Автомат запуска газотурбинного двигателя

Автомат запуска газотурбинного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О п Ñ А::И И)Е >ggI gg

"пс Ц

Союз Советских

Социалмстмческмх е>>ест ублажи

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (>! ) Дополнительное к авт. свид-ву--!

22) Заявлено !4.04.77 (21) 2474290/25-06 с присоединением заявки Ю (23} Приоритет— (51) М. Кл- .

F 02 С 9l00

Государственнн1й ноынтет

СССР пп делам нзойретеннй

<н отнрытнй (53) УДК 621.438-55 088.8) Опхоликовано 05.05.79. Бюллетень № !7

Дата опубликования описания 07.05.79 (,< . .< ) А :тстры

1<. О(БЕРЕГЕHIISI

Г. И. Мушенко и Б. A. Хейфец (71) Заявите.>ь (54) АВТОМАТ ЗАПУСКА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к области автома".:.l:с.ско(о регулирования газотурбинного двигателя, в частности к автоматам запуска двигателя, преимущественно авиационного.

Известно устройство для регулирования хода дозирующей иглы, например автомата запуска газотурбинного двигателя, соединенной с подвижной обоймой сильфопа, содержащее внутренний и внешний регулировочные винты, кинематическп связанные с пружиной начала хода и жестким упором конца хода иглы (!).

В этом устройстве пружина начала хода иглы соединена с внутренним винтом. а упор

ВЬ! ПО;1НЕН В B li 1Е ЦИ. I l!I I )?H < i(СКОГО ПОЯС!С<> па внутреннсй повс<рхнос, и <>боймы и б(т .ка с лысками li l l .,<>)?к по!! i>(>l3.. >xf!<>«1 !1 Bf<«ttlнего ви нт<1. (1(с и(1>(.\< .. Hу?кны и диаметр скрх:l! >i< н I(!ilx-:.;hT!; л<":1;l р::д:,((oм, не большим радиуса его наруж>гой поверхности.

Недостатком такого устройства является появление конденсата в сильфонной полости и его замерзание при отрицательных темпе.ратурах, что существенно влияет на ход дозирующей иглы и препятствует Обеспечснию нормального запуска двигателя.

Наиболее близким к нс!«1ояп!(м) .;.; (>ретению по технической «у>цно(!! гаемому результату является:(в1,>м,l пуска, содержащий дозпрук><пук;.:; ..:<, единенную «чувствпгсльным элем(н ",, м.

5 ющим наружную и внутр flH!oh> ш,i н. li(., ключенпые соогветственнс> к l;ll >«! р,>, l>!xi полного и редуцированного давлеп lя н(>здуха за компрессором, вн Tp(HHH!i поl,л .р<>вочный винт, воздействующий ч«"..., ) к ну начала хода дозирукнцсй lllл.,;

1(< BH?fOP, КОНТаКТ!1P) !OIIК<,;,!,! упором, Выполнс нным на нартжн<>х> " х— лн1>овочном BHIITt (2) .

Нсдос> аткох гакого автомата запуска явля< т(.я возможное заедание дозирующей

I5 иглы HB-за попадания посторонних частиц (песок. Пыль и др.) в прецизионный зазор между дозирующей иглой н ее втулкой при продувке редуктора, осуществляемой в теченио всего полета самолета, для удаления конденсата.

Другим недостатком этого автомата запуска является высокая температура воздуха, поступающего из-за компрес«ора двигателя, 661129

На максимальном режиме работы двигателя температура воздуха в зоне чувствительного элемента достигает =400 С, при такой высокой температуре чувствительный элемент и другие детали автомата становятся менее надежными и срок их службы сокращается.

Целью изобретения является повышение надежности и ресурса работы.

Указанная цель достигается тем, что в автомате запуска магистраль подвода полного давления воздуха подключена к полости пружины, а зона контакта подвижного и жесткого упоров выполнена в виде клапана, и площадь поперечного сечения подвижного упора составляет 0,2 — 0,8 от эффективной площади чувствительного элемента.

На чертеже изображена конструктивная схема данного автомата запуска.

Автомат содержит чувствительный элемент 1, наружная и внутренняя полости 2 и 3 которого подключены к магистралям 4 и 5 полного и редуцированного давлений воздуха за компрессором, внутренний и наружный регулировочные винты 6 и 7, связанные с пружиной 8 регулировки начала хода и подвижным упором 9 конца хода дозирующей иглы 10, и входной и выходной жиклеры 11 и 12. Наружный регулировочный винт 7 и подвижный упор 9 снабжены жестким упором 13 и заслонкой 14, а магистраль 4 подключена к полости 15 пружины 8.

Автомат запуска имеет также пружину 16, фильтр 17 и зону контакта подвижного и жесткого упоров 9 и 13, выполненную в виде клапана со щелью 18 для прохода воздуха в процессе запуска двигателя. Дозирующая игла 10 перемещается во втулке !9.

Автомат работает следующим образом.

На остановленном двигателе давление (Р2) воздуха за компрессором отсутствует.

Чувствительный элемент 1 под воздействием пружины 16 вместе с дозируюн ей иглой 10, размещенный во втулке 19, перемещается вниз, дозирующая игла 10 перекрывает подачу топлива в двигатель.

В процессе запуска двигателя давление (Р2) воздуха за компрессором поступает через фильтр 17 по магистрали 4 в полость

15 пружины 8 и далее через открытую щель

18 — в наружную полость 2, входной жиклер 11, внутреннюю полость 3 и магистраль 5 редуцированного давления (Р2 ) воздуха— к выходному жиклеру 12 в атмосферу с давлением Р>. По мере роста давления воздуха за компрессором чувствительный элемент 1 перемещается вверх одновременно с дозирующей иглой 10, которая вначале открывает проход топлива в двигатель (это регулируется пружиной 8 при помощи внутреннего регулировочного винта 6), а затем увеличивает расход топлива по заданной характеристике.

Увеличение расхода топлива при запуске происходит до тех пор, пока подвижный упор 9 заслонкой 14 не закроет жесткий упор 13. Это положение регулируется наружным регулировочным винтом 7. При посадке подвижного упора 9 на жесткий упор

13 щель 18 для прохода воздуха закрывается, давление в полостях 2 и 3 понижается до атмосферного давления, а пружина 16 стремится переместить подвижный упор 9 вниз.

Однако площадь поперечного сечения зоны контакта подвижного упора при диаметреgl клапана подобрана таким образом, что давление воздуха в полости 15, воздействующее на площадь упора 9, превышает усилие затяжки пружины 16, и подвижный упор 9 оказывается прижатым к жесткому упору 13 до останова двигателя.

После остановки двигателя, в процессе его выбега, подвижный упор 9 перемещается вниз и открывает щель 18, в течение этого периода происходит продувка полостей 2 и 3

20 чувствительного эчемента 1 от возможного образования конденсата.

Таким образом, автомат запуска подготовлен для повторного запуска.

Для своевременного отключения полости 15 от чувствительного элемента 1 в конце хода дозирующей иглы 10 до останова двигателя площадь поперечного сечения подвижного упора 9 при диаметре ) клапана выбирается следующим образом.

36

Составляется уравнение равновесия сил

1 z — Р2 (Fc — Г ) — Х Рер = О, (1) где Р2 — - давление воздуха за компрессором при работе двигателя на малом газе, подаваемое по магистрали 4 (давление в наружной полости 2);

Fe — эффективная плошадь чувствительного элемента 1;

P2 — давление во внутренней полости 3;

Fq — эффективная площадь дозируюшей иглы 10;

KP > — суммарная зтяжка пружин 8 и 16.

Пренебрегая значением F вг..vv ее незначительной величины, получим

Р2 гс . Р2 "с = Л )>.. (."..)

X op = С (Р2 — ) 2). (31

Для прижатия подвижного упора 9, выполненного в виде заслонки 14, к жесткому упору 13 необходимо, чтобы

FlfP ) Рпр 0 F (P2 (4) где Гк,„— площадь поперечного сечения подвижного упора при диаметреД клапана.

Преобразуя давление магистрали 4, получим l (5)

l6)

Для обеспечения высотной коррекци. подачи топлива в двигатель использует я следующее своиство истечения газов.

Если значение величины перепада,давлений воздуха на выходном жиклере 12 ста661129 формула изобретения

ЦН И И П И Заказ 2402/28 Тнраж 627 Подпнсное

Филиал ПП П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 новится докритическим („(— - — ), то

Р редуиированное давлениеиаа (давление во внутренней полости 3) зависит от давления

Р„(атмосферного), т. е. от высоты полета самолета. Следовательно, изменение давления Ра по высотам приводит к изменению величины расхода топлива. I

Наивыгоднейшее соотношение — а для

Р» получения расслоения по высотам составляет Р отсюда

Ра = 1,4Р„. (7) 10

Подставляя уравнение 7 в уравнение 6, получим

> F (1 1 1 Р»

На современных газотурбинных двигателях, требующих установки автоматов запуска, двление Ра воздуха на малом газе составляет 0,8 — 5 кгс/см Подставляя эти значения в абсолютных единицах давления в формулу 8, получим

Гкл = F (02-" 08) (9)

Следовательно, площадь поперечного 26 сеченк: подвижного упора 9 (заслонка 14) состаьляет 0,2 — 0,8 от эффективной площади чувствительного элемента 1.

Такое выполнение автомата запуска позволяет повысить надежность работы, сократить время продувки полостей чувствительного элемента и увеличить ресурс работы.

Автомат запуска газотурбинного двигателя, содержащий дозирующую иглу, соединенную с чувствительным элементом, имеющим наружную и внутреннюю полости, подключенные соответственно к магистралям полного и редуцированного давлений воздуха за компрессором, внутренний регулировочный винт, воздействующий через пружину начала хода дозирующей иглы на подвижный упор, контактирующий с жестким упором, выполненным на наружном регулировочном винте, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и ресурса работы, магистраль подвода полного давления подключена к полости пружины, а зона контакта подвижного и жесткого упоров выполнена в виде клапана, и площадь поперечного сечения подвижного упора составляет 0,2—

0,8 от эффективной площади чувствительного элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 332768, кл. F 02 С 9/04, 1970.

2. Авторское свидетельство № 282826, кл. F 02 С 9/00, 1969.