Подробно об устройстве автомобилей
В газовой турбине также все подвижные части совершают только вращательное движение. Газовая турбина отличается гораздо меньшими размерами, чем поршневые двигатели той же мощности. Кроме того, газовые турбины всегда работают с большим избытком воздуха, вследствие чего температура сгорания в газовых турбинах гораздо ниже, чем в поршневых двигателях. Поэтому и содержание токсичных веществ в отработавших газах турбин существенно ниже. Газовые турбины практически полностью вытеснили поршневые двигатели в авиации и все чаще применяются в качестве силовых установок в автомобилях. И тем не менее существуют достаточно серьезные препятствия массовому распространению газовых турбин.
Главными недостатками газовых турбин являются более низкий тепловой КПД, а значит и большие удельные расходы топлива. В некоторой мере этот недостаток удается компенсировать установкой теплообменника для подогрева воздуха, поступающего в камеру сгорания турбины. Однако большие размеры теплообменника сводят на нет главное достоинство газовых турбин — их малые габариты. Хотя размеры рабочих колес трубин малой мощности очень малы, но при этом непропорционально велики утечки газов через зазоры, которые практически такие же, как в больших, мощных турбинах. Для увеличения окружных скоростей колес турбины частота их вращения должна быть весьма высокой, что требует увеличения передаточного отношения трансмиссии и ведет к росту шума. Крутящий момент турбины быстро падает с оборотами — это является ее главным недостатком.
Давление газов до турбины ниже, чем давление воздуха на выходе из компрессора. Такая характеристика непригодна для автомобиля. Поэтому для автомобилей используется двухвальная турбина. Такая газотурбинная установка имеет два колеса турбины, одно из них приводит компрессор, а другое — является силовой установкой автомобиля и установлено на отдельном валу. Кроме того, в рассматриваемую силовую установку входит теплообменник, в котором отработавшие газы подогревают воздух из компрессора перед камерой сгорания, что позволяет в некоторой мере увеличить КПД турбины.
Колесо развивает максимальный крутящий момент в состоянии покоя, при этом компрессор и турбина могут вращаться с максимальной частотой. По мере увеличения частоты вращения колеса турбины крутящий момент снижается до некоторой номинальной величины. Такая кривая крутящего момента вполне пригодна для автомобиля.
При эксплуатации газотурбинных силовых установок желательно, чтобы они постоянно работали в режиме номинальной мощности, потому что на частичных нагрузках прогрессивно растет удельный расход топлива. Поэтому газовые турбины чаще всего устанавливают на большегрузные грузовые автомобили или тягачи, причем на таких транспортных средствах силовая установка часто состоит из двух газовых турбин, одна из них постоянно работает на полной нагрузке при движении по ровной дороге, а другая включается только при разгоне или преодолении подъемов. Для автопоездов грузоподъемностью порядка 36 т силовая установка должна иметь мощность, превышающую 300 кВт (400 л. с). Поршневые двигатели такой мощности должны иметь много цилиндров и они слишком велики и тяжелы. Поэтому, начиная с таких мощностей и выше, газовая турбина имеет ряд преимуществ по сравнению с дизелем. В самое ближайшее время следует ожидать появления газовых турбин мощностью 300—550 кВт (400— 750 л. с). При таких мощностях газотурбинная установка имеет размеры и массу приблизительно вдвое меньшие, чем дизель. Поскольку в газовых турбинах смазочное масло не соприкасается непосредственно с открытым пламенем, его старение и выгорание весьма незначительно, так что замена смазки может быть произведена через 160 000 км пробега автомобиля. Срок службы газовой турбины до капитального ремонта достигает 800 000 км пробега автомобиля, что превышает долговечность самого совершенного поршневого двигателя.