|
Одним из основных недостатков, присущих поршневым двигателям внутреннего сгорания, является неизбежная неравномерность работы двигателя во времени — в течение цикла температуры и давления в цилиндре резко меняются; для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное неизбежно применение кривошипно-шатунного механизма. Средняя скорость рабочего тела относительно двигателя невелика. Все эти обстоятельства не позволяют при создании двигателей внутреннего сгорания сосредоточить большую мощность в одном агрегате.
От этих недостатков свободен двигатель внутреннего сгорания дру-гого типа — газотурбинная установка. Цикл газотурбинной установки состоит из тех же процессов, что и цикл поршневого двигателя внутреннего сгорания, но существеннейшее различие заключается в следующем: если в поршневом двигателе эти процессы происходят последовательно, один за другим, в одном и том же элементе двигателя — цилиндре, то в газотурбинной установке эти процессы происходят в различных элементах этой установки и, таким образом, в ней нет такой неравномерности условий работы элементов двигателя, как в поршневом двигателе. В газотурбинных установках средняя скорость рабочего тела в 50— 100 раз выше, чем в поршневых двигателях. Все это позволяет сосредоточить в малогабаритных газотурбинных установках большие мощности. Термический КПД газотурбинных установок высок. Эти важные преимущества делают газотурбинную установку весьма перспективным двигателем. Пока еще ограниченное применение газовых турбин в высокоэкономичных крупных энергетических установках объясняется в основном тем, что из-за недостаточной жаропрочности современных конструк-ционных материалов такая турбина может надежно работать в области температур, меньших области температур в двигателях внутреннего сгорания поршнего типа (ибо в поршневых двигателях температура рабочего тела меняется во времени и, следовательно, тепловой режим работы поршня, стенок цилиндра и других узлов является не очень напряженным, тогда как в газотурбинной установке многие конструкционные элементы работают в условиях постоянного воздействия высоких тем-ператур); это обстоятельство приводит к снижению термического КПД установки. Дальнейший прогресс в создании новых жаропрочных материалов позволит газовой турбине работать в области более высоких температур.
В настоящее время газотурбинные двигатели широко применяются в авиации, на магистральных газопроводах, на колесных и гусеничных машинах, во флоте, в некоторых странах применяются на железнодорожном транспорте.
|
