Nákladní automobily a autobusy SSSR s motory s plynovou turbínou

Plynové turbínové motory (GTE) již dlouho a pevně zaujaly své místo v letectví a stavbě lodí. Proč nemohou „vznešeně zpívající“ motory nahradit „spalovací motory“ v autech? Používají pouze turbíny pro dodatečné vstřikování vzduchu. Pokusy samozřejmě byly a jejich vrchol nastal v 60-70 letech minulého století. Navíc nejen vyvíjeli prototypy, ale dokonce takové stroje příležitostně vyráběli v malých sériích. Snažili se instalovat motory s plynovou turbínou do dálkových traktorů, automobilů a autobusy. Někdy je to docela úspěšné! Ale něco se pokazilo...

Proč je motor s plynovou turbínou tak dobrý?

Výhod je několik a především je to rychlé dosažení vysokých rychlostí - 35 tisíc a více za minutu. I když na druhou stranu to způsobilo zbytečné potíže: bylo nutné nainstalovat objemnou převodovku. Druhou výhodou bylo, že nebylo potřeba používat vratný pohyb. Nejsou zde žádné písty, žádné válce, žádné odpovídající součásti a díly. Díky tomu byl motor spolehlivější a odolnější. Navíc při velké délce měl menší hmotnost. A ještě jedna důležitá výhoda, kterou armáda ocenila, byla nenáročnost pohonné jednotky na palivo: motor absorboval petrolej a naftu se stejnou chutí.


Všechny tyto výhody se staly impulsem pro objevení se experimentálních modelů v různých zemích, včetně SSSR. A pokud při instalaci motorů s plynovou turbínou na osobní automobily byly nejčastěji sledovány dva cíle: demonstrovat schopnosti společnosti a nastavit rychlostní rekordy, pak motory s plynovou turbínou na nákladních vozidlech a autobusech měly nahradit spalovací motory.

Epos motoru s plynovou turbínou

Myšlenka se zdála velmi slibná a v roce 1966 v Sovětském svazu institut NAMI představil turbínový motor s výkonem až 400 „koní“. Automobilový závod Gorky také nezůstal pozadu a vyvinul celou řadu plynových turbínových motorů, které se vyvíjely od 175 do 250 koní. S. Kromě GAZ se do projektu zapojili takoví giganti jako MAZ, BelAZ, KrAZ a mnoho podniků, které dodávaly komponenty. Epos začal!

závod Kremenčug

Nejprve se snažili nacpat turbínu do starého KrAZ-256, ale prostě se tam nevešla. Pak ale přišel nový produkt - 260. model, který měl ne dřevěnou, ale železnou kabinu a velké rozměry.


Projekt financovalo ministerstvo obrany SSSR, které potřebovalo výkonné raketové nosiče. Motor je připraven, ale jsou problémy s převodovkou. Motor s plynovou turbínou vyvíjel 33-35 tisíc otáček a převodovka byla navržena maximálně na 2500. To se v SSSR nevyrábělo, pak se obrátili na Maďary. Namontovali požadovanou převodovku a spojku. S „napasováním“ obrovské převodovky a motoru do rozměrů standardního nákladního vozu byly potíže. Zpočátku to nevyšlo: na konci se „zformovalo“ monstrum KrAZ-E260E s dlouhou kapotou. Testování motoru však přineslo hmatatelné výsledky, které byly více než uspokojivé:

✅ motor je přibližně 2x lehčí než standardní dieselový motor YaMZ
✅ spotřeba paliva ve středních rychlostech byla snížena o 20 %
✅ toxicita výfukových plynů je 3-6krát nižší

Podobných parametrů bylo dosaženo při jmenovitých režimech (to je důležité!). V důsledku toho byla v Gorkém vytvořena Special Design Bureau, která nakonec vyvinula motor GAZ-99 DM. Nové vozidlo obdrželo index KrAZ-E260E.

Problémy

V první řadě se jedná o čistý vzduch, který bylo nutné přivádět do motoru. Armáda si stanovila úkol: motor by měl normálně fungovat, když je hladina vzdušného prachu 1,5 g/metr krychlový. m. Mimochodem: v USA pro armádní nákladní automobily je toto číslo 0,4 g/m3. m. A pak by doba trvání práce neměla přesáhnout XNUMX hodiny. Sovětští inženýři splnili očekávání: byl navržen multicyklonový systém čištění vzduchu, který se úspěšně používá na moderních nákladních automobilech KrAZ.


A navenek se vůz již nijak nelišil od standardního nákladního vozu: kromě dvojice výfuků vedených ven.

Konec eposu

Testy proběhly v roce 1974. Podle dochovaných dokumentů ujel vůz 2500 km. Maďarská transmise vyvolala silnou kritiku, protože neustále padala. Právě schránka se podle oficiálních údajů stala důvodem omezení projektu. Byl tu však jiný názor: uvedené ekonomické parametry byly zachovány pouze při jmenovitém provozním režimu motoru (museli jste jet jako letí самолет - hladký a výkonný). Při akceleraci a brzdění se palivo ničilo v šíleném měřítku (více než 2 l/100 km). To si nemohl dovolit ani SSSR, který byl na palivo štědrý.


A tak už existoval „Ural-375“, který „na rovné, suché dálnici“ spotřeboval 77 l/100 km, navíc 93stupňový benzín. Kolik jich bude ve městě?

BelAZ

Zde byl důvod pro vytvoření nákladního automobilu s motorem s plynovou turbínou poněkud odlišný. Strana si stanovila úkol: vyvinout sklápěč schopný přepravit více než 120 t. Takový gigant vyžadoval motor o objemu 1000 litrů. s., kterou SSSR nevydal. Stejný NAMI se chopil vývoje jednotky a bez dalších okolků ji sestavil z vrtulníku TV2-117 (instalovaného na Mi-8).

Potíže

Převodovku vyrobil stejný institut NAMI. Problémy však nastaly s hlukem, který vydává motor a jednotky s ním spolupracující. Byl vyvinut a implementován celý systém: sací potrubí bylo obloženo speciálním materiálem, byly vyrobeny dva tlumiče: klínový a trubkový, skládající se z válcových kanálů, pokrytých také tlumiči zvuku.


Auto bylo složeno a otestováno. I s palivem něco dopadlo víceméně normálně, na rozdíl od KrAZu. Navzdory zvýšené spotřebě paliva v nuceném režimu sklápěč díky své velké nosnosti slíbil ušetřit nejméně 5 tisíc rublů. v roce.

Výsledek?

Projekt byl uzavřen a důvody byly právě v motoru. Za prvé, jeho výroba byla mnohem dražší než naftové motory. Za druhé, motor letecké plynové turbíny běžel na drahý petrolej. Byly tam také „maličkosti“, jako obrovské čističky vzduchu, které snižovaly výkon. Nejdůležitější je ale malý zdroj. Bylo to jen 2-4 tisíce hodin versus 15-20 tisíc u dieselových motorů. BelAZ se k tématu jednotek s plynovou turbínou nevrátil.

Autobus Turbo-NAMI-053

Rozhodnutí vybudovat experimentální „jednotku veřejnosti doprava“ byl přijat na konci 50. Za základ byla vzata karoserie tehdy populárního ZiS-127, který brázdil meziměstské trasy. V roce 1959 byl vůz připraven. Jedná se o autobus s testovacím zařízením, určený pro 10 výzkumníků. V motorovém prostoru byla turbína s kapacitou 360 „koní“ (to je 2krát více než standardní dieselový motor), spárovaná s dvoustupňovou automatickou převodovkou. Elektrárna zrychlila třináctitunový autobus na tehdy nepředstavitelnou rychlost 13 km/h.


Motor běžel na naftu, petrolej nebo benzín. Prostě nějaké „super kombi“! Zároveň se motor snadno nastartoval v jakémkoli mrazu, zahřál se během minuty a okamžitě dodával teplo do kabiny. Což je pro ruské klima velmi důležité. Byly případy, kdy po nočním nečinnosti při -26° naskočila turbína za 30 sekund. Celkem autobus ujel 5 tis km a celou tu dobu motor běžel hladce, bez přerušení, s minimálními vibracemi.

Problémy a konec projektu

Vážným problémem, který se nepodařilo úspěšně vyřešit, byla důkladná filtrace vzduchu vstupujícího do turbíny. Na střeše autobusu bylo umístěno speciální nasávání, ale to problém nevyřešilo: byl zapotřebí objemný čisticí systém.


Turbína pracovala s ostrým přechodem z nízkých do vysokých otáček: kvůli tomu bylo obtížné ovládat auto, navíc chybějící spojka neumožňovala brzdění motorem a destičky se rychle opotřebovávaly. Dalším důvodem je nadměrná spotřeba paliva (konkrétní údaj není znám).

Závěry

Zbývá konstatovat: motory s plynovými turbínami pro masový automobilový průmysl jsou slepým odvětvím. Ke stejnému závěru došli i v USA a Evropě, kde se také pokusili podobné motory přizpůsobit nákladním a osobním automobilům. Úspěšnější byly vzácné pokusy vybavit sportovní vozy a vojenskou techniku ​​motory s plynovou turbínou.