Установка для испытаний маслонасосов системы смазки авиационного газотурбинного двигателя

Установка для испытаний маслонасосов системы смазки авиационного газотурбинного двигателя

Реферат

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установке для испытаний маслонасосов системы смазки авиационного газотурбинного двигателя (ГТД).

Известна установка для комплексных испытаний маслонасосов системы смазки авиационного ГТД в условиях, приближенных к реальным условиям их эксплуатации, содержащая расходный бак и насосы подачи и откачки масла, сообщенные между собой магистралями (Бич М.М., Вейнберг Е.В., Сурнов Д.Н., «Смазка авиационных газотурбинных двигателей», М.: Машиностроение, 1979 г., стр.163, рис.8.1).

Недостатком данной установки является то, что испытания как насосов подачи, так и насосов откачки масла, производятся на «чистом масле», что соответствует реальным условиям эксплуатации лишь для насосов подачи масла. Известно, что насосы откачки масла, которых на двигателе в несколько раз больше, чем насосов подачи (до 10 и более), работают на воздушно-масляной смеси (эмульсии), которая образуется в масляных полостях двигателя в результате перемешивания воздушных потоков, проникающих туда через уплотнения проточной части и систему суфлирования, с распыляемыми масляными форсунками частицами смазки.

Другим недостатком указанной установки является то, что она позволяет проводить лишь наземные испытания маслонасосов, тогда как для имитации высотных условий работы маслонасосов требуется создание в маслосистеме пониженного давления, что на указанной установке невозможно без использования дополнительных вакуумных насосов, что, в свою очередь, приведет к дополнительным энергозатратам и усложнению испытательной установки.

Задачей настоящего изобретения является создание на установке для комплексных испытаний насосов маслосистемы авиационного ГТД условий работы насосов откачки масла, максимально приближенных к реальным условиям их эксплуатации, как при наземных, так и при высотных испытаниях.

Ожидаемый технический результат - повышение качества и точности проводимых испытаний, снижение энергозатрат на проведение высотных испытаний.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что известная установка для испытаний маслонасосов системы смазки авиационного газотурбинного двигателя, содержащая расходный бак с электроподогревателем и магистралью суфлирования с устройством регулировки проходного сечения и насосы подачи и откачки масла, соединенные между собой магистралями, согласно изобретению, дополнительно содержит изолированную сменную камеру с магистралью суфлирования, генератор воздушно-масляной сети, магистраль подключения к источнику сжатого воздуха, при этом вход насоса откачки масла сообщен с выходом изолированной сменной камеры, соответствующей по объему той масляной полости, которую на двигателе обслуживает этот насос, сменная камера снабжена мерным стеклом и магистралью суфлирования с устройством регулировки проходного сечения, вход сменной камеры сообщен с выходом генератора воздушно-масляной смеси, выполненного в виде смесительного устройства, генератор воздушно-масляной сети сообщен магистралями через дроссельные краны с выходом из насоса подачи масла и с источником сжатого воздуха.

Сменная камера по форме может соответствовать форме той масляной полости, которую на двигателе обслуживает этот насос.

В качестве источника сжатого воздуха используют, в частности, источник сжатого воздуха от промышленной сети.

Для регулировки проходных сечений на магистралях суфлирования установлены регулировочные клапаны.

При решении указанной задачи сообщение входа насоса откачки масла с полостью изолированной сменной камеры, объем которой подобран таким образом, что он соответствует реальной масляной полости, обслуживаемой этим насосом на двигателе, и подключение к ней генератора воздушно-масляной сети, где воспроизводится реальное для данной масляной полости процентное соотношение воздуха в масле, позволяет смоделировать на установке условия испытаний насоса откачки масла, максимально приближенные к реальным.

Наличие суфлирующих магистралей на сменной камере и расходном баке с изменяемыми проходными сечениями (например, с помощью регулировочного клапана) позволяет, за счет работы самого насоса откачки и дросселирования (перекрытия) проходных сечений, воспроизводить в сменной камере пониженные давления, соответствующие высотным условиям работы насоса, что, в совокупности с наличием в расходном баке электроподогревателя, дает возможность проводить высотные испытания без использования специальных установок с вакуумными насосами и термобарокамерой (ТБК), исключая таким образом дополнительные энергозатраты и усложнение испытательной установки.

На чертеже изображена принципиальная гидравлическая схема установки для испытаний маслонасосов системы авиационного ГТД.

Установка включает в себя расходный бак 1 с электроподогревателем 2, мерным стеклом 3 и суфлирующей магистралью 4, проходное сечение которой может изменяться с помощью регулировочного клапана 5. Расходный бак 1 магистралью 6 через систему вентильных кранов и гребенку расходомеров 7 сообщен со входом в насос подачи масла 8, выход из которого сообщен через двухходовой кран 9, магистраль 10, фильтр и вентильный кран 11 с верхней полостью расходного бака 1, а через магистраль 12, дроссель 13, систему вентильных кранов и гребенку расходомеров 14 - со смесительным устройством 15. Смесительное устройство 15 через магистраль 16, в которой имеется мерный участок 17 с мерной шайбой 18, подключено через регулирующий клапан 19 к источнику сжатого воздуха от промышленной сети, а через магистраль 20 сообщено со входом в изолированную сменную камеру 21 с смотровым окном 22. Сменная камера 21 имеет суфлирующую магистраль 23 с выполненным в ней мерным участком 24 с мерной шайбой 25, снабженную регулирующим клапаном 26. Выход из сменной камеры 21 сообщен со входом в насос откачки масла 27, выход из которого через магистраль 28, теплообменник, датчик газосодержания в смеси 29, выведен в верхнюю полость расходного бака 1. Для тарировки расходомеров 7 и 14 используется весовое устройство 30.

Установка работает следующим образом.

Перед запуском установки двухходовой кран 9 установлен в положение, когда выход из насоса подачи 8 сообщен через открытый вентиль 11 с расходным баком 1, а магистраль 12 перекрыта. Регулирующий клапан 5 сообщает через суфлирующую магистраль 4 расходный бак 1 с атмосферой, а электроподогреватель 2 включен.

Приводится во вращение насос подачи 8 и масло из расходного бака 1 по магистрали 6 через гребенку расходомеров 7 и раскрытые вентильные краны 9, 11 поступает в расходный бак 1. Из всей гребенки расходомеров 7 с помощью вентильного крана к магистрали 10 подключают тот расходомер, размерность которого позволяет измерять ожидаемую производительность насоса подачи 8. Контроль уровня масла в расходном баке 1 осуществляется через смотровое стекло 3. При этих испытаниях насос подачи 8 работает на «чистом масле», в условиях аналогичных реальным условиям его эксплуатации в составе авиационного ГТД.

Для проведения испытаний насоса откачки 27, не останавливая работу насоса подачи 8, уменьшают частоту его вращения до величины, при которой его производительность будет близка к реальной подаче масла в масляную полость, обслуживаемую этим насосом на ГТД, после чего производят переключение двухходового крана 9, при этом магистраль 10 отсекается от насоса подачи 8, а магистраль 12 сообщается с ним.

Одновременно с переключением двухходового крана 9 приводится в действие насос откачки 27. Масло из насоса подачи 8 через кран 9 попадает в магистраль 12 и далее через дроссель 13, систему вентильных кранов и гребенку расходомеров 14 поступает на вход смесительного устройства 15, к которому по магистрали 16 через регулирующий клапан 19 подводится сжатый воздух от промышленной сети. Наличие в магистрали 16 мерного участка 17 с мерной шайбой 18 и замерами давлений и температуры на нем позволяет рассчитать расход воздуха, поступающего в смесительное устройство 15, а с помощью регулирующего клапана 19 корректировать расход, добиваясь соответствия реальным протечкам воздуха в масляную полость двигателя через уплотнения проточной части и систему суфлирования. Образующаяся в смесительном устройстве воздушно-масляная смесь по магистрали 20 попадает в изолированную сменную камеру 21. Наличие в камере 21 суфлирующей магистрали 23 с мерным участком 24 и мерной шайбой 25, оборудованной приборами замера температуры и давления, позволяет с помощью регулирующего клапана 26 добиваться в камере давления суфлирования, близкого к реальному давлению суфлирования в каждой отдельной масляной полости двигателя. Камера 21 сменная, герметичная, для каждого насоса откачки масла 27 устанавливается своя сменная камера.

Воздушно-масляная смесь, по своим параметрам соответствующая таковой при реальных условиях эксплуатации двигателя, поступает на вход насоса откачки 27 и далее по магистрали 28 через теплообменник и датчик газосодержания в смеси 29 сбрасывается в расходный бак 1.

При испытании насоса откачки 27 с малыми давлениями (высотные испытания) регулирующим клапаном 5 прикрывают суфлирующую магистраль 4 для исключения большого подсоса воздуха в расходный бак 1, а суфлирующая магистраль 23 сменной камеры 21 перекрывается полностью регулировочным клапаном 26, и разрежение в камере относительно окружающей атмосферы создается работой испытуемого насоса откачки масла, который в данном случае выступает в качестве вакуумного насоса. Смотровое стекло 22 в сменной камере 21 позволяет наблюдать за уровнем масла в камере и его поведением.

Использование установки позволяет за счет создания условий работы маслонасосов, максимально приближенных к реальным условиям их эксплуатации в составе маслосистемы ГТД, повысить качество и точность проводимых контрольно-сдаточных испытаний, а также позволяет снизить энергозатраты на проведение высотных испытаний маслонасосов.

1. Установка для испытаний маслонасосов системы смазки авиационного газотурбинного двигателя, содержащая расходный бак с электроподогревателем и магистралью суфлирования с устройством регулировки проходного сечения и насосы подачи и откачки масла, соединенные между собой магистралями, отличающаяся тем, что дополнительно содержит изолированную сменную камеру с магистралью суфлирования, генератор воздушно-масляной смеси, магистраль подключения к источнику сжатого воздуха, при этом вход насоса откачки масла сообщен с выходом изолированной сменной камеры, соответствующей по объему той масляной полости, которую на двигателе обслуживает этот насос, сменная камера снабжена мерным стеклом и магистралью суфлирования с устройством регулировки проходного сечения, вход сменной камеры сообщен с выходом генератора воздушно-масляной смеси, выполненного в виде смесительного устройства, генератор воздушно-масляной смеси сообщен магистралями через дроссельные краны с выходом из насоса подачи масла и с источником сжатого воздуха.

2. Установка для испытаний маслонасосов по п.1, отличающаяся тем, что сменная камера по форме соответствует форме той масляной полости, которую на двигателе обслуживает этот насос.

3. Установка для испытаний маслонасосов по п.1, отличающаяся тем, что в качестве источника сжатого воздуха используют сжатый воздух от промышленной сети.

4. Установка для испытаний маслонасосов по п.1, отличающаяся тем, что в качестве устройств регулировки проходных сечений на магистралях суфлирования расходного бака и сменной камеры установлены регулировочные клапаны.