Газовые турбины проблемы и перспективы. Манушин Э.А. (1014151), страница 15
Текст из файла (страница 15)
приступила к проектированию нового ГТД типа СТ-1801 (табл. 2.11) . Двигатель СТ.1801 и его модификации отличаются от двигателя АСТ-1500 не только мощностью, но и более простой конструкцией, лучшей топливной экономичностью, большей устойчивостью к воздействию пыли, попацающей в двигатель. Разработки АГТД мощностью 260 — 550 кВт после 1980 г. выполняли за рубежом только две фирмы США: "Детройт Дизел Эллисон" (ДДА) и "Гэррит" в составе международного консорциума ИТИ. Фирма ДДА продолжала широкие эксплуатационные испытания указанного выше унифипированного ряда АГТд типов СТ-404, СТ-505 и СТ-605. В начале 1980-х годов продолжались исследования автомобильных ГТД в СССР.
В частности, исследовалась совместная работа ГТД НАМИ моп(ностью 258 кВт (см. табл. 2.! О) с редуктором н механической трансмиссией, разработанными и изготовленными институтом АуТОКур (ВНР). Кроме того, разрабатывался ГТД НАМИ мощностью 184 кВт (см, табл 2.10) с электропередачей, разработанной институтом ВУЭС (ЧССР), Этот ГТД предназначен для городского автобуса большой вместимости с четырьмя мотор-колесами и не имеет аналогов в мировой практике. На основе проведенных исследований бьиа начата разработка силовых у~запонок с ГТД Ярославского моторного завода мощностью 1000 кВт "высокооборотным генератором ВУЭС. На ГАЗ продолжюшсь совершенствование конструкций семейства двигателей ГАЗ-99: на модели двигателя ГАЗ-902.10 впервые дпя 63 Таблица 2.11. Основные технические характеристики современных и перспективных ГТД дви тяжелых транспортных машин Показатель Дли гусенич- ной машины, ' 1979 г., проект Диэ гусеничной машины, 3979,цроект Для гусеничной машины, 1979, серийный Назначение, гоц на- чала и состоание разработки Транспортный авто мобиль иый, 1972, оньпиый 560 1340 1120 1080 Максимальная эффективная мощность ори стандартных атмосферных условиях (Н = 0 м, ! = э!5 С), кВт Ковструкционные особенности- Двухвальиый 1 оо стационар *, иым ТА и ин- дивидуальной ~ КС Трехвэльный со стационар.
ным ТА и индивидуальной КС Двухвальиый со стациоиар- иым ТА иинцивицуалъиой КС Двухвальный со стационарным ТА и индивидуальной КС 211* 203" 12 228э 219* 12 301 285 14,5 238 (214) ' 7 1633 1494 1355 1466 3,9 4,26 2,27 4,7 1600э" 925""' 1000м 1007 1492 1038 !119 323 1600 1016 711 967 812 1406 1,047 1406 1,302 988 1,76 1122 1,0 *Расчетные значения. *"Значении аарэметрои получены ив основе оценочных четов путем их увязки со значениями заявленных фирмой параметров. Примечание: ТА — тенлоабмеииый ациарат; КС вЂ” камера сгорания. ГТД ГАЗ был установлен регулируемый сопловой аппарат (РСА), вымол. непа "северная" модификация двигателя ГАЗ-902.!О, которая при на.
чш!ьной температуре воздуха 0 С имеет мощность 330 кВт и удельный расхоц то!ц!ива 220 — 225 г)'(кВт ч). Исследования позволили заводу еде. пать вывод о целесообразности уже на сегодняшнем этапе развития и освоения АГТД их применения на автомобилях и других видах транс. 64 Удельный расход топлива, г) (кВт ° ч): цри Ре макс минимальный Степень повышения давления воздуха а компрессоре Температура газа перед турбиной, К Расход воздуха через двигатель, кг!с Габаритные размеры, мм; длина ширина высота Габаритная лэощность, кВт/м Масса, кг Уцеаьнаа масса, кг(кнт Модель и фирма-изготовитель ГТД (страна) АСТ !500 ОТ 601 ('Т-!80! ОТ-!80! (вэ"Авко Лайко- ИТИ (США (в Ри т ), риэит 2), минт'* (США) Швеции) ~РР о Ри 1 эррит эрисерч (США) еерч (США) портной, строительной и цобывающей техники, особенно в северных и восточных районах нашей страны.
В конце !970-х — начале 1980-х годов отмечалась резкая активизация абот некотоРых амеРиканских фиРм по созданию двигателей нового поколения для легковых автомобилей. Программы создания этих дви. тигелей разрабатываются и в настоящее время. Узловым пунктом этих программ является широкое применение керамических деталей и узлов горячей части двигателей. К особенностям нового этапа работ относится также и то, что они ведутся применительно к ГТД малой мощности (60 — 75 кВт), хотя еще несколько лет назад считалось экономически целесообразным применение ГТД лишь на тижелых машинах, для которых необходимы большие мощности силовых установок.
Разра. батываемые перспективные двигатели получили обозначение АСТ (Абуаосеб Сзх ТцгЬйтез — перспективные газовые турбины). Основные требования к цим: многотопливность (возможность работать на бензине, авиационном керосине, нефти из горючих сланцев и метаноле); на 30 % лучшая, чем у современных поршневых двигателей внутреннего сгорания, топливная экономичность; низкая токсичность отработавших газов, не превышающая нормы Федерального стандарта США 1985 г.; низкие уровни шума и вибраций; достаточные надежность.и срок службы; низкие капитальные и эксплуатационные затраты; достаточная пр)эемистость и маневренность. Конечной целью одной из программ, выполняемой фирмой ДДА, стоимость которой составит, по оценкам 1980 г., 65 млн. долл., предполагалось создание в 1985 г. ГГД АСТ-100 (см, табл, 2.10). Двигатель предназначен для замены четырех- и шестицилиндровых карбюраторных двигателей на массовых легковых автомобилях.
Путевой расход топлива 'автомобилем с двигателем АСТ-100 должен составлять 5,6 л на 100 км при работе на дизельном топливе, Предполагается, что стоимость ГТД АСТ-100 будет примерно такой же, как и поршневого двигателя внутреннего сгорания. В октябре 1979 г. фирма! "Форд" и 'Тэррит" приступили к выполнению другой программы в том же направлении — к совместной разработке своего варианта АГТД типа АСТ-101 (см. табл.
2.10) Стоимость Работ, рассчитанных ло конца 1985 г., по данным !980 г. составляет 56,6 млн, долл, Автомобиль сГГДАСТ-10! должен иметь такую же управ. ляемость и характеристику, как и автомобиль выпуска !985 г. с поршневым двигателем. В двигателе АСТ-!О! более широко, чем в двигателе АСТ-100, применены керамические материалы. Те же цели, что и при разработке двигателей АСТ-100 и АСТ-101, осуществляются при создании двигателя АСТ.102 (см.
табл. 2.!0) фирмы Крайслер". Однако сведения об этих работах в последнее время отсутствуют. Внедрение керамики вообще характерно лля современного этапа развития АГТД всех классов мощностей. Работы по созданию керамических Узлов и деталей штя ГТД интенсивно ведутся на фирмах "Фольксваген", Даймлер-Бенц" и МТ11 (ФРГ), УЮнайтецтербин" (Швеция), "Ниссан" " койота" (Япония) и др. В резулыате этих работ предполагается обеспеэ-5278 65 „нть основные показатели ГТД различных типов на таком уровне, котоый в 1985 — 1990 годах позволит осуществить их широкое проникнове~е на рынки тяжелых, а в следующие 5 лет и легковых автомобилей !Рис, 2.5, на котором сплошные линии соответствуют развитию АГТД различных типов,при современных экономических и экологических требованиях, штриховые линии соответствуют ускоренному развитию АГТД), обусловленному ужесточением требований к зкономии топ.
дива и охране окружающей среды) . Работы по созданию керамических деталей турбин и камер сгорания начаты в СССР. После стендовых испытаний предполагается приступить к созданию двигателей с керамическими деталями и узлами. Глава грегыь КОНСТРУКЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТАЦИОНАРНЫХ ГАЗОТУРБИННЫХ И КОМБИНИРОВАННЫХ УСТАНОВОК - ЗЛ. Приводные стационарные ГТУ Установки, входящие в состав ГПА, по тепловым схемам делятся на два вида.
Большая часть ГТУ выполнена без теплообменника (рекупера- тора); к ним относится большинство отечественных ГТУ этого типа, а также большинство ГТУ, выпускаемых за рубежом 1см, табл, 2.! — 2,3) . Лишь небольшое число ГПА имеет теплообменники — это отечественные установки ГТ-750-6, ГТК-10; зарубежные ГТУ типов М5262А, М5322ВВ, С%182ВМВ и некоторые другие. Как следует из табл. 2.3, большинство ГТУ для ГПА выполняются двухвальными со свободной ~урбиной низкого давления, приводящей нагнетатель газа.
Это, как правило, установки "тяжелого" (промышлен- ного) типа, которые создаюгся на базе разработанных специализирован- ными заводами конструкций. Исключение составляют слепуюшие ГТУ, выполняемые трехвальными: 1) на базе судовых трехвальных двигателей с высокой степенью повы- шения давления (примером может служить установка типа ГПА-10, см. табл. 2,1); 2) промьпйленного типа, в которых использованы принципы конструи- Рования судовых двигателей и которые также имеют высокие степени "овышсния давления !например, установки ГТН.25 и ГТН-40, табл.
2.!);. 3) создаваемые на базе авиационных двигателей, в которых газо- "енераторами служат преобразованные ТРД нлн ТРДД (ГПА.П-16, Коберра 6056'*, "Коберра 6462*', БВВ-!24, 1.М5000, РТ4С-3 и др., см. абш 2Л, 2.3), Применение двухвальных ГТУ на газопроводах объясняется особен- ност стью нх нагрузки: изменением расхода и степени повышения давления газа а в магистрали, которые регулируются изменением частоты вращении нагие нетателей природного газа, Трехвальные конструкции появляются при больш высо ших степенях повышения давления л, которые трудно получить с к 'секим КПД в одном компрессоре.
Пе ервые отечественные ГТУ для ГПА имели низкую начальную темпера- 67 х о я х Б М к о. о оВ Ьх ~2 х», д е о » Ф х ох х о. х о о о о О м о. о "- х х М о ааа ру газа (970 — 1020 К), и для получения приемлемых КПД в них приенялась регенерация. характерной конструкционно-технологической особенностью первых ГТУ являлось их выполнение по паротурбинному типу: рогоры комп' рес ессоров и турбин выполнялись цельноковаными барабанными, в них прч ,-„-,менялись массивные литые корпуса; выносные подшипники устанав,„,вались самостоятельно (отдельно от корпусов) на фундамент.
Применение цельнокованых барабанных роторов ограничивало окружные ско. эсти на периферии барабана значениями 150 — 180 м/с, приводило к необ„одимости использования многоступенчатых конструкций. Так, в установке ГТ-700-4 при пк = 5 компрессор имел 22 ступени. Для сравнения отметим, что современная ГТУ типа ГТН-25 того же завода при л = 12,5 в двух компрессорах (вьгсокого и низкого давления) имеет 14(7 + 7) ступеней, а зарубежные ГТУ, создаваемые на базе двигателя ВВ.211, прил =19 имеют в двух компрессорах 13 (7+ 6) ступеней.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
