Motory s plynovou turbínou, se kterými se nejčastěji setkáte, že vás ohluší v zadní řadě komerčního letu v terénu, se také používají v automobilech a prototypech automobilů již více než 60 let. Pokud se vám, milý čtenáři, zdá, že použití ohlušující lopatky ventilátoru s 50 000 otáčkami za minutu k pohonu vašeho každodenního ovladače se zdá být špatný nápad, měli byste pravdu!
Pro automobilové aplikace byly turbíny obvykle aplikovány jedním ze dvou způsobů. Mohly by použít systém přímého pohonu, kde motor přímo pohání kola přes převodovku – stejně jako u typického spalovacího motoru – nebo hybridní systém, kde turbína pohání systém elektromotorů v autě.
Složitost je vždy problémem, který nezabránil mnoha různým výrobcům, velkým i malým, ve snaze prosadit novou technologii. Dnes Disk tým je tu, aby vám pomohl pochopit, jak jsou tyto nesporně cool neúspěšné experimenty usilující o změnu automobilového prostředí.
Motory s plynovou turbínou se dodávají v různých variantách, ale všechny styly sdílejí tři kritické součásti:ventilátor kompresoru, který roztáčí přiváděný vzduch na vysoké tlaky, spalovací komoru, kde se spaluje palivo pro pohon systému, a turbínu roztočenou spalováním paliva.
Turbína je spojena s kompresorem pomocí hřídele, takže při spalování paliva a otáčení turbíny kompresor aktivně nasává více vzduchu a tlačí ho do spalovací komory, čímž udržuje proudění energie. Koncepcí se podobá turbodmychadlu, ale místo toho, aby byl poháněn externím prouděním vzduchu – výfukovými plyny běžícího motoru – je zcela soběstačný.
Turbínové motory v turbovrtulových a vysokoobtokových turboventilátorových aplikacích nejčastěji vidí lidé mimo vojenské aplikace, protože se používají pro civilní letadla. Jsou velmi vhodné pro letové aplikace, protože vedlejším produktem extrémně vysokotlaké spalovací komory jsou vysokorychlostní výfukové plyny, které lze použít pro tah. Turboventilátory s nízkým obtokem se často používají pro moderní vojenské proudové stíhačky. Tyto turbíny jsou často spárovány s druhým vstřikováním paliva a spalovací komorou za turbínou. Tento systém je známý jako přídavné spalování a poskytuje extrémně vysoký tah za cenu vysoké spotřeby paliva a tepla – fronty Kenny Loggins .
Bez ohledu na aplikaci jsou turbíny extrémně oblíbené pro lety, protože jejich vysoká komprese funguje výborně i v řidších vzdušných mílích nad Zemí, jejich relativně stálá provozní rychlost se dobře hodí pro let ve výšce po celé hodiny a jejich vysoký tah umožňuje efektivnější využití paliva.
Co tedy přimělo inženýry, aby je používali pro aplikace na Zemi, kde žádná z těchto výhod neplatí?
Turbínové motory mají několik pádných důvodů, proč je zvážit pro pozemské použití. První je, že mají relativně málo pohyblivých částí ve srovnání s pístovým spalovacím motorem a díky tomu jsou teoreticky spolehlivější.
Druhým důvodem je absurdně vysoký točivý moment při nízkých otáčkách z relativně malého balení, kvůli výkonovému pásmu plynových turbín. Z tohoto důvodu převládaly plynové turbíny v dieselelektrických vlakových lokomotivách, kde je vysoký točivý moment ceněný pro dlouhé rozjezdy.
Posledním důvodem je, že mohou být často provozovány na téměř jakýkoli typ paliva, ať už je to benzín, nafta, a v případě prezidenta Mexika a jeho technologické demonstrace Chrysler Turbine v 60. letech tequila – víte, že právě slyšeli tu píseň i ve vaší hlavě.
Motory s plynovou turbínou pro automobilové aplikace jsou konceptem přinejmenším od konce druhé světové války. Nicméně první motor s plynovou turbínou pro silniční použití byl vyroben a poháněn britským výrobcem Rover v JET1 vyvinutém v roce 1950.
JET1 byl koncepční roadster s turbínovým motorem s přímým pohonem, který měl být prvním z mnoha modelů s turbínami Rover, které měly přijít později, ale byl pronásledován hrozným počtem najetých kilometrů (kolem 6 MPG) a relativně pomalým zrychlením, které jim bránily v uvolnění výroby. modely v dalších desetiletích po jeho postavení.
Během 50. let Chrysler rozsáhle zkoumal plynovou turbínu, dokonce dovybavil Plymouth z roku 1954 turbínovým motorem a proháněl ji po USA jako reklamní trik a testovací cvičení. V roce 1963 vyvinuli nejslavnější a nejrozšířenější automobil poháněný turbínou – vhodně nazvaný Chrysler Turbine.
Bylo vyrobeno 50 silničních modelů, které byly veřejnosti poskytnuty k bezplatnému dvouletém pronájmu s kumulativním nájezdem 1,1 milionu mil od roku 1964 do roku 1966. Trpěly podobnými problémy jako JET1, přičemž řidiči si stěžovali na nízkou spotřebu paliva. , extrémně pomalá akcelerace a vysoká hlučnost z 60 000 RPM redline turbíny. Když Chrysler zakonzervoval projekt Turbine, všechny kromě devíti původních vozů s karoserií Ghia byly zničeny, aby se zabránilo poškození společnosti PR.
V 70. letech se Toyota pokusila použít hybridní systém s plynovou turbínou v několika konceptech, včetně Century a Sports 800. Namísto přímého pohonu kol jako u JET1 a Chrysler Turbine poháněla plynová turbína generátor, který vytvářel elektřinu. mohou být zaslány přímo do motorů na zadních kolech nebo uloženy v bateriové jednotce pro pozdější použití.
Tento systém byl vyvinut, aby se vyhnul extrémně nízkým rychlostem zrychlení a potenciálním problémům se startem a zastavením při přímém připojení turbíny k hnacímu ústrojí, ale systém baterií a složitost téměř zdvojnásobily hmotnost Sports 800 a zároveň ztratily více než polovinu výkonu. Toyota opustila výzkum hybridních plynových turbín na začátku 80. let a rozdělila výzkum hybridů a vývoj turbín do samostatných divizí.
Nedávno byl k dispozici k prodeji Turbine Superbike Marine Turbine Technologies, známý jako Y2K pro svůj debutový rok. S motorem s plynovou turbínou Rolls Royce 250-C18 produkuje ohromujících 320 HP a 425 stop/lb točivého momentu a je držitelem Guinessovy knihy rekordů pro nejdražší – a nejvýkonnější – sériově vyrobený motocykl, jaký byl kdy vyroben. Maximální rychlost je uváděných 227 mph, ale zažít tuto divokou jízdu vás vyjde na 270 000 dolarů. Objevil se také ve skvěle hrozném filmu Torque.
Motory s plynovou turbínou jsou konceptem od roku 1000 našeho letopočtu, ve starověké Číně, kdy se ohřátý vzduch používal k roztočení toho, co bychom dnes nazvali turbínou, k pohonu pohyblivých uměleckých děl, která se v noci vystavovala na festivalech. Patenty modernějších motorů s plynovou turbínou se datují až do roku 1791, kdy John Barber patentoval základní konstrukci pro pohon kočárů bez koní, ale motor s plynovou turbínou dosáhl průmyslového úspěchu až v roce 1939, kdy byla ve Švýcarsku spuštěna elektrárna Neuchatel.
Ve stejném roce vzlétl Heinkel He 178 jako první čistě proudové letadlo na světě a navzdory problémům s dobou letu a spolehlivostí vydláždil cestu pro poválečnou éru proudových letadel, protože mnozí další výrobci motorů zdokonalovali a zdokonalovali koncepci proudového letadla. pozdější letadla ke konci války.
Německý Messerschmitt Me 262 se stal v roce 1944 prvním provozuschopným proudovým letounem, který šel ve stopách He 178, a přestože jeho použití bylo omezené, protože Třetí říše se zhroutila, dokázal, že letadla s turbínovým pohonem tu zůstala, protože se chlubila špičkovým rychlost téměř o sto mil za hodinu vyšší než u nejrychlejšího spojeneckého letounu s pístovým pohonem té doby.
Motory s plynovou turbínou se v současnosti pro sériová auta nepoužívají. Nejblíže k výrobě byl v nedávné minulosti koncept Jaguaru CX75, který používal naftové mikroturbíny k pohonu elektrického hybridního systému, ale vůz byl sešrotován, protože se finanční krize zhoršila.
Výše zmíněný Y2K Superbike je jediným pozemním vozidlem pro silniční provoz, které lze zakoupit, ale jsou vyráběny na zakázku a mají výrobní čísla v jednociferných číslech za rok.
S motory s plynovou turbínou se v závodech opakovaně experimentovalo, protože hlavní problémy, které s nimi spotřebitelé měli (jmenovitě špatná spotřeba paliva a hlučnost), byly pro závodní týmy mnohem menší problémy.
Nejúspěšnější vozy byly nasazeny závodním týmem STP na různé závody Indy v 60. letech, počínaje vozem STP Paxton Turbocar řízeným Parnelli Jonesem. Poháněn vrtulníkovým motorem s plynovou turbínou ST6 umístěným nalevo od řidiče, produkoval 550 koňských sil, měl pohon čtyř kol a pro zpomalení byl vybaven vzduchovou brzdou ovládanou řidičem. Vůz byl rychlý – vedl téměř všech 196 kol závodu Indianapolis 500 v roce 1967 – ale porucha ložiska si vynutila odstoupení a do konce závodu zbývalo osm mil. V roce 1968 bylo auto totováno během tréninku a už nikdy nezávodilo.
Lotus 56 následoval žhavě na paty a pokusil se vyhrát Indianapolis 500 s ikonickým klínovým profilem vozů Lotus s otevřenými koly na příští desetiletí, ale se stejným motorem s plynovou turbínou ST6, který poháněl STP Paxton Turbocar. Navzdory pravidlům USAC (v té době řídící orgán závodů v Indy), které nařizovaly velikosti sání vzduchu, které téměř zcela vyřadily turbínová auta ze závodění, se 56 pokoušela nahradit nedostatek výkonu pokročilým zavěšením a sofistikovanou aerodynamikou.
Auto bohužel zabilo jezdce Mika Spence, když v tréninku špatně odhadl zatáčku a narazil do zatáčky o jednu stěnu. Carroll Shelby okamžitě stáhl své další vozy poháněné turbínou z 500 s tím, že je nemožné učinit závodní vůz poháněný turbínou bezpečně konkurenceschopným. USAC se rychle rozhodlo úplně zakázat vozy s plynovou turbínou v Indy, a to znamenalo smrt 56. V sezóně 1971 F1 krátce žil, ale nikdy nedosáhl úspěchu.
Víte, že chcete více faktů o motoru s plynovou turbínou!
Jsme tu, abychom byli odbornými průvodci ve všem souvisejícím s návody. Využijte nás, chvalte nás, křičte na nás. Komentář níže a pojďme si povídat! Můžete na nás také křičet na Twitteru nebo Instagramu, zde jsou naše profily.
Jonathon Klein:Twitter (@jonathon.klein), Instagram (@jonathon_klein)
Tony Markovich:Twitter (@T_Marko), Instagram (@t_marko)
Chris Teague:Twitter (@TeagueDrives), Instagram (@TeagueDrives)
Victoria Scott:Twitter (@mikurubaeahina), Instagram (@reimuracing)
Níže se podívejte na video plně funkčního vozu Chrysler Turbine Jay Leno z roku 1963!
Knihy mechaniků
Boost Gauge
Tachometry
Máte otázku? Máte profi tip? Pošlete nám poznámku: [email protected]
