2.3. Устройство гтд

Схема конструкции газотурбинного двигателя судовой установки ГТУ - 20 мощностью 8700 кВт приведена на Рис. 30.

Рис. 30. Схема судового газотурбинного двигателя легкого типа

Компрессор высокого давления приводится во вращение турби­ной высокого давления, компрессор низкого давления - турбиной среднего давления (вал проходит внутри вала КВД - ТВД). Турбина винта вырабатывает полезную мощность, которая через рессору 13 и редуктор 14 передается винту. Все три турбины имеют различную частоту вращения. Для передачи мощности от пусковых электродвигателей и для привода навешенных вспомогательных механизмов служат передняя 2 и основная 3 коробки приводов. Маслоагрегат 15 также получает энергию от вала компрессора. Все элементы ГТД смонтированы на общей раме 16. Окружающий воздух эжектируется уходящими газами и, проходя между кожухом и корпусом двигателя, охлаждает эти элементы.

2.4. Гту со свободнопоршневым генератором газа

Двухтактный ДВС совместно с поршневым компрессором образует так называемый свободнопоршневой генератор газов -СПГГ, который снабжает газовую турбину рабочим телом (газами) с высокими значениями давления и температуры. Такой комбинирован­ный двигатель, схема которого изображена на Рис. 31 позволяет в области высоких значений температур и давлений, исполь­зовать поршневой агрегат, а в области низких давлении и больших расходов - газовую турбину.

Рис. 31. Схема газотурбинного двигателя со свободнопоршневым генератором газа

Принцип действия ГТУ с СПГГ заключается в следующем. Воздух сжимается в компрессоре 2 и подается в воздушную емкость 3, откуда попадает в цилиндр дизеля 4. Поршни компрессора жестко соединены с поршнями дизеля, которые движутся в разные стороны и образуют в средней части цилиндра камеру сжатия. Кинематической схемой синхронизируется движение поршней. Топливо подается в цилиндр через форсунку 5. Рабочий процесс совершается за два хода поршня, как и в двухтактном ДВС. После совершения рабочего хода поршни сходятся под действием работы сжатого воздуха, находящегося в воздушной буферной ёмкости 1. Газы из цилиндра попадают в газовую турбину 6, которая, через редуктор 7 передает крутящий момент на движитель 8, и после расширения в турбине удаляется в атмосферу.

2.5. Компрессоры Назначение, классификация

Компрессором называют машину, предназначенную для повышения давления газа и для его перемещения за счет подведен­ной механической энергии.

По принципу действия компрессоры разделяют на лопаточные (турбокомпрессоры) и объемного действия. В лопаточных компрессорах давление рабочей среды повышается за счет преобразования подведенной механической энергии от вращающихся рабочих лопаток к потоку воздуха (газа) движущемуся в межлопаточных каналах. В компрессорах второго типа давление повышается за счет уменьшения объема, занимаемого воздуха (газа), под действием перемещающейся детали, например поршня.

По конструктивному исполнению компрессоры различают на: центробежные, осевые и комбинированные.

Объемные компрессоры в зависимости от характера движения рабочего органа делятся на поршневые и ротационные.

По параметрам компрессоры характеризуются производитель­ностью - массовой или объемной:

- степенью повышения давления;

- скоростью перемещения рабочих органов - частотой вращения ротора или скоростью движения поршня.

По назначению различают компрессоры газотурбинных двигате­лей, компрессоры наддувочных и продувочных агрегатов.

Компрессоры судовых ГТУ должны отвечать следующим требованиям: создать необходимую степень сжатия при возможно большем к. п. д.; подать в камеры сгорания непрерывный поток воздуха; быть всережимными; то есть иметь как можно меньшую чувствительность к изменениям режимов работы от пуска до полного хода. Этим требованиям больше всего удовлетворяют осевые и центробежные компрессоры. Оба типа компрессоров относятся к классу ротативных лопаточных машин. В осевом компрессоре сжатие потока движется параллельно оси, в центробежном - от центра к периферии.