформатор или электрическая трансмиссия.
Неисправность двухвальной газовой турбины что увеличение его компонента и веса. Одновальная газовая турбина прост, так как выходной вал соединен с высокоскоростным вращающимся компрессор, имеет большую инерцию вращения, что приводит к хорошему стабильность скорости вращения. Это очень эффективно в производство электроэнергии, где постоянная скорость важна для поддержания частота. Следующая схема иллюстрирует взаимосвязь между крутящим моментом и скорость одиночного вала. Он очень отличается от двух валов двигатель, и это кажется очень неуместным для вождения транспортных средств.
Прочие характеристики
Самая отличительная особенность газовых турбин от Поршневые двигатели внутреннего сгорания — это количество газа, которое необходимо обработаны в том же объеме двигателя. Газовая турбина может обрабатывать большое количество газа в небольшом двигателе, что приводит к очень высокой удельной мощности. Ты можешь представить 500 кг газотурбинный двигатель объемом 2 кубических метра обеспечивает мощность 5000 л.с. ? В дизеле двигатель, размер будет таким же, как у большого грузовика. Даже современный электродвигатель мощностью 300 кВт, используемый в Синкансэн весит около 300 кг.
Эта картинка показывает газотурбинный двигатель мощностью 25000 кВт. Вы можете угадать размер двигателя, сравнивая человека, стоящего рядом с ним. Двигатель мощность 25000кВт, а не 2500кВт, и это не максимум выход, это непрерывный номинальный выход. Это гораздо мощнее чем общий набор поездов Синкансэн серии 500, состоит из 16 движущиеся автомобили. Для достижения этой цели производительность с другими двигателями, он будет размером со здание. Реактивный двигатель, используемый в «Джамбо «Джет» такой же большой. Вы можете настаивать на том, что двигатель «Джамбо» намного больше, но поскольку турбовентиляторный двигатель имеет большой воздушный винт вокруг сердечник двигателя, сам сердечник двигателя очень мал. Следующей особенностью газовой турбины является то, что она может использовать в качестве топлива многие легковоспламеняющиеся газы и жидкости. За например, бензин, дизельное топливо, керосин, спирт, природный газ, водород. Регенеративные виды топлива, такие как спирт и метан в последнее время привлекают значительное внимание, и газовая турбина хорошо подходят им.
|
Следующей особенностью является то, что газовая турбина может создавать большой крутящий момент на низкой скорости. Как упоминалось выше, это важная функция для управления транспортными средствами, которая устраняет сложные передачи и увеличивает ускорение. Следующая схема иллюстрирует это преимущество. Это сравнение крутящего момента и выходной мощности танковый дизель с турбонаддувом и трехвальная газовая турбина демонстрируя высокий крутящий момент газовой турбины при преимуществе низкой скорости.
Недавно высокая эффективность и легкий вес доступна электрическая трансмиссия, и это преимущество исчезает далеко в системе привода автомобиля, но удобно там, где простота и легкий вес являются важным фактором.
Следующее, что газовая турбина не вибрирует и не так шумно. Газовая турбина в основном производит высокочастотный шум и легко снижается глушителем. С другой стороны, дизельный двигатель производит много низкочастотного шума с сильной вибрацией и делает его трудно уменьшить шум. Вы можете ощутить эту разницу, когда кататься на реактивном самолете. Реактивное крыло с турбинным приводом не подвержено вибрации и менее шумно, но дизельная лодка сильно шумит и вибрирует. Турбина реактивный двигатель с двигателем хорошо заглушен, производит шум около 90-100 дБ на недалеко от корабля. Учитывая уровень выходной мощности 8000 л.с., можно сказать, что это бесшумный автомобиль. С другой стороны, Испытательный вагон японской национальной железной дороги с турбинным двигателем и прямым приводом Kiha391, выпуска начала 70-х был намного шумнее, что и производило шум более 120 дБ при запуске на полной мощности.
Другой особенностью является то, что газовая турбина потребляет меньше
смазочного масла, чем поршневой двигатель, и не требует большого
система охлаждения.
Обычно поршневые двигатели плохо запускаются в холодную погоду, но
газовая турбина в таком состоянии легко заводится и долго работает на холостом ходу
разогревать.
Газовая турбина экологически более безопасна, чем другие внутренние
двигатель внутреннего сгорания. Когда дизельный поезд отправляется на станции, станция
будет заполнен ядовитым сине-белым или черным дымом, и вы можете быть
трудно видеть и дышать. Представьте себе аэропорт, забитый дизельным топливом.
приводятся в действие большие самолеты, и вокруг будет сильное загрязнение воздуха.
аэропорт.
Что такое дефекты?
Самая серьезная проблема в том, что газовая турбина
потребляет много топлива, особенно в малом двигателе. При работе в
при частичной нагрузке КПД серьезно снижается. При полной нагрузке немного газа
турбины могут быть более экономичными, чем некоторые высокоскоростные дизельные двигатели.
но это не так при частичной нагрузке.
На следующем графике показана взаимосвязь между интенсивностью нагрева и мощностью
сила.
Когда выходная мощность снижается на 30%, тогда скорость нагрева почти удваивается.
На следующем графике показано изменение теплового КПД тепловоза и газотурбовоза класса 5000 л.с. Функция выходной мощности двигателя. Этот класс газовых турбин классифицируется поскольку средний размер и его эффективность частичной нагрузки относительно хороши, но еще хуже по сравнению с тепловозом особенно на малых Лошадиные силы.
И что еще хуже, газовая турбина потребляет
больше топлива, чем другие поршневые двигатели на холостом ходу. Как упоминается
выше, компрессор должен постоянно вращаться с высокой скоростью, чтобы обеспечить эффективное
сжатым воздухом для поддержания работы двигателя на холостом ходу. Когда газовая турбина
на холостом ходу турбина крутится на скорости 60% и более. Например, класс 1000 л.с.
газовая турбина должна крутиться со скоростью свыше 10000 об/мин, а если двигатель заглушить
на холостом ходу в течение одного часа он израсходует более 40 кг топлива, это количество
быть в четыре раза и более, чем у дизеля.
Это не так серьезно для высокоскоростных железных дорог, где долгое время
Крейсерская скорость на высокой скорости является обычным явлением, и требуется большая крейсерская мощность. Но
в обычном железнодорожном приложении время выбега намного больше, чем питание
время приводит к плохой экономии топлива. В плохих условиях расход топлива
может быть вдвое больше, чем у дизель-поезда. В американском тяжелом режиме
грузовой поезд, предполагается, что работа газовой турбины класса 5000 л.с.
увеличит расход топлива на 25% по сравнению с дизельным двигателем.
Другой аспект высокого расхода топлива заключается в том, что низкоскоростная работа газовой турбины ухудшает эффективность использования топлива. Такое случается даже в двухвальной газовой турбине, несмотря на высокий крутящий момент на малых оборотах. Турбина разработана для обеспечения наилучшей производительности при определенных условиях. скорость. Это называется «расчетной точкой». Когда турбина вращение с этой скоростью, а затем осевая нагрузка увеличивается, вращение скорость будет уменьшаться и уравновешивать скорость из-за уменьшения скорости турбины увеличивает его крутящий момент. При этом количество потребляемого топлива не сдача. Это отличительная разница между турбиной и Поршневой двигатель. В поршневом двигателе одинаковое количество топлива расходуется при каждом взрыве и тогда расход топлива пропорционален скорость вращения двигателя. Но газовая турбина сплошная двигатель внутреннего сгорания и количество впрыскиваемого топлива не зависит от скорость двигателя. Если крутящий момент турбины удваивается на половине скорости, проблема, но поскольку КПД турбины ухудшается при частоте вращения за пределами расчетной точки, крутящий момент турбины увеличивается не вдвое, а примерно в 1,5 раз. Это означает, что на этой скорости происходит потеря 25%.
Высокая стоимость двигателя также имеет значение барьер для железнодорожных приложений. Массовое производство газовых микротурбин может иметь конкурентное преимущество перед другими поршневыми двигателями, но 5000 л.с. стоимость газовой турбины класса в три-четыре раза выше, чем у сопоставимого дизельный двигатель. Эта стоимость примерно равна полной стоимости тепловоз.
Высокая скорость вращения турбины требует сложная коробка передач с тяжелым редуктором. Двигатели среднего класса крутятся 10000 до 20000 об/мин и малый класс свыше 100000 об/мин. Но недавнее продвижение технология высокоскоростного генератора позволила генератору соединить непосредственно к валу турбины, что приводит к очень легкому весу генератора установлен.
Газовые турбины поглощают много воздуха и выматывать много. Следовательно, глушитель и воздушный фильтр занимают много места. и это может повлиять на пространство салона или грузовое пространство.
Газ турбинам требуется чистый воздух для поддержания эффективности использования топлива, потому что если компрессор лопатки загрязняются, КПД компрессора снижается и общее снижается эффективность. В самолетах, которые летают, такой проблемы нет. большая высота, но на суше или на море двигатели должны поглощать воздух, богатый частицами.
Производство газовых турбин сильный звук при запуске на полную мощность, когда выходной вал застопорился. Это характерное явление для двухвальной газовой турбины. когда поезд с прямым приводом отправляется на станции.
циклический профиль нагрузки типичной работы локомотива может быть вызов газовым турбинам. Газ турбины обычно используются на постоянной мощности. Но локомотив работает мощность изменяется динамически, от холостого хода до максимальной мощности.