Автомобільний світ чекає остаточного сходу ДВЗ зі сцени на користь "електричок", а між тим прихильники двигунів внутрішнього згорання все ще тримають в рукаві свій потужний козир – газотурбінний мотор. Який за теперішнього рівня технологій міг би зміцнити позиції паливних агрегатів. Невже ви теж нічого не чули про ГТД?
Про те, чому газотурбінний двигун не прижився на легкових автомобілях, читайте в матеріалі РБК-Україна.
При підготовці статті були використані матеріали Autocentre і "АвтоКрАЗ".
Двигуни на нафтовому пальному в автомобільному світі сьогодні представлені виключно поршневими конструкціями, але ж насправді є ще один дуже цікавий тип ДВЗ – газотурбінні силові агрегати. І були часи, коли їх випробовували на автомобілях, у тому числі в Україні, і у тому числі на легкових.
Принципова відмінність газової турбіни від звичних нам рядних "четвірок", V6 та V8 – в перетворенні енергії спаленого пального в механічну енергію. У поршневому двигуні робочі гази, розширюючись, штовхають поршень, той через шатун тисне на коліна колінчастого валу, вал починає обертатися і тільки після того… - поїхали! Тобто для перетворення поступального руху поршня в обертання колінвала використано кривошипно-шатунний механізм – громіздкий, важкий, з набором проблемних пар тертя і розвиненою системою змащення.
А газотурбінний двигун обходиться без всього цього, йому не потрібні жодні проміжні механізми для перетворення енергії гарячих газів на обертальний момент – гази відразу обертають сам вал, натискуючи на лопатки турбіни. Змащувальна система і система охолодження цим моторам теж не потрібні. Тому кількість деталей у ГТД в 5 разів менша, ніж у поршневого конкурента: клапанів, розподільних валів, шатунів з поршнями немає зовсім, свічка – і та одна на весь мотор.
У підсумку ГТД мають вищу питому потужність, кращі надійність і довговічність, менші габарити і в кілька разів меншу масу. Для легкової машини важливо, що завдяки низькому рівню шумів та вібрацій робота таких двигунів дуже комфортна. З іншого боку, динаміку машинам газотурбінні двигуни забезпечують просто космічну.
Не остання за важливістю особливість – такі мотори невибагливі до якості і навіть типу палива, працюють на бензині, дизелі, а найкращим для них вважається гас. Машині з газовою турбіною в якості трансмісії достатньо простенької коробки передач з двома-трьома передачами, а механізм зчеплення чи гідротрансформатор (якщо коробка-автомат) не потрібні геть.
Найпроблемніша річ такого двигуна – робоче колесо його турбіни, яке дороге у виготовленні, адже воно має витримувати температуру до 1300 градусів С. Другий недолік ГТД – велике споживання палива в режимах часткового навантаження та холостого ходу. Тобто найекономічніший режим для газотурбінного силового агрегата – робота під повним навантаженням, що характерно, наприклад, для вантажівки, але не для легкового авто. Є проблеми і з екологією – перегріте в турбіні повітря виділяє забагато оксидів азоту NOх.
Проте, згаданими недоліками відрізнялися конструкції кінця 1960-х – початку 1980-х років, коли ГТД на реальних машинах активно тестували Chrysler (Turbine Car 1963), Rover, Ford, Fiat, Daimler, Volvo. Свого часу в Кременчуку було побудовано декілька варіантів цілком успішних газотурбінних КрАЗів з колісною формулою 6х6.
Зрозуміло, що за нинішнього рівня технологій більшість хронічних проблем ГТД були б вирішені. Але навіть якщо правильний за сьогоднішніми канонами газотурбінний двигун був би створений, запровадження його у масове виробництво замість поршневих моторів потребувало б багатомільярдних інвестицій від кожного автовиробника. Наприклад, за оцінками того ж Chrysler на запуск в серію ГТД йому потрібно було 1 мільярд – у доларах 1967 року! Сенс таких витрат сьогодні теж не проглядається. Принаймні, поки що.
Добре це чи погано, але напрямок технічного прогресу визначається не тільки характеристиками передових конструкцій, а й масою навколишніх обставин – суспільними настроями, бізнесовою кон’юнктурою, навіть політикою. До речі, буквально в наші дні в Україні експлуатуються сотні машин з цими самими газотурбінними двигунами. На жаль, це не швидкі і комфортабельні лімузини, а основні танки кількох моделей, які використовують армії по обидві сторони фронту.
Нагадаємо, нещодавно РБК-Україна розповідало про п’ять найцікавіших електромобілів з Китаю.