محرك توربيني من كرايسلر

محرك كرايسلر التوربيني هو سلسلة من محركات التوربينات الغازية طورتها شركة كرايسلر لاستخدامها في المركبات البرية. في عام 1954، كشفت شركة كرايسلر عن تطوير واختبار ناجح لسيارة بليموث الرياضية الكوبيه، وهي سيارة إنتاجية تعمل بمحرك توربيني. ^{[ 1 ]}

أُجريت اختبارات توربين كرايسلر لأول مرة في عام 1954 وأثبتت نجاحها بما يكفي لإقناع قائد المشروع جورج هوبنر بجدوى المحرك لمزيد من التطوير.

بهدف الحفاظ على القدرة التنافسية السعرية مع المنافسين، سعى الفريق إلى معالجة المخاوف المتعلقة باستجابة دواسة الوقود والضوضاء في المحرك، واستكشاف إمكانية تشغيل سيارة باستخدام محرك نفاث. كذلك، طُوّرت مواد جديدة مقاومة لدرجات الحرارة العالية في غرفة احتراق المحرك، مع الحفاظ على جدوى تصنيعها اقتصادياً على نطاق إنتاج السيارات بكميات كبيرة.

تم تحديد عدد من المزايا؛ إذ أن بساطة تصميم محرك التوربين مقارنةً بمحرك المكبس أدت إلى انخفاض عدد أجزائه من حوالي 300 جزء في المحرك التقليدي إلى 60 جزءًا فقط. ^{[ 2 ]} وقد نتج عن ذلك بشكل أساسي إطالة عمر المحرك، وفترات صيانة أطول، وتحسين كبير في كثافة الطاقة مقارنةً بمحرك تقليدي ذي قدرة مماثلة. كما تم تحديد العديد من عوامل أداء التوربين التي تتفوق على محركات المكبس المعاصرة، ولا سيما سهولة بدء التشغيل في الأجواء الباردة، وانخفاض مستوى الضوضاء والاهتزاز ، ومقاومة التوقف المفاجئ تحت الأحمال المفاجئة.

أُجري أول اختبار ناجح لمحرك توربيني غازي في سيارة (CR1) عام 1954 في ميدان اختبارات كرايسلر. ^{[ 3 ]} وفي عام 1956، نُفذت أول رحلة ناجحة عبر البلاد باستخدام سيارة تعمل بمحرك توربيني، وذلك باستخدام سيارة بليموث بيلفيدير . ^{[ 3 ]}

أدت أعمال هندسية إضافية إلى الجيل الثاني (CR2)، الذي حسّن من كفاءة استهلاك الوقود وزاد من قوة المحرك. ^{[ 3 ]}

في عام 1961، تم تركيب محرك من الجيل الثالث (CR2A) في سيارة دودج دارت موديل 1962 ، والتي نجحت في السير من مدينة نيويورك إلى لوس أنجلوس ، عبر العواصف الثلجية والأمطار والرياح العاتية. ^{[ 3 ]}

تم استخدام محرك الجيل الرابع، المُثبّت في سيارة كرايسلر التوربينية ، عام 1963. يعمل هذا المحرك بسرعة تصل إلى 44,500 دورة في الدقيقة ، وفقًا لدليل المالك، ^{[ 4 ]} ويمكن تشغيله باستخدام وقود الديزل ، والبنزين الخالي من الرصاص ، والكيروسين ، ووقود الطائرات JP-4 ، وحتى الزيوت النباتية . يمكن للمحرك العمل بأي مادة قابلة للاحتراق تقريبًا، و"زعمت كرايسلر أن التوربين قادر على استخدام كل شيء من زيت الفول السوداني إلى عطر شانيل رقم 5. " ^{[ 5 ]} اختبر رئيس المكسيك آنذاك هذه النظرية بتشغيل إحدى السيارات الأولى - بنجاح - على التيكيلا ، بعد أن أكد مهندسو كرايسلر أن السيارة ستعمل بنجاح. ^{[ 6 ]} لا يتطلب الأمر أي تعديلات على نسبة الهواء إلى الوقود للتبديل بين أنواع الوقود المختلفة، والدليل الوحيد على نوع الوقود المستخدم هو رائحة العادم.

يدور التوربين على محامل انزلاقية بسيطة لضمان تشغيل خالٍ من الاهتزازات. وتتيح بساطته إمكانية عمر طويل، ولأن زيت المحرك لا يتسرب إليه أي شوائب ناتجة عن الاحتراق، فلا حاجة لتغيير الزيت. يولّد محرك توربين عام 1963 قوة 130 حصانًا (97 كيلوواط؛ 132 حصانًا متريًا) وعزم دوران فوري يبلغ 425 رطل-قدم (576 نيوتن متر) عند سرعة التوقف، مما يُمكّنه من التسارع من 0 إلى 60 ميلًا في الساعة (97 كم/ساعة) في 12 ثانية عند درجة حرارة محيطة تبلغ 85 درجة فهرنهايت (29 درجة مئوية) - ويمكنه التسارع بشكل أسرع إذا كان الهواء المحيط أكثر برودة وكثافة.      

يُسهّل غياب العديد من الأجزاء المتحركة وعدم استخدام سائل التبريد عملية الصيانة، كما أن العادم لا يحتوي على أول أكسيد الكربون أو الكربون غير المحترق أو الهيدروكربونات الخام . ومع ذلك، يُنتج التوربين أكاسيد النيتروجين ، وقد شكّل الحدّ منها تحديًا مستمرًا طوال فترة التطوير.

تتصل التوربينة الكهربائية، دون محول عزم ، عبر وحدة تخفيض تروس بناقل حركة أوتوماتيكي من نوع TorqueFlite مُعدّل تعديلاً طفيفاً . يوفر تدفق غازات الاحتراق بين مولد الغاز والتوربينة الكهربائية الحرة نفس وظيفة محول العزم، ولكن دون استخدام وسيط سائل تقليدي. ينقل مُستردان حراريان دواران حرارة العادم إلى هواء السحب، مما يُحسّن بشكل كبير من كفاءة استهلاك الوقود. تمنع شفرات الجزء الثابت المتغيرة السرعات القصوى المفرطة وتوفر كبحًا للمحرك عند التباطؤ.

عانى الجيلان الأول والثاني من تأخر استجابة دواسة الوقود وارتفاع درجة حرارة غازات العادم عند التباطؤ، وقد تمكنت كرايسلر من معالجة هذه المشاكل أو التخفيف منها إلى حد ما. مع ذلك، ظل تأخر التسارع مشكلة قائمة، وكان استهلاك الوقود مفرطًا، على الرغم من تحسنه مع كل جيل. كان التسارع ممتازًا بشرط تشغيل التوربين (عن طريق زيادة الطاقة) قبل تحرير المكابح. تميزت سيارة التوربين أيضًا بنظام عادم مصنوع بالكامل من الفولاذ المقاوم للصدأ، وكانت مخارجه مسطحة المقطع العرضي. كان الهدف من ذلك هو توزيع غازات العادم بشكل رقيق وبالتالي تبريدها بشكل أكبر، للسماح للسيارة بالوقوف في حركة المرور دون المخاطرة بإلحاق الضرر بالسيارات التي تليها. كانت غرفة الاحتراق بدائية بمعايير محركات التوربينات النفاثة الحديثة. تم استخدام علبة واحدة ذات تدفق عكسي مزودة بشمعة إشعال قياسية تقريبًا. لو تم تطوير المحرك بشكل أكبر، لكانت غرف الاحتراق الحلقية مع توربين طاقة ثانٍ قد حسّنت من القوة والاقتصاد في استهلاك الوقود بشكل أكبر. يحتوي ناقل الحركة على وضع "التباطؤ" بدلاً من وضع "الحياد". ^{[ 7 ]}

بعد انتهاء فترة اختبار المستخدم، جمعت شركة كرايسلر جميع السيارات، وقامت بتدمير 40 سيارة من أصل 50 سيارة أصلية. احتفظت كرايسلر بسيارتين، ثم أرسلت النماذج المتبقية إلى المتاحف. ^{[ 8 ]}

لم ينتهِ برنامج محركات التوربينات لدى كرايسلر مع سيارة كرايسلر التوربينية. فقد تمّ التفكير في تصميم هيكل كوبيه جديد، والذي أصبح فيما بعد سيارة دودج تشارجر موديل 1966 ، ليكون مناسبًا لمحرك توربيني جديد من الجيل الخامس. ومع ذلك، واصلت كرايسلر تطوير محرك توربيني غازي من الجيل السادس، والذي استوفى أخيرًا معايير انبعاثات أكاسيد النيتروجين الأمريكية ، وقامت بتركيبه في سيارة دودج كورونيت موديل 1966 ، على الرغم من أنها لم تُطرح للبيع للجمهور.

في أوائل سبعينيات القرن الماضي، أنتجت الشركة محركًا أصغر حجمًا وأخف وزنًا من الجيل السابع، وذلك بعد حصولها على منحة من وكالة حماية البيئة الأمريكية لمواصلة تطويره. وفي عام ١٩٧٧، صُنعت سيارة كرايسلر ليبارون توربينية فريدة من نوعها بهيكل خاص، تمهيدًا لبدء الإنتاج. إلا أنه بحلول عام ١٩٧٨، واجهت الشركة صعوبات مالية كبيرة، واحتاج الرئيس التنفيذي الجديد ، لي إياكوكا، إلى ضمانات قروض من الحكومة الأمريكية لتجنب الإفلاس. وكان من بين شروط الحكومة في صفقة عام ١٩٧٩ التخلي عن برنامج التوربينات الغازية، لاعتقادهم بأنه "محفوف بالمخاطر" بالنسبة لشركة سيارات بحجم كرايسلر.

على الرغم من أن قسم السيارات في شركة كرايسلر لم ينتج قط مركبة تعمل بالتوربينات بكميات كبيرة، إلا أن شركة كرايسلر للدفاع (التي أصبحت فيما بعد شركة جنرال دايناميكس لاند سيستمز ) ستستخدم في نهاية المطاف محرك هانيويل AGT1500 غير ذي الصلة في دبابة القتال الرئيسية إم 1 أبرامز .

• CR1 1954 – 1956: بليموث بيلفيدير بأربعة أبواب
  • ~100  حصان (75  كيلوواط)
  • لا توجد مكابح للمحرك
  • قم بزيادة سرعة الدوران ببطء
• CR2 1956 – 1957: 1956 بليموث بيلفيدير ، 1957 بليموث فيوري
  • مُجدِّد أفضل
  • تحسين استهلاك الوقود (18 ميلًا للغالون الأمريكي)
• CR2A 1960 – 1962: سيارة بليموث فيوري موديل 1960، وسيارتان من طراز بليموث فيوري موديل 1962 ، وسيارتان من طراز دودج دارت موديل 1962 ، وشاحنة دودج حمولة 2.5 طن موديل 1961
  • سيارة عرض توربوفلايت
  • 140  حصان (104  كيلوواط)، 375  رطل قدم (508 نيوتن متر)
  • شفرات فوهة قابلة للتعديل
• A831 1963–1966: سيارات كرايسلر التوربينية لعام 1963 (50)
  • 130  حصان (97  كيلوواط)، 425  رطل قدم (576 نيوتن متر)
  • تأخير أقل بكثير
  • 50 سيارة + 5 نماذج أولية. تم تدمير جميعها باستثناء تسعة.
  • الأمثلة الباقية، والموقع، والحالة التشغيلية ^{[ 9 ]}
    • # 991211 - المتحف الوطني للنقل ، سانت لويس، ميزوري - نشط
    • # 991225 - متحف جيلمور للسيارات ، هيكوري كورنرز، ميشيغان - غير نشط
    • # 991230 - متحف والتر ب. كرايسلر ، أوبورن هيلز، ميشيغان - نشط
    • # 991231 - مجموعة خاصة في تير هوت، إنديانا - نشطة
    • # 991234 - متحف هنري فورد ، ديربورن، ميشيغان - غير نشط
    • # 991242 - مجموعة جاي لينو الخاصة في بوربانك، كاليفورنيا ^{[ 10 ] [ 11 ]} – نشطة (أعيد بناؤها بعد عطل) ^{[ 8 ]}
    • # 991244 - متحف التاريخ الطبيعي لمقاطعة لوس أنجلوس، لوس أنجلوس، كاليفورنيا - غير نشط
    • # 991245 - مؤسسة سميثسونيان ، واشنطن العاصمة - غير نشط
    • # 991247 - متحف والتر ب. كرايسلر ، أوبورن هيلز، ميشيغان - نشط
• A875 1964: 1964 بليموث فيوريز (2)
  • يشبه A831 ولكن مع مُجددات أكبر
• الجيل السادس 1964 – 1973: النموذج الأولي دودج تشارجر ، دودج كورونيت 1966 ، سيارات السيدان من فئة B-Body 1973 (3)
  • نفس مواصفات A875 ولكن مع محرك ملحقات منفصل
• الجيل السابع كوبيه 1977: دودج أسبن بأربعة أبواب 1976 (3)، سيارة ميرادا الاختبارية من فئة F موديل 1979، سيارة كرايسلر ليبارون الاختبارية موديل 1980
  • 104  حصان (78  كيلوواط) (يمكن رفعها إلى 125  حصان (93  كيلوواط))

• سام ب. ويليامز
• ويليامز إنترناشونال
• محرك جنرال موتورز ويرلفاير ، سلسلة مماثلة من المحركات النموذجية المعاصرة