涡轮发动机是一种利用旋转的机件自穿过它的流体中汲取动能的发动机形式,是内燃机的一种,在飞机上最常见。
这种发动机与活塞式发动机相比具有很多的优点,比如结构简单,容易维护,体积可以做到比活塞式发动机小很多,依然能够提供强劲的动力。最大的优点是它可以支持多种燃料,汽油、柴油、花生油、酒精等所有能够燃烧的液体,都可以为涡轮发动机提供动力。这么好的发动机,为什么不装在汽车上呢?
其实历史上,汽车厂商曾经尝试过涡轮发动机的应用,早在1950年,世界上第一辆燃气涡轮发动机汽车JET1问世,0到百公里加速时间为14秒,最高车速90英里每小时,性能不算高。
世界上第一辆涡轮发动机汽车
克莱斯勒在1962-1964年生产过55辆涡轮发动机汽车,将其中的50台给到公众手里进行了一年多的试驾,最终这些车都被克莱斯勒收回并销毁,只留下9辆作为纪念。至此,克莱斯勒终止了燃气涡轮发动机汽车的探索。
克莱斯勒涡轮发动机汽车
燃气涡轮发动机装在汽车上,的确会有一些问题。首先,最大的硬伤是这种发动机瞬间响应差,即动力输出有延迟,启动时,即使将油门踩到底,发动机也不会即使输出相应的动力。相比之下活塞发动机可以做到实时的油门响应,动力输出非常顺畅。
其次,涡轮发动机的经济工况区间非常窄。在连续转速相对比较高的稳定动力输出情况下,它的燃油效率很高,但在怠速和启停阶段,燃油效率就不那么高了。以装载了涡轮喷气发动机的美军坦克M1为例,其怠速时的单位时间油耗已经是全功率输出的8成以上。
另外,燃气涡轮发动机污染物排放也是一个大问题,主要是氮氧化物的排放。这种发动机的工作温度很高,而氮氧化物的排放量随温度的升高,呈指数级的增长。这带来的排放污染的压力可想而知,尤其是现在排放法规越来越严格的今天。
另外,燃气涡轮发动机的噪音也是不容易解决的问题。克莱斯勒的工程师曾经运用各种手段进行消声,最后做到了不比常规发动机汽车的声音更响。而燃气涡轮发动机特有的声音一直无法避免,好像一个很大真空吸尘器工作时的这种声音,让人无法接受。乘坐飞机时,大家都体验过这种噪声。
将燃气涡轮发动机代替活塞发动机确实不太现实,但并不代表它没有机会应用于汽车。未来不再是想用它来直接驱动,而是尝试运用在混合动力上。采用比较小的燃气涡轮发动机来发电,用来做混合动力汽车还是一个很好的选择。
