Самые экономичные авиадвигатели. Турбовентиляторный двигатель GE90

Двигатели Toyota 1G-GE заменили на посту версию GEU той же серии. При этом компания дефорсировала силовой агрегат, сделала его более надежным и увеличила ресурс. Силовой агрегат отличался достаточно надежной конструкцией и оптимальными показателями мощности для своего объема.

Это 6-цилиндровый агрегат, который впервые появился в 1988 году, а уже в 1993 уступил место более современным и легким моторам. Чугунный блок цилиндров весил довольно много, но при этом демонстрировал традиционную для тех времен надежность и хорошую ремонтопригодность.

Технические характеристики двигателя Тойота 1G-GE

ВНИМАНИЕ! Найден совершенно простой способ сократить расход топлива! Не верите? Автомеханик с 15-летним стажем тоже не верил, пока не попробовал. А теперь он экономит на бензине 35 000 рублей в год!

Наибольшие преимущества всех агрегатов серии, включая их прародителя 1G-FE, скрываются в технических характеристиках. Мотор с обозначением GE оказался одним из самых удачных в своей линейке, пусть и не продержался на конвейере достаточно долго. Вот основные характеристики ДВС и особенности эксплуатации:

Главные проблемы и неприятности с мотором 1G-GE

Несмотря на простую классическую структуру и конструкцию, проблемы с эксплуатацией популярны. На сегодняшний день основной недостаток силовых установок этого типа – возраст. При больших пробегах появляются самые неприятные неполадки, которые крайне дорого и сложно ремонтировать.


Но есть и ряд детских болезней ранней рядной шестерки от Тойота:

1. Головка блока от Yamaha доставляла проблемы, но большим количеством проблем известен мотор GEU – предшественник 1G-GE.
2. Стартер. От возраста этот узел стал доставлять серьезные переживания владельцам авто, да и с самого начала на него было немало жалоб от автомобилистов.
3. Система впрыска топлива. Сама дроссельная заслонка неплохо работает, но инжектор приходится регулярно обслуживать, его система далеко не идеальна.
4. Капитальный ремонт. Вам придется долго искать шатуны, ремонтные поршни, а также аккуратно растачивать блок цилиндров, чтобы избежать его разрушения.
5. Жор масла. На 1000 км этот агрегат после 200 000 км пробега может поедать до 1 л масла, и это считается заводской нормой.

Сам процесс обслуживания и ремонта данного агрегата довольно сложный. Чего стоит только замена коллектора или его восстановление. На сервисе придется провести немало времени, просто чтобы снять устройства для их осмотра. В серии 1G компания Тойота постаралась показать все свои чудеса инженерии. Но GE в этом случае не самый страшный вариант. К примеру, версия 1G-FE BEAMS требует гораздо больше внимания при любых ремонтных работах.

На какие авто устанавливали данный мотор?

Ближайшие родственники этой модели двигателя устанавливались на огромный модельный ряд корпорации. Но для 1G-GE компания нашла лишь четыре основные модели. Это такие модели Toyota, как Chaser, Cresta, Crown и Mark-II 1988-1992. Все автомобили среднего размерного класса, седаны. Мощности и динамики мотора хватало с запасом на данные модели, а вот расход не радовал.

Доступен ли свап на другой агрегат Toyota?

Свап без переделок доступен только в пределах одной серии 1G. Многие владельцы Mark-II или Crown, которые уже заездили родной агрегат до невозможности ремонта, выбирают 1G-FE, который устанавливался на большее количество моделей (к примеру, на GX-81) и доступен сегодня на разборках и в качестве контрактных моторов.

Если у вас есть желание и время, можно также заняться свапом на 1-2JZ, к примеру, а также на . Эти моторы тяжелее, поэтому стоит позаниматься ходовой частью автомобиля, подготовить ряд дополнительных аксессуаров и деталей для замены. На хорошем сервисе свап продлиться не более 1 рабочего дня.

Особое внимание при свапе стоит обратить на настройки ЭБУ, распиновку, а также на различные датчики, такие как датчик детонации. Без тонкой настройки мотор просто не будет работать.

Контрактные моторы – цена, поиск и качество

В данной возрастной категории двигателей гораздо лучше искать мотор на отечественных разборках, где вы можете вернуть двигатель или провести его качественную диагностику в момент покупки. Но контрактные движки также доступны для приобретения. В частности, напрямую из Японии до сих пор поставляют данную серию с довольно демократичным пробегом. Многие моторы пролежали долго на складах.


При выборе учитывайте такие особенности:

• средняя цена уже в России составляет 30 000 рублей;
• пробег проверить практически невозможно, стоит осмотреть свечи, датчики, внешние детали;
• просмотрите номер агрегата, убедитесь в том, что он целый и не подвергался изменениям;
• сам номер набит в нижней части мотора вертикально, искать нужно возле стартера;
• после установки на авто проверьте компрессию в цилиндрах и давление масла;
• при установке б/у агрегата первый раз стоит сменить масло через 1500-2000 км пробега.

Немало проблем возникает с контрактными двигателями с пробегом свыше 300 000 км. Оценивается оптимальный ресурс данного двигателя в 350 000-400 000 км пробега. Поэтому при покупке слишком заслуженного мотора вы не оставите себе достаточного зазора для эксплуатации без проблем.

Мнения владельцев и выводы по мотору 1G-GE

Владельцы автомобилей Toyota предпочитают старые двигатели, которые оказываются очень достойными в плане ресурса и не доставляют значительных проблем в эксплуатации. Стоит обратить внимание на качество сервиса, так как использование плохого масла выводит из строя детали поршневой группы довольно быстро. Некачественное топливо также не для данного агрегата, судя по отзывам владельцев.

Также в отзывах можно увидеть, что многие жалуются на повышенный расход. Следует соблюдать умеренные режимы поездки, учитывая и уважительный возраст техники.

В целом, мотор достаточно надежный, он подлежит ремонту, пусть и довольно сложный по своей конструкции. Если вы покупаете контрактный силовой агрегат, убедитесь в его нормальном пробеге и высоком качестве. Иначе вскоре придется снова вкладывать деньги в ремонтные работы.

Когда самолет Флайер-1, созданный братьями Райт, в 1903 году впервые поднялся в воздух, его приводил в действие четырехцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, мощностью всего в 12 лошадиных сил. В то время Орвил и Уилбур Райт еще даже не могли предположить, что благодаря их усилиями, положившим начало развитию моторной авиации, уже через 110 лет самолеты будут подниматься в воздух с помощью огромных реактивных двигателей, мощность которых превышает мощность двигателя Титаника сложенную с мощностью двигателей первых космических ракет. И к таким двигателям можно отнести двигатели серии GE90 производства компании GE Aviation, которые предназначены для использования в больших авиалайнерах компании Boeing 777-й серии.

Технологии, которые легли в основу создания двигателей серии GE90, были созданы на основе технологий, разработанных в 1970-е года в рамках программы НАСА Energy Efficient Engine. Первые двигатели GE90 дебютировали в 1995 году, подняв в воздух 777-е авиалайнеры компании British Airway. Первые три модели двигателей из серии GE90 обеспечивали тягу от 33.5 тонн (74 000 lbf) до 52 тонн (115 000 lbf). С того момента времени специалисты компании GE Aviation провели ряд улучшений конструкции двигателей и современные варианты, двигатели моделей GE90-110B1 и GE90-115B могут обеспечить тягу более 57 тонн (125 000 lbf). Эти два огромных реактивных двигателя предназначены исключительно для последних и самых больших моделей авиалайнеров Boeing 777 - 777-200LR, 777-300ER и 777-200F.

Самым большим по габаритным размерам является двигатель GE90-115B. Его длина составляет 5.5 метров, ширина - 3.4 метра, а диаметр турбины - 3.25 метра при общем весе двигателя 8282 килограмма. Несмотря на такие габариты и вес, GE90-115B является самым эффективным на сегодняшний день двигателем с точки зрения отношения мощности к количеству потребляемого топлива. Высокая эффективность была получена за счет использования 10-ступенчатого воздушного компрессора, за счет которого турбокомпрессор турбины двигателя позволяет сжать воздушно-топливную смесь до соотношения 23:1.

Конструкция двигателя GE90-115B столь же впечатляюща, как и его технические характеристики. Основным материалом, использованным в двигателе, является матричный композиционный материал, который без разрушения и деформации выдерживает более высокие температуры горения топлива, чем в других двигателях. Высокотемпературное сгорание топлива позволило добиться 10-процентной экономии топлива еще в ранних моделях двигателей, а в более современных моделях этот показатель еще выше.

В дополнение ко всему вышесказанному можно отметить, что с 2002 года двигатель GE90-115B является самым мощным авиационным реактивным двигателем на сегодняшний день, согласно Книге мировых рекордов Гиннеса . Но это не единственный мировой рекорд, который был установлен при помощи двигателя GE90-115B. Самый долгий непрерывный коммерческий перелет, длительностью 22 часа и 42 минуты из Гонконга в Лондон в 1995 году был осуществлен благодаря двигателям GE90-115B. За это время самолет пересек Тихий океан, Североамериканский континент, Атлантический океан и совершил посадку в аэропорту Хитроу.

Машины-монстры - все о самых исключительных машинах, механизмах и устройствах в мире, от громадных средств уничтожения себе подобных до крошечных точнейших устройств, механизмов и всего того, что находится в промежутке между ними .

В настоящее время в гражданской авиации эксплуатируется большое количество различных типов двигателей. В процессе экс­плуатации каждого типа двигателя выявляются отказы и неисправ­ности, связанные с разрушением различных конструктивных элемен­тов из-за несовершенства их конструкции, технологии производства или ремонта и нарушения правил эксплуатации. Разнообраз­ный характер отказов и неисправностей отдельных узлов и агрега­тов при эксплуатации силовых установок в каждом конкретном случае требует индивидуального подхода к анализу их состояния.

Наиболее частыми причинами отказов и неисправностей, приво­дящим к досрочной замене двигателей и в ряде случаев к их вы­ключению в полете, являются повреждения и разрушения лопаток

„пвессора, турбины, кам< р ь°’а, шя, опор двигателя, вра­вшихся механических частей,

Легатов системы регулирования?, смазки двигателя. Поврежде — ‘ 1Я компрессоров связаны зача­лю с попаданием в них посто­ронних предметов и усталостны­ми разрушениями лопаток. Наи­более частыми последствиями по­падания посторонних предметов является забоины и вмятины на

лопатках компрессора, которые создают очаги концентрации на­пряжений и могут привести к усталостному разрушению

Причиной усталостного разрушения лопаток компрессора явля­ется совместное действие статических и вибрационных нагрузок, которые под влиянием концентрации напряжений, вызываемых раз­личными технологическими и эксплуатационными факторами и воздействием окружающей агрессивной среды, вызывают в итоге усталостные разрушения. При эксплуатации двигателей большого ресурса наблюдаются случаи износа лопаток компрессора и уплот­нений, отложения пыли, грязи И солей на лопатках компрессора, что приводит к снижению коэффициента полезного действия двига­теля а уменьшению запаса устойчивости по помпажу.

Для предупреждения отказов двигателей по причине разру­шения компрессоров необходимо контролировать техническое со­стояние лопаток компрессоров при их обслуживании. Конструкция двигателей должна обеспечивать возможность осмотра всех ступе­ней лопаток компрессора.

Наиболее частыми дефектами турбин газотурбинных двигате­лей являются оплавления, трещины, коробление и эрозионно-кор­розионные повреждения лопаток сопловых аппаратов, дисков тур­бин и рабочих лопаток (рис. 14.2). Такого рода повреждениям в первую очередь подвержены рабочие и сопловые лопатки первых ступеней турбин, изменение состояния которых в значительной мере влияет на экономичность двигателей, а интенсивный эрозионно — коррозионный износ существенно снижает прочность и в ряде слу­чаев является причиной обрыва.

Основной причиной интенсивного эрозионно-коррозионного по­вреждения лопаток является попадание в двигатель солей щелоч­ных металлов вместе с продуктами пыли, влаги и продуктами сгорания, которые в условиях высоких температур разрушают защит­ную окисную пленку и способствуют адсорбции серы на поверхно­сти металл - окисел. Вследствие этого при длительной эксплуата­ции двигателей происходит интенсивное сульфидирование материа­ла, приводящее к его разрушению.

Причинами коробления и оплавления лопаток сопловых аппа­ратов и рабочих лопаток турбины является превышение темпера­тур выше допустимых значений при запуске двигателя или неис-

нравности топлшзсрп улирующей аппаратуры, приводящие к завы шеишо расхода топлива Виедре’ иие систем защиты двигателей от превышения температур в де предельных регуляторов те|. перртуры газов (систем ПРТ ОТГ) на газотурбинных двигате­лях второго поколения значи­тельно уменьшает вероятность появлення указанных дефектов.

Одним из наиболее частих дефектов турбин является уста­лостное разрушение рабочих ло­паток. Усталостные трещины ча­ще всего зарождаются в замковой части лопаток, на выходных п входных кромках. Рабочие лопатки турбины эксплуатируются в сложных условиях и подвергаются воздействию сложного спектра динамических и статических нагрузок. В связи с большим коли­чеством запусков и выключений двигателей, а также многократ­ными изменениями режимов их работы лопатки турбины подверга­ются многократным циклическим изменениям теплового и напря­женного состояний.

На переходных режимах передние и задние кромки лопаток подвергаются более резким изменениям температуры, чем средняя часть, в результате чего в лопатке возникают значительные терми­ческие напряжения.

При накоплении циклов нагревания и охлаждения в лопатке могут появляться трещины вследствие термической усталости, по­являющиеся при различной наработке двигателей. При этом глав­ным фактором будет не общее время наработки лопатки, а число повторных циклов изменений температуры.

Своевременное выявление усталостных трещин лопаток турбин при техническом обслуживании значительно повышает надежность их эксплуатации в полете — и предупреждает вторичные разрушения в двигателе при обрыве лопаток турбины.

Камеры сгорания также являются уязвимым конструктивным элементом ГТД. Основными неисправностями камер сгорания явля­ются трещины, коробления и местные оплавления или прогары (рис 14.3). Возникновению трещин способствуют неравномерные нагревы камер сгорания на переходных режимах, неисправности топливных форсунок, приводящие к искажению формы факела пла­мени. Искажение формы факела пламени может приводить к мест­ным перегревам и даже к прогару стенок камер сгорания. Темпе­ратурный режим камер сгорания в значительной мере зависит от режимов работы двигателя. Длительная эксплуатация двигателей па повышенных режимах приводит к повышению температуры стенок камер сгорания и степени неравномерности их нагрева. В связи с этим для повышения надежности двигателей необходимо

соблюдать установи ограничения непрерывной работы двигателей на ш — вишенных режимах

Наиболее характерными дефектами, прнво шцимп к досрочному съему двигате­лей с эксплуатации, а так­же к отказу их в почете, является разрушение спор ротора двигателя, зубчатых передач редукторов ТВД и приводов агрегатов двига­телей. Признаками разрушений указанных элементов двигателей является появление металлических частиц на масляных фильтрах или срабатывание термостружкосигнализаторов

Разрушение шариковых или роликовых подшипников турбины или компрессора происходит вследствие масляного голодания из-за отложения кокса в форсуночных отверстиях, через которые подао дптся смазка к опорам двигателя. Отложение кокса в форсуноч­ных отверстиях происходит прежде всего при остановке горячего двигателя. При прекращении циркуляции масла в нагретом фор сумочном кольце происходит коксование масла Эти явления наблю даются в летние периоды времени и в южных районах страны, т е в условиях высоких температур наружного воздуха.

Причинами разрушения зубчатых передач и шарикоподшипни­ков трансмиссии двигателя является нарушение правил его эксплуа­тации. К ним можно отнести: несоблюдение правил подготовки к запуску двигателей в условиях низких температур (запуск ТВД без подогрева), несоблюдение режимов прогрева и охлаждения и др. При запуске холодного двигателя при высокой вязкости мас­ла может произойти проскальзывание сепараторов подшипников я местный перегрев элементов подшипника. Вывод холодного двига­теля сразу после запуска на повышенные режимы без предвари тельного прогрева может привести из-за разной скорости нагрева внутреннего и наружного колец подшипника к уменьшению зазора ниже допустимого значения (рис. 14.4).

В этом случае внутреннее кольцо нагревается быстрее наружно го, которое сжато корпусом опоры двигателя. При уменьшении зазора ниже допустимого значения возникают местные перегревы обойм и элементов качения, вследствие чего может произойти раз­рушение подшипника.