ガスタービンエンジンはパワーウェイトレシオが非常に優れていますし、燃料だってレシプロエンジンよりも遙に広い範囲で用いれると思うのですが、なぜ自動車では成功しないのでしょうか?

Question

燃費?コスト?保守性?どんな要因が考えられるのでしょうか?
そりゃ燃費はイメージ的に悪そうですが、そこまで悪いモンなんでしょうか?

自分が調べた感じでは、回転数の調整をし難い事と低回転時のトルクが不足するということも要因のうちらしいですけど、電気とのハイブリッドにすればこれらの欠点は改善できるはずです。

エンジンの出力をそのまま車軸に伝えることが困難ならば、ガスタービンを発電に使ったターボ・エレクトリック・ハイブリッドとかはどうでしょうか?

マイクロガスタービンとかもある時代ですし、車を動かす電力くらいは造作も無いかと。これから新世代自動車として出てくる可能性はありますか?
教えてください。

Answer 1

ガスタービンエンジンは高回転での一定回転を維持することで、性能を発揮します。
レシプロエンジンのようにエンジン回転数が低～高まで変化させて使うことはできません。
回転が落ちると失速してしまいます。
直接ガスタービンエンジンの回転出力を駆動に利用するには、変速比が非常に広い変速機が必要となります。
又、ガスタービンエンジンの回転を一定に保つために、大型のフライホイールが必要となります。
戦車のように低速パワーが必要な特殊用途であれば利用価値はありますが、一般車両だと特性を旨く利用するのは困難です。
直接のガスタービンエンジン回転を使わずに、すべて発電に利用するという方法はあります。
シリーズ型のハイブリッドシステムにすることで実現はできますが、発電が必要の無い状態（バッテリーが満充電等）でもガスタービンエンジンを停止することはできないので、燃料消費に無駄が起こります。
ガスタービンエンジンは始動して定常回転になるまでにある程度の時間がかかりますから。
そのため、バッテリーの電荷容量を利用用途に合わせて合理的設計を行う必要があります。
ガスタービンエンジンのガス出力だけで発電しても廃熱が発生します。
効率を上げるためには、コンバインド発電が有効ですが、流石にシステムが超巨大になるので車に搭載するのは現実的ではありません。

超小型の発電専用ガスタービンエンジンをレンジエクステンダーとして使用した電気自動車（シリーズ型ハイブリッド）であれば、実現はできると思います。
Audi A1 e-tronやBMW i3のようなトランクに発電用エンジンを搭載しているのと同じように、発電用超小型エンジンとしての利用となります。

(riverhorse6さんへ)

Answer 2

車を動かす電力って、どのくらい必要か分かってます？･･･

リーフ知ってますよね
アクセル ベタ踏みすれば80Kwh
60Km/hの巡航速度6～7KKwh
エアコンの使用で2Kwh
程度の電力が必要になるんですよ

アコードのエンジンより軽くちっさいエンジンになるのかな･･･

Answer 3

ガスタービンの良し悪しは、概ねご質問者様の書いているとおりです。

回転数の急激な調整が出来ないので、負荷変動が極端に大きな自動車用途とするには、発電＞モーター駆動とするしかありません。

マイクロガスタービンと書かれていますが、アレ見て何kg位に見えますか？
定格出力95kWで数百kgはありますよ。

ガスタービン発電機の保守点検費用、部品代、修理費用は、自動車用エンジンの数十倍です。

運転時間ごとに定期交換する部材費もかさみます。
現在の自動車用エンジンでこのような部材は、タイミングベルトなどごく限られたものだけです。

燃料代も考えると維持費だけで、サラリーマンの年収分かかります。

自動車用に実用化するには、ATのトルクコンバーターやターボチャージャー並みのコストで、タービンブレードを生産、供給、修繕できる体制にならないと・・・

定速走行時とか停車中などの余剰電力の蓄積も大きな問題です。

もし仮に、宅配便で運べるサイズにまで縮小出来て、重量も150kg位までに抑えられたら、アウトランダーPHEVのエンジンと置き換えて、バッテリー容量が低下した時だけ稼働させる方式で、完全、モーター走行が可能になるかも知れませんね。

Answer 4

戦車のエンジンであるから、工事現場用の超大型ダンプのエンジンで
利用する事は可能かも知れないけどさ
燃費と維持費用が、改善されないと難しいだろうな

Answer 5

一番の問題はレスポンスが悪いため、加減速の多い自動車には不向きということです。使えない訳ではありませんが発電機・船舶・航空機といった定常運転やそれに近い状態での運転より著しく燃費が悪化します。
低速トルクについてはガスタービンエンジン(ターボシャフトエンジン)は一種の流体クラッチ(トルク増大作用はないのでトルコンではない)ですから、効率を無視すれば別に問題はありません。
ちなみにインディカー・F1カーに採用されたこともありますし(STPスペシャル・ロータス56)、消費者テスト用としてクライスラーが50台ほど生産したこともあります。他にもローバーなどがプロトタイプを製造していました。
ターボエレクトリックやそのハイブリッドならデメリットは目立たなくなりますが、鉄道用機関車での採用例も殆どない現状での期待は難しいでしょう。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B0%97%E5%BC%8F%E3%82%AC%E3%82%B9%E3%82%BF%E3%83%BC%E3%83%93%E3%83%B3%E6%A9%9F%E9%96%A2%E8%BB%8A
http://www.s-tomoedenki.co.jp/products/building/A06.html

公道を現役で走っているガスタービン車はこのくらいしか知りません。
http://www.hinomaru.co.jp/metrolink/bus/

Answer 6

１９９２年頃に､ボルボが実際にガスタービン･エレクトリック車を試作していますね｡ベースはボルボ８５０で､エンジルームにガスタービンと発電機が収められていました｡走行性能はなかなかのものだったようです｡

ガスタービンエンジンのメリットは､質問者様がご指摘のとおりで､また､エンジン内部での熱の移動が少ないので､熱効率に優れるという特性がありますが､発生する排熱の処理が難しいようです｡また､タービン独特のキーンという高い音が発生する問題もあります｡これらの問題点と､低排ガス化･排ガス浄化が低コストで実現できれば､ガスタービンも有力な次世代エンジンの選択肢になるかもしれません｡

ただ､色々な燃料が使えるとなると､燃料の種類に応じて税金をかけている側からすれば､ちょっと面倒な話になるかもしれません｡そんな事も､ガスタービン普及の足枷になるかもしれませんね｡お役所に普及させる気がなければ､やはり難しいでしょうし｡

Answer 7

騒音と熱とエンジンブレーキがないことがやはり問題でした。
東京丸の内の無料巡回バスはガスタービンハイブリッドでしたよ。