Устройство и принцип работы турбины

Турбина (турбокомпрессор) стала определяющим агрегатом в деле увеличения мощности моторов.

Что такое турбина и для чего она нужна?

Турбина — устройство в автомобиле, которое направлено на увеличение давления во впускном коллекторе автомобиля для того, чтобы обеспечить большее поступление воздуха, а значит и кислорода, в камеру сгорания.
Главное назначение турбины –  с ее помощью можно значительно увеличить мощность автомобиля. При увеличении давления во впускном коллекторе на 1 атмосферу в камеру сгорания попадет в два раза больше кислорода, а значит от небольшого турбового двигателя можно ожидать мощности как от атмосферника с объемом в два раза больше — грубая теоретическая арифметика не лишенная смысла…

Принцип работы турбокомпрессора

Принцип работы турбины несложен: горячие выхлопные газы через выпускной коллектор поступают в горячую часть турбины, проходят через крыльчатку горячей части приводя ее и вал на который она крепится в движение.

На этом же вале закреплена крыльчатка самого компрессора в холодной части турбины, эта крыльчатка при вращении создает давление во впускном тракте и впускном коллекторе, что обеспечивает большее поступление воздуха в камеру сгорания.

Устройство турбины

 

Турбина состоит из двух улиток — улитки компрессора, через которую всасывается воздух и нагнетается во впускной коллектор, и улитки горячей части, через которую проходят выхлопные газы вращая колесо турбины и выходят в выхлопной тракт. Из крыльчатки компрессора и крыльчатки горячей части. Из шарикоподшипникового картриджа. Из корпуса, который соединяет обе улитки, держит подшипники, так же в корпусе находится охлаждающий контур.

В процессе работы турбина подвергается очень большим термодинамическим нагрузкам. В горячую часть турбины попадают выхлопные газы очень большой температуры 800-9000 °С, поэтому корпус турбины изготавливают из чугуна особого состава и особого способа отливки.

Частота вращения вала турбины достигает 200 000 об/мин и более, поэтому изготовление деталей требует большой точности, подгонки и балансировки. Помимо этого в турбине высокие требования к используемым смазочным материалам. В некоторых турбинах система смазки служит так е системой охлаждения подшипниковой части турбины.

Система охлаждения турбин

Система охлаждения турбин двигателя служит для улучшения теплоотдачи частей и механизмов турбокомпрессора.
Существует два  самых распространенных способа охлаждения деталей турбокомпрессора — охлаждение маслом, которое используется для смазки подшипников и комплексное охлаждение маслом и антифризом из общей системы охлаждения автомобилем.

Оба способа имеют ряд преимуществ и недостатков.
Охлаждение маслом.
Преимущества:

• Более простая конструкция
• Меньшая стоимость изготовления самой турбины

Недостатки:

• Меньшая эффективность охлаждения по сравнению с комплексной системой
• Более требовательна к качеству масла и к его более частой смене
• Более требовательна к контролю за температурным режимом масла

Изначально, большинство серийных двигателей с турбонаддувом оснащались тубинами с масляным охлаждением. При прохождении через шарикоподшипниковую часть масло сильно нагревалось. Тогда, когда температура выходила за пределы нормального рабочего температурного диапазона, масло начинало закипать, коксоваться забивая каналы и ограничивая доступ смазки и охлаждения к подшипникам. Это приводило к быстрому износу, заклиниванию  и дорогостоящему ремонту. Причин у неполадки могло быть несколько — некачественной масло или не рекомендованное для данного типа двигателей, превышение рекомендованы сроков замены масла, неисправности в системе смазки двигателя и пр.

Комплексное охлаждение маслом и антифризом
Преимущества:

• Большая эффективность охлаждения

Недостатки:

• Более сложная конструкция самого турбокомпрессора, как следствие большая стоимость

При охлаждении турбины маслом и антифризом повышается эффективность и такие проблемы, как закипание и коксование масла, практически не встречаются. Но данная систем охлаждения имеет более сложную конструкцию т. к. имеет раздельные масляный контур и контур охлаждающей жидкости. Масло как и прежде служит для смазки подшипников и для охлаждения, а антифриз, который используется из общей системы охлаждения двигателя, не дает перегреться и закипеть маслу. Как следствие увеличивается стоимость самой конструкции.

При работе турбины воздух под действием компрессора сжимается и, как следствие, очень сильно греется, что приводит к нежелательным последствиям т.к. чем выше температура воздуха, тем меньшее количество кислорода в нем содержится — тем меньше эффективность наддува. С этим явлением призван бороться интеркулер — промежуточный охладитель воздуха.

Нагрев воздуха не единственная проблема, с которой пытаются справиться конструкторы при проектировании турбодвигателя. Насущной проблемой является инерционность турбины (лаг турбины, турбояма) — задержка в реакции мотора на открытие дроссельной заслонки. Турбина  выходит на пик своих возможностей при определенных оборотах двигателя, отсюда и появилось мнение, что турбина включается при определенных оборотах. Турбина в большинстве случаев, работает всегда, а значение оборотов при которых ее эффективность максимальная у каждого двигателя и у каждой турбины разные. В погоне за решением этой проблемы появились системы их двух турбин (

твин-турбо, twin-turbo, би-турбо, biturbo), твин-скрол (twin-scroll) турбины, турбины с изменяемой геометрией сопла и изменяемым углом наклона крыльчатки (VGT),  изменяются материалы частей чтобы повысить прочность и увеличить вес (керамические лопатки крыльчатки) и пр.

Twin-turbo (твин-турбо) — система при которой используются две одинаковые турбины. Задача данной системы повысить объем или давление поступающего воздуха. Используется когда необходима максимальная мощность на высоких оборотах, например в драг-рейсинге. Такая система реализована на легендарном японском автомобиле Nissan Skyline Gt-R с двигателем rb26-dett.

Такая же система, но с маленькими одинаковыми турбинами позволяет добиться прироста мощности при небольших оборотах и держать наддув постоянным до красной зоны.

Biturbo (би-турбо) — систем а с двумя разными турбинами, которые соединены последовательно. Система устроена таким образом, что при низких оборотах работает маленькая турбина, обеспечивая хороший отклик на малых оборотах, при определенных условиях «включается» большая турбина и обеспечивает наддув при высоких оборотах. Это позволяет автомобилю уменьшить лаг двигателя и получить хороший прирост производительности во всем диапазоне работы двигателя.

Такая систем турбонаддува используется в автомобилях BMW biturbo.

Турбина с изменяемой геометрией (VGT) — система при которой лопатки крыльчатки в горячей части могут изменять угол наклона к потоку выхлопных газов.

При малых оборотах двигателя пропускное сечение прохода выхлопных газов становится более узкое и  «выхлоп» проходит с большей скоростью и большей отдачей энергии. Когда обороты двигателя увеличиваются проходное сечение становится шире и и уменьшается сопротивление движению выхлопных газов, но при этом достаточно энергии для создания необходимого давления компрессором.

Чаще систему VGT используют на дизельных двигателях т.к. там меньше тепловые нагрузки, меньшая скорость вращения ротора турбины.

Twin-scroll ( двойная улитка) — система состоит из двойного контура движения выхлопных газов энергия которых вращает один ротор с крыльчаткой и компрессором. При этом существует два типа реализации когда выхлопные газы идут по обоим контурам сразу, при этом система работает как twin-turbo в одном корпусе — выхлопные газы делятся на два потока каждый из которых идут в свой контур горячей части раскручивая ротор турбины. Второй тип реализации работает на подобии системы

biturbo — горячая часть имеет два контура с разной геометрией, при низких оборотах выхлопные газы направляются по меньшему контуру, который увеличивает скорость и энергию прохождения за счет небольшого диаметра, при повышении оборотов двигателя выхлопные газы двигаются по контуру диаметр которого больше — тем самым сохраняется рабочее давление в системе впуска и не создается запора на пути выхлопных газов. Это все регулируется клапанами, которые переключают поток из одного контура в другой.

Устройство турбины | СТО Мастер Сервис

Автолюбители, ценящие мощность и скорость, покупают автомобили с турбированным двигателем. Задачей турбокомпрессора является подача большого объема воздуха в цилиндры мотора, что и приводит к увеличению мощности. Единственный минус мотора с турбиной – частые поломки. Поэтому, каждый владелец авто должен знать признаки поломки турбины и иметь представление о ее ремонте.

Турбокомпрессор имеет простую конструкцию:

• Холодная и горячая улитки;
• Картридж;
• Сопловой аппарат;
• Актуатор управления турбиной.

Основные неисправности турбины

Существуют две главные причины выхода из строя турбины, это – некачественное или несвоевременное ТО. Когда технический осмотр в автосервисе идет по намеченному графику, турбина будет исправно и долго служить.

Признаки неисправности турбины:

• Из выхлопной системы появляется дым синего цвета. Причиной может служить течь масла в турбине.
• Повышенный расход масла может быть тоже вызван течью в турбине.
• Присутствие свистящих звуков во время работы двигателя говорит об утечке воздуха через поврежденный воздушный патрубок, пробитый интеркулер или имеется негерметичность выхлопной системы.
• Звуки скрежета, когда работает турбина, свидетельствуют о биении компрессорного колеса о корпус из-за сильного люфта вала турбины.

Причины, по которым может уменьшиться или пропасть наддув:

• Механические повреждения;
• Крыльчатка разлетелась на турбине или ее заклинило;
• Нарушена герметичность подачи воздуха;
• Поломка вестгейта;
• Не работает один из датчиков.

Ремонт турбины своими руками

Ремонт турбины подразумевает большое количество нюансов, которые нельзя оставлять без внимания. Одной из частых ошибок, тех, кто сам делает ремонт турбокомпрессора, является полное непонимание принципов работы агрегата. Автолюбители не имеют необходимых навыков и знаний, кроме того, для ремонта на всех его этапах требуется спецоборудование и инструменты. В итоге, ремонт турбины автомобиля своими руками приводит к неприятным последствиям и повторному ремонту.

Часто автомобилисты стараются самостоятельно отремонтировать актуатор турбины, но такую операцию категорически запрещено проводить без наличия специального оборудования. Необходимо понимать, что ремонт актуатора проводится с ремонтом турбокомпрессора, чтобы агрегат после сборки работал качественно и четко.

Каждый водитель обязан знать, что ремонт турбины или ее восстановление делают только в специализированном автосервисе, где дают гарантию на все выполненные работы.

Преимущества ремонта турбины в автомастерской

Проводить ремонт турбокомпрессора нужно в мастерских, специализирующихся на такого рода поломках, в обычном сервисе такие услуги не предоставляются. Профессионалы «Мастер Сервис», после диагностики турбины, смогут отремонтировать турбину и дать рекомендации по дальнейшей эксплуатации агрегата. В автоцентре «Мастер Сервис» есть все необходимое оборудование и инструменты для диагностики, ремонта и восстановления турбины. Ремонт турбины на СТО – это гарантия качественного и быстрого обслуживания. Специалисты сделают балансировку деталей, чтобы они дольше служили, чего в гаражных условиях невозможно достичь.

Агрегаты принимаются на ремонт через службу доставки, что дает возможность обслуживать клиентов по всей Украине.

Диагностика и ремонт турбин

Записаться на СТО

Запишитесь на диагностику и ремонт в специализированный сервисный центр

Газотурбинные автомобили: дурной ветер?

Подавляющее большинство автомобилей на наших дорогах оснащены поршневыми двигателями внутреннего сгорания. Однако газовая турбина не имеет поршней.

Вместо этого воздух сжимается и подается в камеру сгорания, в которую распыляется топливо. Затем топливно-воздушная смесь воспламеняется, а образующиеся газы используются для питания турбины. Вообще говоря, мощность, производимая этой турбиной, используется для работы компрессора, который повышает давление воздуха, подаваемого в камеру сгорания, а не для движения. Затем выхлопные газы проходят через вторую турбину (известную как «свободная турбина»), прикрепленную к валу, тем самым создавая механическую энергию, используемую для движения.

Газотурбинные двигатели, как правило, легче и имеют лучшее отношение мощности к весу, чем поршневые двигатели, а также могут использовать различные виды топлива. Поэтому неудивительно, что идея использовать газовую турбину для питания автомобиля существует уже давно. На самом деле, очень давно: патент на то, что было, по сути, первым газотурбинным двигателем, предназначенным для привода безлошадной повозки, был выдан англичанину Джону Барберу в 1791 году.

К сожалению, двигатель Барбера не смог обеспечить достаточную мощность, чтобы быть жизнеспособным, и прошло более века, прежде чем норвежский инженер Эгидус Эллинг построил первую газовую турбину, которая производила больше энергии, чем требовалось для питания ее собственных компонентов. И пройдет еще почти 50 лет, прежде чем автомобиль с газотурбинным двигателем увидит свет.

В мае 1946 года в журнале Popular Science появилась статья о том, что Роберт Кафка и Роберт Энгерштейн, инженеры нью-йоркской компании Carney Associates, разработали компактный газотурбинный двигатель для использования в автомобилях. Хотя предложенный двигатель был заявлен как мощный (100 л.с.) и экономичный (40 миль на галлон), он так и не увидел свет.

Однако Кафка и Энгерштейн были не единственными инженерами, рассматривавшими возможность использования газовых турбин в качестве автомобильного двигателя.

Поскольку Великобритания, благодаря новаторской работе Фрэнка Уиттла, установила первенство в разработке и использовании газовых турбин для двигателей самолетов, возможно, было естественным, что британская компания должна была первой производить автомобиль с газотурбинным двигателем.

Этой компанией была Ровер.

Rover JET1 (кредит Эндрю Боуна)

Работая в партнерстве с Power Jets, компанией Фрэнка Уиттла, над реактивными двигателями в конце 1930-х и начале 1940-х годов, Rover был в состоянии адаптировать технологию газовых турбин для использования на дорогах. В 1950 году компания представила JET 1, двухместный автомобиль с открытым верхом, основанный на сильно модифицированной платформе Rover P4. Мощность обеспечивалась установленной сзади турбиной, которая приводила в движение задние колеса. В своем первоначальном виде турбина JET 1 выдавала 100 л.0 миль в час. Но если его производительность была респектабельной, его расход топлива в 6 миль на галлон был совсем не таким.

Ровер JET1 – кредит Oxyman

В ходе разработки JET 1 он получил как увеличение мощности (до 230 л.с.), так и более скользкий нос. Эти усовершенствования были испытаны в 1952 году, когда он разогнался до 152 миль в час на километре полета в Яббеке в Бельгии.

Создание прототипа — это одно, а разработка газотурбинного автомобиля для производства — куда более сложный вопрос. Тем не менее, Rover продолжал разрабатывать дорожные автомобили с газотурбинными двигателями в 19 веке.60-х годов, но работа над автомобилями с газотурбинным двигателем закончилась после поглощения Rover Leyland Motor Corporation в 1967 году, оставив привлекательный переднеприводный T4 на базе P6 1961 года как ближайшую вещь, к которой компания подошла для производства жизнеспособного производства. машина.

Credit Matthias v.d.Elbe

По другую сторону Атлантики компания General Motors стала первым производителем, выпустившим автомобиль с газотурбинным двигателем XP-21 (позже переименованный в Firebird 1). Впервые показанный в 1953 году, одноместный XP-21, который выглядел как реактивный истребитель на колесах, был первым из трех концепт-каров с газотурбинным двигателем, кульминацией которых стал Firebird III 19-го века.59 (более поздняя Firebird IV не участвовала). Однако серия Firebird была скорее демонстрацией как дизайна космической эры, так и новых технологий, таких как антиблокировочная система тормозов, круиз-контроль, универсальные дисковые тормоза и титановая конструкция, а не серьезным исследованием производственного использования. газотурбинные двигатели.

Credit Karrmann

Chrysler, с другой стороны, очень серьезно относился к газотурбинным двигателям, начав проводить исследования использования таких двигателей в автомобилях еще до Второй мировой войны. Работа над проектом возобновилась после окончания войны, но это не было до 1954 состоялась презентация первого газотурбинного автомобиля компании. Основанный на седане Plymouth Belvedere, автомобиль (известный внутри компании как CR1) был оснащен двигателем мощностью 100 л.

Credit Greg Gjerdingen

Два года спустя седан Plymouth с газовой турбиной отправился в путешествие из Нью-Йорка в Лос-Анджелес на расстояние чуть более 3000 миль. Было несколько технических неполадок, но «Плимут» добрался до Лос-Анджелеса через четыре дня после отбытия. Несмотря на то, что поездка во многих отношениях удалась, она высветила одну из главных проблем газотурбинных двигателей — их тягу. Работая как на неэтилированном бензине, так и на дизельном топливе (Chrysler утверждал, что может работать на чем угодно, от арахисового масла до Chanel № 5), Plymouth в среднем расходовал 13 миль на галлон за поездку.

Но экономия топлива была не единственной проблемой газотурбинных двигателей: выхлоп выделял много тепла, двигателю не хватало гибкости, приемистость была плохой, а торможение двигателем отсутствовало. Более того, хотя выбросы газотурбинных двигателей в целом были низкими, они выделяли много оксида азота.

Компания Chrysler, как и Rover, усердно работала над решением этих проблем, и в 1962 году они объявили, что небольшое количество автомобилей с газотурбинными двигателями будет предоставлено в распоряжение представителей общественности для испытаний и оценки в реальных условиях. И они сдержали свое слово: между 1964 и 1966, пятьдесят автомобилей Chrysler Turbine в стиле Ghia были сданы в аренду представителям общественности на три месяца за раз. В общей сложности более 200 человек проехали на газотурбинных двигателях более 1 миллиона миль, прежде чем проект завершился в 1966 году. Большинство газотурбинных двигателей было затем раздавлено.

Credit F.D.Richards

Хотя Chrysler продолжал работать над дорожными газотурбинными двигателями до конца 1970-х годов, проект Turbine Car остается самым близким из всех, что любой производитель подошел к серийному автомобилю с газотурбинным двигателем.

Хотя автомобили с газотурбинными двигателями не идеально подходили для автоспорта, особенно для дорожных гонок с частыми остановками, они соревновались в Ле-Мане, Индианаполисе и даже (на короткое время) в Формуле-1.

Credit David Merrett

Rover снова лидировал. В партнерстве с BRM они выпустили спортивный гоночный автомобиль, который дважды участвовал в гонках Ле-Мана.

Основанный на шасси BRM Formula One (которое управлял Ричи Гинтером и разбился на Гран-при Монако 1962 года), Rover-BRM отличался газовой турбиной посередине мощностью 150 л.с.

Роверу было разрешено участвовать в гонке «24 часа Ле-Мана» 1963 года в качестве экспериментального автомобиля, и пилоты Ричи Гинтер и Грэм Хилл (действующий чемпион мира Формулы-1) довели его до восьмого места, если бы правила разрешил его засекретить.

Обрадованный Rover сел в машину для участия в гонке 1964 года, но из-за аварии вне трассы он не смог принять участие. Тем не менее, Rover вернулся к Sarthe в 1965 году, когда автомобиль больше не классифицировался как экспериментальный и теперь имел новый кузов купе (сочиненный Уильямом Таунсом) и керамические роторные регенераторы тепла (которые значительно повысили эффективность двигателя за счет мало мощности) – финишировал на десятом месте, несмотря на повреждение турбины на ранних этапах гонки.

Ле-Ман 1965 года был последней гонкой Rover-BRM, но это был не последний газотурбинный автомобиль, участвовавший в гонках Sarthe, поскольку в 1968 году в борьбу вступил новый претендент: Howmet TX. Разработанный и построенный в США, TX использовал газотурбинный двигатель Continental, который изначально был разработан для использования в военном вертолете. И имея в своем распоряжении 350 л.с., TX был лучше подготовлен для борьбы за прямые гоночные награды, чем Rover-BRM с меньшим двигателем.

Credit The 359

TX дебютировал на гонках Daytona 24 hours, где занял впечатляющее седьмое место. Он занял третье место в гонке, но застрявший вестгейт привел к аварии, завершившей гонку. В Себринге все пошло еще лучше, он квалифицировался третьим, но снова не смог финишировать.

Credit The 359

Затем TX совершил свою первую поездку в Европу, где участвовал как в BOAC 500 в Brands Hatch, так и в часовой гонке в Oulton Park. Сойдя с обоих соревнований, TX вернулся в Штаты и принял участие в чемпионате SCCA, где он не только впервые финишировал в гонке, но и одержал полную победу в двух соревнованиях. Он также хорошо показал себя в гонке Watkins Glen 6 Hours, заняв третье место и выиграв в своем классе. Однако набег на Ле-Ман оказался менее успешным, поскольку относительная нехватка мощности автомобиля поставила его в невыгодное положение на трехмильной прямой Mulsanne. Ни один из двух участников TX не финишировал в гонке, но даже в этом случае он показал хорошие результаты в течение сезона.

Credit Supermac 1961

К сожалению, 1968 год должен был стать единственным сезоном для TX, и он больше никогда не участвовал в гонках, хотя и установил ряд мировых рекордов скорости для автомобилей с газотурбинным двигателем.

За год до того, как Howmet TX вышел на трассу, Парнелли Джонс стал первым человеком, участвовавшим в гонке на автомобиле с газотурбинным двигателем в Индианаполисе 500. Автомобиль, которым управлял Джонс, был STP Paxton, любопытно выглядящая машина (в которой двигатель располагался рядом с водителем), разработанный Кеном Уоллисом и Энди Гранателли, генеральным директором моторных масел STP. Paxton, возможно, выглядел немного странно, но он был быстрым: квалифицировавшись шестым, Джонс лидировал в гонке на протяжении 171 круга и был в пределах трех кругов от комфортной победы, когда вышел из строя подшипник трансмиссии.

Для участия в гонке 1968 года компания Granatelli STP объединила усилия с Lotus, чтобы провести кампанию по созданию новой модели Lotus 56, разработанной Морисом Филиппом. , привлекательный автомобиль. И что еще более важно, это было быстро.

Хотя новые правила гонок снизили мощность автомобилей с газотурбинными двигателями, 56-е годы Джо Леонарда и Грэма Хилла заняли две верхние позиции в квалификации. Они также хорошо выступили в гонке, и Леонард, похоже, одержал победу, пока, как и Джонс в прошлом году, механическая проблема не вынудила его сойти с дистанции, когда до финиша оставалось менее десяти кругов.

После того, как дальнейшие изменения правил фактически положили конец карьере газовой турбины в гонках Indycar, Lotus переработал Type 56 в автомобиль Формулы-1, 56B.

По правде говоря, 56B не подходил для Формулы-1. В дополнение к дополнительному весу его полноприводной системы, его жажда означала, что ему приходилось перевозить больше топлива, чем его конкурентам с поршневыми двигателями. И это, в сочетании с плохой гибкостью газовой турбины и плохой приемистостью, означало, что она была неконкурентоспособной. Несмотря на это, Lotus вошел в 56B в трех Гран-при чемпионата мира в 1971. Он никогда не квалифицировался выше 18 ^-го -го и финишировал всего один раз, когда Эмерсон Фиттипальди поднял его на 8 ^-е -е место в Монце.

По крайней мере, 56B закончил свою карьеру на относительно высокой ноте, когда Фиттипальди вывел его на второе место в гонке Формулы 5000 в Хоккенхайме в Германии.

Что касается газотурбинных гонщиков высшего уровня, то так оно и было.

Но если использование газотурбинных двигателей в автомобилестроении не оправдало чаяний его сторонников, его не следует считать неудачей, ибо его еще может ожидать второе пришествие, хотя и в уменьшенном виде.

По мере того, как автомобильная промышленность ищет способы сделать автомобили более экономичными, электромобили будут все чаще встречаться на наших дорогах. Но поскольку срок службы батареи все еще остается проблемой, сочетание электродвигателя с компактным двигателем внутреннего сгорания с увеличенным запасом хода имеет смысл.

И именно в качестве удлинителя запаса хода газотурбинный двигатель, плавный и легкий, а теперь и со значительно улучшенной топливной экономичностью, наконец-то может занять свое место под солнцем.

Кредит Каррманн

 

Турбинные автомобили: прошлое, настоящее и будущее

Какими газотурбинные автомобили были и могут быть в будущем

Видео по теме

Всегда были варианты и альтернативы великому V8. Турбинные двигатели пользовались большой популярностью в 1960-х годах. Концепт-кары жужжали и со свистом носились по автосалонам, и даже Indy 500 почувствовал горячее дыхание родстеров с турбинными двигателями. На солончаках и дрэг-стрипах машины с турбинами били рекорды и вызывали споры о месте тяги в автоспорте. Затем все улеглось, и мы договорились, что все будет работать с поршневыми двигателями навсегда. Или мы?

Не требуя от всех нас изучения продвинутой авиационной техники, давайте сделаем краткий обзор газовых турбин, начав с того, что в них такого замечательного. Турбинные двигатели имеют высокое отношение мощности к весу и всего несколько движущихся частей, что делает их малообслуживаемыми, хотя техническое обслуживание, когда оно необходимо, обходится дорого. Турбины могут работать практически на чем угодно легковоспламеняющемся и создавать невероятный крутящий момент. Когда турбина работает, это очень эффективная и очень надежная силовая установка, поэтому вы можете понять, почему мы доверяем наши воздушные путешествия реактивным самолетам. Говоря об этом, вы увидите, что термин «реактивный» часто встречается, когда вы смотрите на транспортные средства с газотурбинными двигателями. За исключением некоторых скоростных и дрэг-рейсинговых автомобилей, это неверно. Настоящий реактивный, турбореактивный или турбовентиляторный двигатель создает тягу за счет перегретого и сжатого воздуха. Если вы посадите одного из этих младенцев в машину, колеса будут как раз на ходу. Типы турбин, которые вы увидите в автомобилях с колесным приводом, обычно представляют собой турбовинтовые или турбовальные двигатели, предназначенные для использования газа для вращения пропеллера или ротора в самолете, вертолете или стационарной силовой установке.

Основная идея газотурбинного двигателя связана с силой пара и существует со времен Древней Греции. Хотя было много исследований и статей, а также несколько экспериментальных двигателей, построенных в начале 20-го века, потребность и доступные материалы не были действительно синхронизированы для полноценной разработки турбины до Второй мировой войны. Эта разработка переплелась с автомобильным миром, когда Chrysler получила военный контракт на разработку турбовинтового авиационного двигателя. После войны он продолжил исследования, на этот раз с прицелом на наземные транспортные средства, которые в конечном итоге привели к танковому двигателю M1 Abrams. Другие компании также рассматривали возможность использования турбин для уличных и спортивных автомобилей. Британская автомобильная компания Rover разработала рабочий концепт под названием Jet I в 1919 году.50 и продолжал работать с турбинами до 1960-х годов. У GM также было несколько автомобилей с турбиной, в том числе различные концепты Firebird (не имеющие отношения к более позднему Pontiac) в середине 1950-х годов. Автомобили Firebird никогда не предназначались для запуска в производство в качестве личного транспорта, но Chevrolet в то время серьезно рассматривал турбины как вариант для полуприцепов, как и Ford. Другие крупные производители грузовиков также рассматривали турбины для транспортных средств, и по всей стране даже использовалось несколько американских пожарных машин LaFrance с турбинным двигателем. Из «большой тройки» Chrysler, по-видимому, больше всего интересовался автомобилями с турбинными двигателями, возможно, из-за личного интереса со стороны инженера Джорджа Дж. Хюбнера, который руководил программой испытаний легковых автомобилей Chrysler в Плимутах. середина 1950-е годы. Это были не просто прогулки на испытательном полигоне; в 1956 году «Плимут» с турбинным двигателем проехал из Нью-Йорка в Лос-Анджелес, проехав 3000 миль, и совершил первое в истории трансконтинентальное наземное путешествие на турбине.

Успех Chrysler с автомобилями 1950-х годов привел к производству 55 машин с турбинным двигателем в 1963 году в рамках национальной программы испытаний, в рамках которой автомобили были предоставлены в аренду на трехмесячный период заинтересованным семьям по всей Америке. После окончания программы, в 1967 году, все машины, кроме девяти, были уничтожены.

Из девяти оставшихся Chrysler Turbines только три работают и едут. Вы не удивитесь, узнав, что один из них принадлежит комику Джею Лено, хотя вас может удивить, что Джей пригласил нас прокатиться. Были, но мужик любит турбинные машины и хотел поделиться радостью. Автомобиль Chrysler невероятно тонок, учитывая его радикальный характер. В его внешнем виде, построенном Ghia, нет ничего кричащего: «У меня дикая силовая установка космической эры!» Автомобиль Джея имеет тот же медно-металлический оттенок, что и 54 из 55 машин с турбиной: Turbine Bronze Metallic. Конечно. Линии Chrysler очень 1960-е, но не радикальный концепт-кар. Только задняя часть с форсажными задними фонарями намекает на реактивные истребители и космические корабли. Интерьер разделен длинной серебристой консолью, которая проходит от переднего сиденья через задние ковши. Небольшой значок на перчаточном ящике объявляет, что это «Turbo power by Chrysler Corporation», а более пристальный взгляд на группу приборов показывает поразительные 2000 градусов и красную черту 60 000 об / мин. Машина заводится, как только Джей поворачивает ключ, и ее двигатель тихонько гудит. «Он едет почти как 318», — говорит он нам, когда мы выезжаем на калифорнийское движение, и он прав. Нет ни пронзительного крика, ни рывков на тормозах, когда мы подъезжаем к знаку «стоп», несмотря на то, что двигатель работает на холостом ходу на 22 000 об/мин. Chrysler обратил внимание на все нецивилизованное поведение наземной турбины, даже разработав элемент теплообменника для выхлопа, чтобы выбросы выхлопной трубы были более холодными, чем у стандартного поршневого двигателя. «Люди всегда говорят: «О, они подожгли траву, они были такими горячими», — говорит Джей. «Нет ничего более далекого от правды.» Он улыбается нам, когда мы проезжаем мимо внедорожников и гибридов. «Разве это все еще не похоже на будущее?»

Автомобиль с газотурбинным двигателем действительно казался будущим и был очень хорошо встречен водителями-испытателями в 1964 году, но сочетание факторов не позволило запустить его в серийное производство. Экономия топлива еще не была большой проблемой, поэтому способность турбины сжигать дизельное топливо или керосин была не столько положительной, сколько пробной, поскольку эти виды топлива не были обычно доступны за пределами грязных стоянок грузовиков и аэропортов. Также не хватало сети механической поддержки, и финансистам Chrysler просто не стоило запускать машину в производство.

Отсутствие интереса со стороны руководства компании не помешало производителям продолжать исследования в области турбин. В 1970-е годы было выпущено множество тестовых автомобилей. Даже Тойота попробовала. Программа Chrysler продолжалась вплоть до 1980-х годов. Подумать только, полиция могла ездить на «Дипломатах» с турбинным двигателем. Это так Бэтмен.

В то время как инженеры Детройта пытались сделать турбину пригодной для ежедневных водителей и дальнобойщиков, гонщики надеялись извлечь выгоду из ее преимуществ в соотношении мощности и веса на трассе. Все виды треков. В 1962-летний Дэн Герни ненадолго оказался за рулем автомобиля с газотурбинным двигателем в Инди. В 1964 году Дональд Кэмпбелл поджег солончаки Австралии, разогнавшись до скорости 403 мили в час на скоростном автомобиле Bluebird с турбовальным приводом. Здесь, в Штатах, Арт и Уолт Арфонс начинали свою карьеру с драгстеров с турбинными двигателями и автомобилей Bonneville. Результатом продолжающейся работы Rover с турбиной стал автомобиль с турбиной Rover BRM, который участвовал в гонках Ле-Мана в 1965 году под управлением Джеки Стюарта и Грэма Хилла. Он занял 10-е место в общем зачете. Несколько лет спустя Howmet TX, небольшой прототип автомобиля, который представлял собой сиденье перед турбиной Continental, завернутое в алюминиевые двери и двери типа «крыло чайки», попытается завоевать французский клетчатый флаг. Howmet не очень хорошо показал себя в этой гонке, но позже он выиграл две гонки SCCA в США. Самыми известными гонщиками на поворотах с турбиной были автомобили Granatelli STP, построенные для Indy в конце 19-го.60-е годы.

Гранателли расстался с Уоллис, который ушел к Шелби, который раньше не проявлял интереса к гонкам на турбинах, но теперь захотел — Боже, это как школьные свидания! Новым парнем Энди на балу был Колин Чепмен, представитель легендарно светлого Lotus. Вместе Гранателли и Чепмен привезли в Индию целую кучу клиновидных турбинных Lotus 56-3, и даже с забитыми воздухозаборниками некоторые из них прошли квалификацию. Хотя газотурбинные двигатели были надежными, гайки и болты вокруг них не любили жару и лишения 200 кругов по кирпичному заводу, а автомобили № 60 и № 20 не попали в первую десятку, сойдя с дистанции на 19 кругах.1 и 188 соответственно. Грэм Хилл, снова с турбинами, проехал #70, установил квалификационный рекорд и был в пятерке лучших, пока задняя часть не коснулась стены достаточно, чтобы вывести его из соревнований. Одна за другой другие машины становились жертвами поломки мелких деталей, и Гранателли снова отправили домой солить макароны со слезами разочарования. Он одержал победу в Инди в 1969 году, но на более традиционной машине. Ни один из других автомобилей с газотурбинным двигателем в 1968 году даже не вышел на поле — дуэт Шелби был остановлен, а не уличен в мошенничестве, поскольку Уоллис предположительно работал над регулируемым впуском, который открывался на скорости. Хотя стойкий к турбинам Джек Адамс попытался еще раз в следующем году, продолжающиеся ограничения USAC на размер впуска лишили турбины возможности участвовать в соревнованиях.

После попытки Инди другие автомобили Type 56 перемещались, гонялись то здесь, то там, а в какой-то момент Lotus даже работала над автомобилем F1 с таким же дизайном. Судя по всему, Колин Чепмен увлекся идеей двигателя, способного работать целый сезон без обслуживания, и гораздо менее привередливого, чем эти хрупкие Cosworth. Автомобиль № 70 вернулся в Lotus для ремонта после аварии, но больше никогда не участвовал в гонках, а это означает, что сегодня он почти в том же состоянии, в котором он был, когда Грэм Хилл впервые снял ногу с тормоза и покатился по кирпичам. в 1968. STP хранила его много лет, в конце концов подарив его королю NASCAR Ричарду Петти, коллеге-спонсору STP и коллекционеру автомобилей. Петти продал его на аукционе Mecum в 2012 году филантропу из Техаса по имени Милтон Веррет, и Милтон пригласил нас взглянуть на него. В тот день, когда мы увидели машину №70, она работала на Jet A — по сути, на керосине, — и когда стартовая тележка закрутилась, трудно было не поднять глаза в ожидании самолета. Водитель сидит перед турбиной, его шлем едва виден сквозь теплое мерцание выхлопных газов. Поскольку переключения передач и нейтрального положения нет, основная обязанность водителя состоит в том, чтобы не дать машине убежать. Как только вы убираете ногу с педали тормоза, он начинает набирать скорость. Демонстрационные приводы были ограничены двузначными скоростями; не было попыток превзойти квалификационные круги Хилла со скоростью 171,208 миль в час. Даже на медленных скоростях просто увидеть машину на обочине двухмильного овала Фонтаны — или даже больше, чем вид, звук ее затухания на дальней стороне трассы и с жужжанием мчащейся вниз по прямой — было невероятным триггером. воспоминание, для которого мы еще недостаточно взрослые; Поле гоночных автомобилей с открытой кабиной, выстроенных в Инди, каждый из которых является экспериментом в производительности, каждый альтернативной реальностью, которая могла бы быть нашим настоящим, если бы только подшипник или регулировка были другими.

Въехав и понаблюдав за турбинными автомобилями в действии, мы захотели сесть за руль одного из них. Удобно, что у Милтона также есть трамвай с турбинным двигателем. Он выглядит как слегка модифицированный Corvette 25th Anniversary edition. Это звучит как пассажирский лайнер, готовящийся к взлету. Такое ощущение, что заклинило дроссель. Это Corvette 1978 года с турбинным двигателем, и нам нужно было проехать на нем несколько (под наблюдением) кругов по гоночной трассе Fontana Auto Club Speedway.

Давайте работать в обратном порядке. Когда мы сидели в Corvette, готовые вывезти его из парка, нас придавили ногой к полу, потому что нейтрали нет, и как только машина переходит в драйв, она готова к движению. Он не взлетает как ракета, но заметно двигается, даже с включенными тормозами. Начинаешь понимать, что заставило строителя Винса Гранателли модернизировать тормоза со стандартных деталей Chevy до самых современных (за 1978) Вентилируемые диски NASCAR на всех четырех колесах. Как только мы отпустили тормоза, машина набрала скорость, легко разогнавшись до скорости около 60 миль в час, в то время как наша левая нога беспокойно зависла над тормозом. Нуждаясь в чем-то с правой ногой, мы нажимаем на газ. Проходит секунда, затем раздается стук, и скорость увеличивается. Это не займет много времени, чтобы увидеть 90, даже 100 миль в час. История о тест-драйве автомобиля в 1979 году в Motor Trend утверждает, что он разогнался до 111 миль в час на четверть мили, но у нас не было возможности попытаться разогнаться до обещанной максимальной скорости 180 миль в час, прежде чем нас остановил водитель на пассажирском сиденье. , человек, который помогает Милтону поддерживать работу этой и других машин с турбинами, и у которого нет никакого желания видеть, как его тяжелая работа в свою очередь размазывается по стене 3.

01

02 Прямо над воздухозаборником двигателя находится конденсатор для кондиционирования воздуха. Кожух направляет всасываемый воздух через него, прежде чем он попадет в двигатель. Турбина обычно использует круглое впускное отверстие, поэтому Vette теряет часть мощности, чтобы иметь рабочий воздух, но вы не можете выйти из Jet-Vette весь потный. Это просто не делается. В задней части двигателя находится коробка передач, которая снижает мощность со 100 % и 37 500 об/мин до 6 250 об/мин.0005

03 Среди экзотических деталей были некоторые узнаваемые детали, такие как генератор переменного тока и насос гидроусилителя руля. «У него мог быть любой генератор», — сказал Винс. «Он просто включает фары и штатные датчики. На передней части двигателя есть четыре или пять разных монтажных площадок. Мы только что нашли то, что было сравнимо со стоком, с точки зрения оборотов, [вал, который] [вращался со скоростью] больше всего похоже на шкив кривошипа».

04 В передней части двигателя находится вакуумный насос для усилителя тормозов, так как он не может получать вакуум от турбины. Рядом стартер и генератор для 24-вольтовой системы турбины. В багажнике есть несколько аккумуляторов. Красные банки сбоку — это комплект для закачки воды. «Может быть, вода или метанол», — сказал Винс.

05 Тросы идут к педали газа и трансмиссии, которая представляет собой Turbo 400 со специальной передачей и здоровенным карданным валом. Есть многочисленные теплозащитные экраны для защиты капота и проводки. «Выхлопной канал может нагреваться до 900 градусов по Цельсию [это 1652 по Фаренгейту]», — сказал нам Винс. Дополнительные тепловые диффузоры проходят вдоль днища автомобиля, но воздух по-прежнему колеблется и искажается в добрых пяти футах позади Корвета, пока он движется. Жар днища был одной из причин, по которой нынешний владелец Веррет сменил колеса с 15-дюймовых, которые использовал Гранателли, на увеличенные центральные линии, которые вы видите на фотографиях. Чем больше дорожный просвет, тем лучше!

Как появился этот единственный в своем роде Cor-jette? Кто думал, что будет хорошей идеей поставить газовую турбину мощностью 880 л.с. в новенький Corvette? Ну, мы, но мы еще даже не родились, когда придумали эту машину, так что вам придется искать ответы в другом месте. Все начинает немного налаживаться, когда вы понимаете, что Винс Гранателли — сын Энди Гранателли. У Винса был один из IndyCars с турбиной, и он пытался продать его другу Хербу Орловицу. Друг, человек по сердцу, спросил, разрешено ли это движение на улицах, и можно ли поставить двигатель на трамвай. Вместо того, чтобы разобрать гоночный автомобиль, Винс предложил использовать один из оставшихся газотурбинных двигателей из программы Indy и построить дорожный автомобиль. «Мне нужно было найти что-то с достаточно длинной передней частью для двигателя», — сказал нам Винс. «Сначала я думал либо о Lincoln Mk V, но я уже немного поработал с новыми корветами; на самом деле, у Херба был 1977 Ветт с биг-блоком и Пакстоном, которого я заставил бежать. Вот так мы и познакомились, и эта машина показалась мне подходящей для этого».

Будущее уличных машин с турбинами

Мы едва коснулись истории машин с турбинами, и самое приятное то, что она все еще разворачивается вокруг нас. .Одна из проблем с использованием турбин в автомобилях заключается в том, что они не очень эффективны в приложениях с включенным / выключенным дросселем, таких как уличное вождение. Счастливая турбина — это та, которая раскручивается и работает с постоянными оборотами. Это делает их идеальными для гибридных приложений. , заряжая аккумулятор для электродвигателя. FedEx в настоящее время тестирует пилотную программу дизельной турбины / гибридного электрического грузовика в своем парке. если бы они только покрасили их в Turbine Bronze.0005

Trending Pages

• Цены на Mazda 3 2024 года немного выросли после отказа от одной отделки салона 48 Пробки и дым от шин! Обширная галерея со второго дня Power Tour

• Остерегайтесь покупателей автомобилей: почему процентные ставки имеют значение

• Выставка передвижных автомобилей вторгается в старую школу NASCAR Track: Массивная галерея с третьего дня Power Tour

Рекомендованные статьи MotorTrend

Как установить высокопроизводительную топливную систему Muscle Car

Johnny Hunkins| 00Z»> 14 июня 2023 г.

Ночи дорожного убийства возвращаются в Вудворд! Все, что вам нужно знать

Майкл Галими | 15 июня 2023 г.

Ford Mustang Секретное оружие Dark Horse — аэродинамическая труба со скоростью 200 миль в час

Мэтью Чудзински| 15 июня 2023 г.

Выставка передвижных автомобилей вторгается в старую школу NASCAR Track: обширная галерея с третьего дня Power Tour

Майкл Галими | 15 июня 2023 г.

Лучший Tri-Five Chevy

Джонни Ханкинс | 16 июня 2023 г.

На максимум: HOT ROD Power Tour Круизы, заполните zMax Dragway до отказа!

Майкл Галими| 16 июня 2023 г.