Степень повышения давления воздуха в компрессоре влияет на мощностные и экономические показатели двигателя. С ростом максимальной температуры газа оптимальное значение як, при котором достигаются наилучшие эффективные показатели двигателя, повышается. В большинстве современных АГТД применяется одноступенчатый центробежный компрессор, у которого составляет 4-5. Некоторые двигатели имеют более высокие значения як, которые обеспечиваются в осецентробежном или двухступенчатом центробежном компрессоре.

Из компрессора воздух с параметрами, поступает в камеру сгорания, в жаровую трубу которой через форсунку непрерывно под давлением подается топливо. При пуске двигателя с помощью электростартера частота вращения вала компрессора увеличивается до пусковой частоты, и впрыскиваемое топливо воспламеняется от одной или нескольких электрических свечей. После пуска двигателя свечи выключаются, но в камере сгорания продолжается непрерывное устойчивое горение. Процесс сгорания (процесс с-г) происходит при почти постоянном давлении (с некоторым уменьшением давления на выходе из камеры сгорания из-за наличия гидравлического сопротивления камеры). В зону горения подается не весь воздух, поступающий из компрессора, а только часть его, так называемый первичный воздух, который обеспечивает сгорание топлива при коэффициенте избытка воздуха ап = 1,041,5. Температура газа в этой зоне достигает более 2000 К. При такой температуре из-за недостаточной жаропрочности лопаток турбина оказывается неработоспособной. Поэтому в жаровую трубу за зоной горения приходится дополнительно подавать избыточный (вторичный) воздух. После смешения продуктов сгорания с вторичным воздухом температура газа на выходе из камеры сгорания снижается до, при которой обеспечивается нормальная работа турбины. С учетом вторичного воздуха коэффициент избытка воздуха а = 3,544.

В АГТД с неохлаждаемыми рабочими лопатками турбины величина Tz не превышает 1300-1350 К. Для повышения Тг, от которой значительно зависят удельные энергетические и экономические показатели двигателя, применяют различные способы охлаждения лопаток, чаще всего внутреннее их охлаждение воздухом, отбираемым от компрессора. Однако в АГТД сравнительно невысокой мощности и соответственно малой размерности этот способ не применяется из-за трудности реализации охлаждения лопаток малой длины и их высокой стоимости.

Из камеры сгорания газ, обладая запасом тепловой энергии, направляется в турбину, в которой происходит расширение (процесс z-b). При расширении в турбине газ совершает работу, часть которой затрачивается на привод компрессора, а остальная часть (эффективная работа) используется потребителем.

После выхода газа из турбины происходит отвод теплоты в атмосферу при рв — ра = const (процесс Ь-а).

В одновальном ГТД вследствие жесткой связи турбины с компрессором с понижением частоты вращения вала при возрастании внешней нагрузки уменьшается количество

воздуха, поступающего в камеру сгорания. Поэтому, чтобы предотвратить превышение максимально допустимой температуры Tz, необходимо уменьшать подачу топлива. В результате этого крутящий момент двигателя понижается. Такое изменение крутящего момента по частоте вращения принципиально непригодно для транспортной машины со ступенчатой механической трансмиссией. Одновальный ГТД в транспортных машинах можно использовать с бесступенчатой механической, электрической, гидрообъемной трансмиссиями или с гидромуфтой.

Для автомобилей разрабатываются ГТД с теплообменником ( 19. В двухвальном ГТД газ после камеры сгорания последовательно расширяется вначале в турбине привода компрессора, а затем в силовой турбине. Компрессор и его турбина, соединенные валом, образуют турбокомпрессор. Вся работа, совершаемая в турбине, затрачивается на привод компрессора и части агрегатов, установленных на двигателе: топливного насосарегулятора, масляного насоса, насоса гидроусилителя рулевого привода и других вспомогательных агрегатов.

Силовая турбина не имеет механической связи с турбокомпрессором, максимальная частота ее вращения достигает 20 000-30 000 об/мин. Мощность турбины через понижающий редуктор двигателя и трансмиссию передается на привод ведущих колес автомобиля. В двигателе со свободной силовой турбиной с возрастанием внешней нагрузки частота вращения турбокомпрессора остается практически неизменной, а частота вращения силовой турбины уменьшается. Крутящий момент при этом возрастает примерно линейно, достигая максимального значения при полностью остановленной силовой турбине. Отношение максимального крутящего момента к моменту при максимальной частоте вращения силовой турбины (т. е. коэффициент приспособляемости ГТД) равно 2,5-3,0.