Система регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель

Система регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель

Реферат

Изобретение относится к области управления подачей топлива в газотурбинные двигатели.

Известна система регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель (см. патент РФ №2230922, Мкл. F02C 9/26, 2002 г.), содержащая насос, дозатор, выполненный в виде дозирующей иглы с сервопоршнем, каналом питания и электрическим датчиком положения, электронный регулятор, электрогидропреобразователь, гидравлическое сопротивление, выполненное в виде дросселя, соединенного с управляющей полостью сервопоршня дозирующей иглы, селектор переключения с основного на резервное управление, клапан постоянного перепада на дозаторе, задатчик командного давления в виде пневмогидропреобразователя и двух последовательно установленных жиклеров переменного сечения и управляющий клапан сравнения, соединенный пружиной с дозатором.

Недостатком данной системы является то, что при работе как основного, так и резервного регуляторов имеются постоянные утечки топлива через управляющую кромку клапана сравнения и через последовательно установленные жиклеры задатчика командного давления, а также достаточно большой оперативный расход топлива, необходимый на управление дозатором.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в сокращении утечек перекачиваемого насосом топлива и упрощении регулирования подачи топлива.

Для достижения этого технического результата в системе регулирования подачи топлива, содержащей электронный регулятор, насос, дозатор топлива в виде дозирующей иглы с сервопоршнем, датчиком положения дозирующей иглы и каналом питания сервопоршня с установленным в нем гидравлическим сопротивлением, электрогидропреобразователь, золотник-селектор переключения с основного на резервное управление, клапан постоянного перепада давлений на дозаторе, пневмогидропреобразователь, задатчик командного давления в виде двух последовательно установленных жиклеров переменного сечения, управляющий клапан сравнения, соединенный пружиной с дозатором, гидравлическое сопротивление выполнено в виде двух установленных параллельно дросселей, один из которых связан с управляющей полостью сервопоршня дозирующей иглы через золотник-селектор переключения с основного на резервное управление, канал питания сервопоршня через золотник-селектор соединен с управляющей кромкой пневмогидропреобразователя.

Отличительные признаки, а именно, выполнение гидравлического сопротивления в виде двух параллельно установленных дросселей, один из которых соединен с управляющей полостью сервопоршня дозирующей иглы через золотник-селектор, а также соединение канала питания сервопоршня через золотник-селектор с управляющей кромкой пневмогидропреобразователя, позволяют золотнику-селектору отключать или управляющую кромку клапана сравнения и пневмогидропреобразователь (работает электронный регулятор), или сопла электрогидропреобразователя (резервное управление), что значительно уменьшит утечки по насосу, т.к. исключит утечки по переменному жиклеру задатчика командного давлении и управляющей кромке клапана сравнения при работе от электронного регулятора и по соплам электрогидропреобразователя при работе на резервном управлении, а также упрощается регулирование подачи топлива за счет уменьшения оперативного расхода топлива, необходимого для управления дозатором на малой частоте вращения, позволяющего непереразмеривать шестеренный качающий узел.

Предложенная система представлена на чертеже и описана ниже.

Система содержит электронный регулятор, топливный насос 1, дозатор топлива, выполненный в виде дозирующей иглы 2 с сервопоршнем 3, образующим управляющую полость 4, каналом питания 5 с установленным в нем гидравлическим сопротивлением и датчиком 6 положения дозирующей иглы, связанным с электронным регулятором. Электронный регулятор соединен с электрогидропреобразователем 7, имеющим управляющее 8 и компенсационное 9 сопла.

Гидравлическое сопротивление выполнено в виде двух параллельно установленных дросселей 10 и 11, причем дроссель 11 через золотник-селектор 12 переключения с основного на резервное управление связан с управляющей полостью 4 дозатора. На дозаторе топлива установлен клапан 13 постоянного перепада давлений.

Задатчик командного давления выполнен в виде двух последовательно установленных жиклеров 14 и 15 переменного сечения с междроссельной камерой 16. Управляющий клапан сравнения 17 пружиной 18 соединен с дозатором. Пневмогидропреобразователь выполнен в виде рычага 19 с вакуумированным сильфоном, к которому по каналу 20 подведено давление в компрессоре Р*₁. На выходе из насоса установлен клапан постоянного давлений 21, связанный через золотник-селектор 12 и жиклеры 14 и 15 с полостью низкого давления на входе в насос 1.

Канал 22 служит для соединения полости 4 через золотник-селектор 12 или с каналом 23 и с управляющим соплом 8 или с каналом 24 и управляющей кромкой 25 клапана сравнения 17. Золотник-селектор 12 (в зависимости от своего положения) соединяет канал 5 сервопоршня 3 или с каналом 26,дросселем 10 и компенсационным соплом 8 или с каналом 27, управляющей кромкой 28 пневмогидропреобразователя и полостями 29, 16 и управляющей полостью 30 клапана сравнения 17.

Для переключения золотника-селектора 12 служит электромагнитный клапан 31, управляющий сливом топлива из полости 32 под золотником-селектором 12 после дросселя 33.

При работе электронного регулятора электромагнитным клапан 31 открывает слив топлива из полости 32, снижая тем самым в ней давление, пружина перемещает золотник-селектор 12 вниз и соединяет канал 22 с каналом 23 и управляющим соплом 8 электрогидропреобразователя 7, одновременно он соединяет канал 5 с каналом 26 и с компенсационным соплом 9. При этом в работу включается дроссель 33, который совместно с дросселем 10 обеспечивает максимальную скорость перемещения иглы 2 при закрытом или открытом сопле 9 электрогидропреобразователя 7. Каналы 24 и 27 от высокого давления отключены.

По электрическому сигналу от электронного регулятора изменяется проходное сечение сопла 8, соответственно изменяется давление в полости сервопоршня 3, перемещая дозирующую иглу 2 до тех пор, пока электрический сигнал от датчика положения 6 не достигнет уровня, заданного электронным регулятором при переводе двигателя на другой режим работы.

В случае отказа электронного регулятора электромагнитный клапан 31 обесточивается и закрывает слив из полости 32, возросшее давление в которой переместит золотник-селектор 12 вверх, при этом канал 22 отсоединится от канала 23 и соединится с каналом 24, а канал 5 отсоединится от канала 26 и соединится с каналом 27. Дроссель 11 из работы исключается.

Пневмогидропреобразователь выдает командное давление, пропорциональное давлению воздуха Р*₁, которое поступает в полость 30 скорректированным жиклером 15 по положению РУД. Изменение положения РУД изменяет давление в полости 30, клапан сравнения 17 перемещается, изменяя сечение по управляющей кромке 25 и затяжку пружины 18. Управляющая кромка 25 через каналы 24 и 22 изменяет давление в полости 4 сервопоршня 3, дозирующая игла 2 перемещается, изменяя затяжку пружины 18, до восстановления равновесия на клапане 17, при котором сервопоршень 3 останавливает иглу 2 в положении, соответствующем новому положению РУДа.

Таким образом, подключение через золотник-селектор каналов управления положением дозирующей иглы 2 обеспечивает исключение утечек по дросселю 10, по управляющей кромке 25 при работе от электронного регулятора и исключение утечек по соплам 8 и 9 электрогидропреобразователя 7 при работе на резервном управлении, а также упрощает регулирование подачи топлива за счет снижения оперативного расхода топлива, необходимого для управления дозатором.

1. Система регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель, содержащая насос, дозатор топлива в виде дозирующей иглы с сервопоршнем, датчиком положения дозирующей иглы и каналом питания с установленным в нем гидравлическим сопротивлением, электрогидропреобразователь, золотник-селектор переключения с основного на резервное управление, клапан постоянного перепада давлений на дозаторе, пневмогидропреобразователь, задатчик командного давления в виде двух последовательно установленных дросселей переменного сечения, управляющий клапан сравнения, соединенный пружиной с дозатором, отличающаяся тем, что гидравлическое сопротивление выполнено в виде двух параллельно установленных дросселей, один из которых соединен с управляющей полостью сервопоршня дозирующей иглы через золотник-селектор.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что канал питания сервопоршня через золотник-селектор соединен с управляющей кромкой пневмогидропреобразователя.