燃气轮机,英文简称GTE,是属于热机的一种发动机。而一般所指的燃气涡轮发动机,通常是指用于船舶(以军用作战舰艇为主),车辆(通常是体积庞大可以容纳得下燃气涡轮机的车种,例如美军主战坦克M1、工程车辆等)。

燃气轮机不需要暖机也没有那么多冷启动问题,在冷天候地区也不需要加防冻液之类。并且支持多种燃料:汽油、柴油、煤油、花生油,几乎任何可燃性液体甚至混合液体都适用。鉴于如此多的优点,作为运输行业的中坚力量,铁路运输肯定也跃跃欲试,但是现在基本看不到燃气轮机的火车,其实早在1969年我国就试制了一台 燃气轮机车——长征型燃气轮机车。1969年,由哈尔滨汽轮机厂、湘潭电机厂、大同机车工厂等单位共同试制了一台长征型燃气轮机车。机车采用简单开式循环的单轴燃气轮机,传动方式为交—直流电传动,可以燃用重油。燃气轮机的额定功率为3000马力,实测热效率为14.4%,机车的构造速度为100公里/小时。除了牵引电动机型号不同外,长征型机车的电传动系统基本与东风4型柴油机车相同。长征型机车在1970年起先后在中国东北、西北、西南地区试验,牵引客、货列车,在其试验结果和研制经验上,中国于1977年又研制了长征2型燃气轮机车。但长征型机车在1980年代初于焦柳铁路一次试验期间意外起火,机车烧毁报废。此后我国逐渐放弃了燃气轮机车的研究。

燃气涡轮机车于第二次世界大战时期就开始试验,于1950、60年代已达高峰期。当时的石油冶炼技术并不发达,加之成品油价格的低廉,燃气轮机车迎来了最好的时光,随着燃料价格飙升(石油危机),发现重油裂解为汽油的方法,燃气轮机车丧失了廉价的燃料,燃气涡轮机车已逐渐淡出。瑞士联邦铁路于1941年导入装有燃气涡轮发电机的Am4/6型机车,为燃气涡轮机首次用于铁路。1960年代至1970年代,英国、法国、西德、捷克斯洛伐克、苏联、美国、加拿大及日本等国曾开发、试制燃气涡轮动力的铁路车辆,但因噪音过大及低负荷时燃料效率不佳等缺点难以突破,在石油危机之后已大多停止开发。但是在我国的邻国苏联,由于气候环境恶劣,对能源的适应性比内燃机车强又不需要易结冰的水的燃气轮机车依旧被看好。燃气轮机能使用较为劣质的燃料,如重油等,而俄罗斯作为石油产出大国,对于油价并不敏感,而且由于冶炼技术的差距,现今的俄罗斯成品油炼制也会剩余大量的劣质残余油,此情况下燃气涡轮机车依然有竞争力。

俄罗斯至今仍然进行燃气轮机车的研究和生产,2006 年,俄罗斯铁路 推出了 GEM-10 切换台 GTEL。 涡轮机使用 液化天然气 (LNG) 运行,最大输出功率为 1,000 kW(1,300 hp)。 GEM-10 具有 C-C 轮排列。 TGEM10-0001 使用于 GEM-10 相同的涡轮机和燃料,是带有 B-B+B-B 轮布置的两单元 (cow-calf) 切换器 GTEL。

Union Pacific 18燃气涡轮机车

2006 年由电力机车 VL15 改造并于 2007 年推出的 GT1-001 货运 GTEL 以液化天然气为动力,最大输出功率为 8,300 kW(11,100 hp)。 一节承载液化天然气罐,一节装有涡轮发电,两节都有牵引马达。机车采用B-B-B+B-B-B轮式布置,最多可以连接三台GT1机车。 2009 年 1 月 23 日,GT1-001 与 159节车厢重达 15,000公吨(14,800长吨;16,500短吨); 2010 年 12 月进行了进一步的重载测试。 在 2011 年 9 月进行的一次试运行中,机车牵引了 170 节货运车厢重达 16,000公吨(15,700长吨;17,600短吨). 2012年,用于调车操作的辅助柴油机被一个蓄能器取代,机车更名为GT1h(其中'h'代表混合动力车)。 GT1h-001 仍然是原型,从未投入生产。

GT1h-002

GT1h-001 的继任者是 GT1h-002。 尽管型号名称相同,但该机车的设计却完全不同,其轮子排列源自 TEM7 柴油调车机车 (BB)-(BB)+(BB)-(BB) ,以及从2ES6电力机车的车身衍生而来的带有开放式液化天然气罐的新车身。 这种串行类型的最大输出功率为 8,500 kW(11,400 hp)。两台 GT1h 机车都在 乌拉尔地区 的 Egorshino 运行。

燃气轮机是核燃料之前的最适合军用设备的动力单元,苏联于1976年服役的T-80坦克率先采用燃气涡轮引擎作为主要动力来源,输出马力达1000匹,SG-1000成为首款输出千匹马力及曾实际使用的坦克引擎,不过在当时可靠性欠佳。于1978年服役的T-80B在1980年改装1100匹马力的改良版,而1985年服役的T-80U使用马力提升至1250匹的GTD-1250。美国于1980年服役的M1艾布兰坦克采用AGT-1500燃气涡轮引擎。发动机输出峰值为1,500 hp(1,120 kW),在该峰值时为2,750 lb-ft(3,754 Nm)的扭矩,发生在3000 RPM。在发动机总成中的10:1减速齿轮组后输出。在1000 RPM时达到3950 lb-ft(5,355 Nm)的最大扭矩。发动机可以使用多种燃料,包括喷气燃料,汽油,柴油和船用柴油。

T-80主战坦克

M1主战坦克

由于没有深入开发,我国的燃气轮机技术还比较落后,希望国家能在动力研发的项目上不怕困难和尝试。有一些被称为点歪了的科技树,其实在某天 某些领域一样会开花结果,

举报/反馈

菖蒲海行舟

523获赞 55粉丝
用指尖聊聊这个璀璨的世界
关注
0
0
收藏
分享