Тракторные двигатели будущего

Существенный недостаток поршневых двигателей, несмотря на их высокий кпд,— вибрация под действием неуравновешенных сил инерции и моментов, возникающих при возвратно-поступательном движении поршней.
Борьба с вибрацией осложняется непрерывным ростом частот вращения коленчатых валов, а увеличение числа цилиндров приводит к сложности и высокой . стоимости, увеличению веса и габаритов. Стремление преодолеть эти недостатки ведет к поиску двигателей других конструктивных схем.
К числу двигателей, установка которых на тракторы наиболее вероятна, относятся роторно-поршневые двигатели (РПД), при условии создания для них дизельного цикла — для тракторов малой и средней мощности и газотурбинные (ГТД) — для тракторов большой мощности.
Роторно-поршневой двигатель (рис. 1) состоит из неподвижного корпуса 1, стенки которого омываются охлаждающей жидкостью, а внутренняя поверхность выполнена по специальной кривой — эпитрохоиде (плоской кривой, описываемой точкой подвижной окружности, которая извне касается неподвижной окружности и катится по ней без скольжения). Для впуска и выпуска газов служат отверстия 5 и 6, закрываемые и открываемые ротором 4 так, как это осуществляется в двухтактном двигателе. Ротор жестко связан с шестерней 3 внутреннего зацепления,
которая при работе двигателя обкатывается по неподвижной, центрально расположенной шестерне. 2. Вращаясь вокруг своей оси, ротор совершает сложное движение, а ось, в свою очередь, перемещается при обкатывании большой шестерни по меньшей.
При движении ротора между его поверхностью и стенками неподвижного корпуса образуются три секции I, II, III. Каждая из них играет роль цилиндра поршневого двигателя. При вращении ротора в корпусе объемы секции изменяются от минимального до максимального значения подобно объему цилиндра поршневого двигателя. В результате в каждой секции поочередно совершается рабочий цикл, состоящий из процессов наполнения, сжатия, сгорания и выпуска. Перетекание газов из одной секции в другую устраняется специальными радиальными и торцовыми уплотняющими пластинами.
РПД имеют меньший удельный вес и габаритные размеры в сравнении с поршневыми двигателями, но несколько уступают по удельному расходу топлива. Изготовление РПД менее сложное, чем поршневых двигателей.
На мощные тракторы планируется устанавливать газотурбинный двигатель (ГТД). При достаточно высокой мощности ГТД имеют меньший вес и габариты, меньшие силовые и температурные нагрузки. Как и РПД, ГТД не имеет сложного возвратно-поступательного движения деталей, а только вращательное движение роторов.
Газотурбинный двигатель (рис. 2) состоит из роторного компрессора 3 и его приводной турбины 4, тяговой турбины 5, камеры сгорания 2 и теплообменника 1. Компрессор и турбина привода компрессора имеют общий вал, а тяговая турбина размещена отдельно и имеет свой вал. Между обеими турбинами осуществляется только газовая связь.
Через редуктор тяговая турбина 5 связана с ведущими органами трактора.
Работа ГТД осуществляется следующим образом. Сжатый воздух из компрессора 3 проходит через теплообменник 1, подогревается в нем отработавшими газами и поступает в камеру сгорания 2. Туда же впрыскивается топливо и сгорает. Образовавшиеся газы, нагретые до высокой температуры, перемешиваясь с оставшейся большей частью воздуха, поступают на лопатки турбины 4 привода компрессора 3. Происходит расширение газов и превращение их тепловой и кинетической энергии в механическую работу — вращение турбины, необходимое для привода компрессора, сжимающего воздух.
Газы, выходящие из турбины привода компрессора, обладают достаточно высокой энергией, которая превращается в механическую на лопатках тяговой турбины. Далее газы поступают в теплообменник, отдают честь оставшегося тепла сжатому воздуху и выходят за пределы двигателя.
В ГТД протекают те же самые процессы, что и в поршневом двигателе, однако с той разницей, что происходят они не в цилиндре, а в последовательно расположенных агрегатах, благодаря чему достигаются высокая удельная мощность и относительно простое устройство.
Для владельцев фермерских хозяйств лучший автомобиль Фольксваген Тигуан - экономичный и надежный на все случаи жизни.