Ограничитель нарастания давления топлива газотурбинного двигателя

 

ОГРАНИЧИТЕЛЬ НАРАСТАНИЙ РАСХОДА ДАВЛЕНИЯ ТОПЛИВА ГАЗОТУРБИННОГО г ДВИГАТЕЛЯ, содержащий программное задающее устройство, выполненное в виде поршня, соединенного с золотником гидравлического усилителя, подключенным к полостям сервопоршня качающего узла и управлягрщей полости, о т- . л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения зксплуатационной надежности, управляющая полость разделена мембраной , кинематически связанной с золотником на две части, одна из которых подключена к выходу качающего узла непосредственно, а другая посредством д)осселирующего. элемента.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

51)5 F 02 С 9/26 (ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕНЙЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (221 ) 3385190/25-06 (22 ) O l 02 ° 82 (46 ) 23, 08. 90, Бюл, 1Ô 31 (72 ) И,Н.Белов, А.Г,Богун, А.Г,Булатов, А,В.:Белобородов и В,В.Дятлов

:, (53 ) 621. 546.55 (088, 8 } (56) Черкасов Б.А. "Автоматика и ре: гулирование воздушно-реактивных дви-: гателей", М., "Машиностроение", )974, с. 150, .(541{57) ОГРАНИЧИТЕЛЬ НАРАСТАНИЙ РАСХОДА ДАВЛЕНИЯ ТОПЛИВА ГАЗОТУРБИННОГО .

Изобретение. относится к области газотурбинных силовых установок, а более конкретно, к области регулиро-. вания и управления газотурбинных ус-, тановок, .Наиболее близким к изобретению по . технической сущности является ограничитель нарастания давления топлива газотурбинного двигателя, содержащий программное задающее устройство (ПЗУ ), выполненное в виде поршня, соединенного с золотником гидравли- ::. ческого усилителя, подключенным к полостям сервопоршня качающего узла . н управляющей полости, Известный ограничитель нарастания, . давления топлива перед форсунками or раничивает в процессе разгона ГТД темп нарастания давления топлива в соответствии с программой, определя- емой производительностью дроссельвых пакетов ПЗУ и жесткостью пружин срав-.

„,80„„1042389 А 1

2.

ДВИГАТЕЛЯ, содержащий программное задающее устройство, выполненное в виде поршня, соединенного с золотником гидравлического усилителя, подклю- ченным к полостям сервопоршня качающего узла и управляющей полости, о т- . л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, управляющая полость разделена мембраной, кинематически связанной с золотником на две части, одна из которых подключена к выходу качающего узла непосредственно, а другая — посредством дросселирующего.элемента, нения, При медленном увеличении давле- С ния топаива перед форсунками ПЗУ успевает перестроиться на новый режим и ограничитель в работу не вступает, При резком увеличении давления топли- ® ва перед форсунками ПЗУ не успевает быстро перестроиться на новый режим и Перезатянуть пружины сравнения, золотниковый усилитель резко поднимается вверх до открытия окон управления М положением сервопоршня наклонной шай- Ж бы, останавливает ее,и далее разгон происходит пропорционально скорости перестройки ПЗУ. При этом ограничи тель пропускает бросок давления топлива, величина которОго определяется зоной перекрытия между окнами во втул- Ъ ке золотникового усилителя по ходу золотника и жесткостью пружин сравнения.

Бросок по давлению топпива, приведенный к крутизне расходной характеристики распределительного клапана, опреде1042389 лает яеличииу броска по. расхорбт топлива, который пропускает ограничитель в двигатель при приемистости, Величина броска по расходу топли™

5 ва для ограничителя может быть умень-.< шена только за счет уменьшения крутизны расходной характеристики распределительного клапана, но при этом вырас" тает вьппе предельно допустимого пере- 1ð пад давления между коллекторами двухканальных Форсунок íà режимах, близких к 1,0 Ве ° и вырастает общий уровень давления за качающим узлом, что уменьшает Ресурс работы качакяцего уз" 15 ла насоса.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности, Указанная цель достигается тем, что в известном ограничителе нараста- 20 ния, давления топлива газотурбинного двигателя, содержащем программное зад ающеее устройство, выполненное в виде поршня, соединенного с золотником гидравлического усилителя, подключен- 25 ным к полостям сервопоршня качающего узл.а и управляющей полости, управляющая полость разделена мембраной, хине матически связанной с золотником на две части, одна из которых подключена 30 к выходу качающего узла непосредствен I но, а другая — посредством дросселирующе го эл емент а.

При резком увеличении расхода топлива при разгоне газотурбинного двигателя вырастает перепад давления на нормированном отверстии, Золотник уси. лнтеля резко поднимается до открытия окон управления положением сервопоршня наклонной шайбы насоса, останавпи- 4, вает его, и далее разгон системы происходит пропорционально скорости перестройки ПЗУ, При этом ограничитель нарастания расхода топлива пропускает бросок расхода топлива, величина 45 которого определяется зоной перекрыТия между окнами во втулке-золотникового усилителя по ходу золотника, жесткостью пружин сравнения и площадью проходного сечения нормированного отвер стия.

Поскольку крутизна расходной характеристики распределительного клапана на величину броска по расходу топпи55 ва уже не влияет, расходная характеристика распределительного клапана выбрана из условия оптимальной работы двухканальной форсунки и снижения об- . щего уровня давления эа качающим узлом.

Величина броска по раСходу таплива при приемнстости может регулироваться во всем диапазоне изменения .режимов эа счет изменения расходной характеристики дроссельного золотникового клапана переменного сечения.

На чертеже изображена принципиапьная схема ограничителя нарастания дав- ления топлива .ГТД.

Ограничитель нарастания давления состоит Hs программного задающего устройства, включающего в себя поршень !, шток 2, дроссельиые пакеты .3, пружины 4 сравнения и кинематически связанный с поршнем 1 золотник 5 гидравлического усилителя. Золотник 5 подключен к полостям 6 и .7 сервопоршня

8 канающего узла.(на чертеже не показан) и к управлякицей полости 9., в которой установлена мембрана 10 кинематически связанная штоком 11 с золотником 5, и управляющая полость 9 на две части 12 и 13, Часть 12 полости подключена к.выходу от качающего узла непосредственно каналом 14, а часть 13 — через дросселирующий элемент, имеющий втулку 15 с отверстием

16 и золотник 17, При резком увеличении расхода топлива при разгоне ГХД вырастает резко перепад.давления на отверстии !6 втулки 15, За счет увеличения перепада давления на мембране 10 золотник

5 гидравлического усилителя резко поднимается вверх и останавливает сервопоршень 8. При этом золотник 5 закрывает слив топлива из надпоршневой полости. поршня 1. Поршень 1 начинает перезатягивать пружины 4 сравнения со скоростью, опредепяемой производи,тельностью дроссельных пакетов За

Скорость перезатяжки пружин 4 сравнения определяет скорость перемещения сервопоршня 8, управляющего положением. наклонной шайбы насоса и, следовательно скоростью нарастания расхо" да топлива. Величина броска расхода топлива, которую пропускает ограничитель нарастания расхода, определяется положением золотника 5 жесткостью пружин

4 сравнения и пнощадью проходного сечения отверстия 16 во втулке 15, Такое выполнение ограничителя нарастания давления топлива на ряде газотурбинных двигателей позволит получить величины броСков по расходу

5 1042389 6 топлива при приемистости.с любого ре- ную расходную характеристику открытия жима, не превьппающих предельнодопусти. второго канала двухканальных форсунок мае, из условия. беспомпажной работы . и снизить общие уровни давления за хакомпрессоров и непревыщения предель- чающим узлом что значительно увели5

Э нодопустимой температуры газов перед чивает ресурс работы качающего узла. турбиной, а также получить оптимапьМ

-50

Корректор С.Шевкун

Техрец M. Моргентал

Редактор M.Ëåíèíà

3 аказ 3087 Тираж 441 Поцписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,301