وتستخدم محرك التوربينات الغازية بنجاح في خزانات وطيران. ولسوء الحظ ، فإن عددا من القيود الهيكلية لا يسمح باستخدام هذا التصميم التقدمي كمحطة طاقة لسيارة ركاب.
وتتمثل ميزة المحركات من هذا النوع في أن لديها أعلى سلطة محددة في منشآت الطاقة القائمة لمحركات الاحتراق الداخلي حتى 6 كيلو وات / كيلوغرام. وبالاضافة الى ذلك فان محرك التوربينات الغازية يمكن ان يعمل على انواع مختلفة من الوقود السائل وليس البنزين او الديزل فقط.
تاريخ إنشاء توربينات الغاز
وقد تم تطوير أول توربين للغاز في عام 1519. وهو يختلف اختلافا كبيرا عن الأجهزة الحديثة وتم تطبيقه في "دائرة الميكنة الصغيرة". وقد حولت التوربينة الفيرتل المقصود بها اللحوم الساخنة. وقد تم استخدام التوربينات الغازية وتم جلب المخترع لجون باربيرا.
وقد تم تطوير واحدة من أول محركات توربينات الغاز للدبابات من قبل BMW في عام 1944. وقد تم اختباره على منشأة Panther ذاتي الدفع
في عام 1950 ، طور روفر محرك توربينات الغاز للسيارات. ونتيجة لذلك ، استحدث النموذج التجريبي لسيارة السباق "JET1". تم وضع محرك المحرك خلف المقاعد ، وتم تركيب الهواء الداخل على الجانبين ، وكانت منافذ غاز العادم تقع على الجزء الخلفي العلوي. وقد وصلت سرعة دوران التوربينات إلى خمسين ألف ثورات في الدقيقة. والوقود المستخدم هو الوقود والنفط البرافين ووقود الديزل. وبلغ الحد الأقصى للسرعة التي تمكنت المركبة من التحرك بها 140 كيلومتر / ساعة. ونظرا لارتفاع استهلاك الوقود ، فإن السيارات ذات محرك توربيني للغاز لم تكن تتمتع بطلب خاص.
الحالة الوحيدة لاستخدام التوربينات الغازية في تصميم دراجة نارية-MTT Y2K Turbine Renbine مع DCA Rolls-Roys-Nأليسون Model 250
تحديث الجهاز وبناء النموذج "BRM" ، وحفر "روفر" شارك في سباقات سباقات لعام 1963 وسجل رقما قياسيا : السيارة كانت تتسابق إلى سرعة 229 ميلا في الساعة. وفي وقت لاحق ، شارك مصنعو السيارات الآخرين في مسابقات مماثلة. على سبيل المثال ، أنتج "Hwowe" نموذج "TX" الذي عمل في محرك التوربينات الغازية وأصبح مفضلا في سباق عدة مرات.
النموذج الوحيد لسيارة تسلسلية مع التوربينات الغازية المصممة للنقل العام تم الإفراج عنه من قبل الأمريكي كرايسلر في عام 1963. وقام بتجميع 50 نسخة من السيارة ، كرايسلر توربينة ، يدويا من قبل المتخصصين في اجسام كمال الاجسام الايطالى. ولم يتم بيع السيارات ، ولكن تم توزيعها على المتطوعين لمدة عامين لاجراء اختبارات عليها. وكانت التجربة ناجحة ، ولكن الإنتاج الجديد يتطلب بناء مصنع جديد للمحركات ، ولم يكن كرايسلر يغامر باستثمار الكثير من الأموال. في السبعينات ، عندما تم تشديد المعايير البيئية بشكل كبير في الولايات المتحدة ، وبالإضافة إلى أزمة الوقود ، سحبت الشركة سعر النفط الخاص بها.
جهاز الجهاز والتشغيل لتوربينات الغاز
ويتم ضغط الهواء وتسخينه للضاغط. ويدخل بعد ذلك إلى غرفة الاحتراق ، التي تشمل أيضا بعض الوقود. ونظرا للسرعة العالية ، فإن الهواء والوقود يجهان في الحادث. وأثناء الاحتراق ، تكون الطاقة هي الطاقة التي يتم تحويلها إلى العمل الميكانيكي بالتناوب. ويستخدم جزء من هذه الطاقة للضغط الجوي في ضاغط الهواء. الجزء الآخر يذهب إلى المولد الكهربائي ثم يتم إرسال غاز العادم إلى الأداة
ميزة ومساوئ محركات توربينات الغاز
محركات توربينات الغاز أكبر بكثير من محركات الدفع الفستق. ونظرا للقدرة على تطوير دوران كبير ، فإن الجهاز لديه قدرة عالية ، ولكن له أبعاد مدمجة. الوقود يستخدم الكيروسين أو وقود الديزل. كتلة محرك التوربينات الغازية تبلغ 10 مرات أقل من كتلة المحرك المكافئ لمحرك الاحتراق الداخلي. ونظرا لعدم وجود تجهيزات ، فإن توربين الغاز لا يحتاج إلى نظام تبريد واسع النطاق.
وقد تعلم مهندسو كرايسلر الذي أنشأ السيارة الوحيدة الصغيرة [ [ التوربينات الغازية ] ] التي لديها توربين للغاز أن أفضل وقود لهذا الجيل هو كيروسين تقليدي.
والعيب الرئيسي هو زيادة استهلاك الوقود بسبب الحاجة إلى الحد بشكل مصطنع من درجة حرارة الغازات. والتقييد هو أنه في حالة المركبات الآلية سيتم تركيب المحرك داخل الجسم ، وليس تحت الجناح ، كما هو الحال بالنسبة للطائرة ، على سبيل المثال. ووفقا لذلك ، فإن درجة حرارة المحرك يجب ألا تتجاوز 700 درجة. والمعادن المقاومة لدرجات الحرارة هذه لها تكلفة عالية جدا. وكثيرا ما تكون هذه المشكلة محل اهتمام للعلماء ، ولابد من إدخال محركات توربينات الغاز ذات الأداء الاقتصادي الجيد في المستقبل القريب. ومن الواضح أن هذا لن يحدث إلا إذا تم حل مشكلة سحب كميات كبيرة من الحرارة ، وهو ما من شأنه أن يسمح بوضع محركات "غير مزدوجة" على السيارات ، التي تم حل مشكلة الاقتصاد في تصميمها. وتشمل أوجه القصور أيضا المتطلبات العالية لنوعية الهواء المحيط وعدم وجود محرك للتفاخر.
توربينات غازية مخبتتين مجهزة بالمبادل الحراري
هذا النوع من المحركات يلتقي أكثر من غيره. وبالمقارنة مع هذه القياسات ، فإن هذه الأجهزة تفي بالمتطلبات الأعلى لديناميكيات السيارات. وتشمل الغلايات الخاصة (لمحرك الضاغط) والجر (محرك العجلة) من التوربينات التي ليست متصلة. وتساعد هذه المحركات على تحسين الخواص الديناميكية للسيارة وتسمح بتقليل عدد الخطوات في علبة التروس.
وبعد تخليه عن الإنتاج الضخم للسيارات ذات المحركات التوربينية الغازية ، دمر كرايسلر معظم حالات الاختبار بحيث لا تصل العنفات إلى السيارة.
وعلى عكس محركات المكبس التبادلية ، تفترض وحدات توربينات غازية ذات عجلات زيادة تلقائية في عزم الدوران عندما يزيد الحمل. وهذا يسمح للحية بأن تكون في وقت لاحق بشكل كبير أو غير مطلوب على الاطلاق. مع قوة متساوية ، والسيارات مع اثنين من المحاباة محرك توربينات الغاز تتشتت أسرع من محركات الفستق. وتتمثل مساوئ هذا النوع في تعقيد التصنيع ، والزيادة في الحجم والوزن بسبب وجود مكونات إضافية : المبادلات الحرارية ، والغاز ، والقنوات الهوائية.
محرك الغاز التوربيني الخالي من التوربينات
وفي الوقت الحاضر ، تعد المحركات التوربينية للغاز في هذا التصميم الأكثر وعدا ببناء السيارات. الجهاز هو كتلة تجمع بين الضاغط المقابل وديزل السكتة الدماغية. ويحتوي الجزء الأوسط على أسطوانة مع تدفق للسفينة ، والتي لها اثنين من محركات المكبس الخاصة ذات الصلة في مكانها. وفي حالة المكابس ، فإن الهواء سيحترق ويشتعل الوقود. ويساهم الوقود المحترق في تكوين الغازات التي تؤدي ، عند ارتفاع درجة الحرارة والضغط ، إلى إحداث فرق في المكابس إلى جانبها. وبعد ذلك يتم نقل غاز العادم من خلال نوافذ غاز العادم إلى محصل الغاز. وبفضل وجود النوافذ المزرية ، فإن الهواء المضغوط يخترق الأسطوانة ، مما ييسر تنقية غازات العادم ويقوم بإعداد المحرك للدورة التالية. ثم يتم تكرار العملية.
