Система регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель
Изобретение относится к регулированию газотурбинных двигателей и позволяет повысить надежность, снизить вес и габариты системы регулирования подачи топлива. Сервопоршень 22 задатчика режимов кинематически связан с двухпозиционным сервопоршнем 11 перестройки режима "малый газ" посредством трехплечевого рычага 29 через следящую втулку 23. При положении рычага управления двигателем на режиме "земной малый газ" шток сервопоршня 11 находится в крайнем верхнем положении и через рычаг 29 ограничивает перемещение втулки 23, которая, перекрывая канал 24, определяет положение сервопоршня 22 и соответственно дозирующей иглы 1. В полете элемент перенастройки режима перекрывает слив из полости 10 сервопоршня 11 и он перемещается вниз до упора, через рычаг 29 сдвигая втулку 23 вниз. Давление в полости 26 повышается и сервопоршень 22 перемещается вниз на больший режим, соответствующий "высотному малому газу". Третье плечо рычага 29 служит для ограничения величины расхода на максимальном режиме. 1 ил.
Изобретение относится к системам управления газотурбинными двигателями (ГТД). Известна система регулирования ГТД, содержащая дозирующий элемент подачи топлива, регулятор режима, управляющий расходом топлива, задатчик режима, связанный с рычагом управления двигателем (РУД) и элементом перестройки режима по температуре окружающей среды. Недостатком системы является то, что она не обеспечивает маневренность самолета при его посадке из-за отсутствия перестройки режима "земного малого газа" на высотный "малый газ" и ограничения расхода топлива на режиме "высотного малого газа". Известна система управления двигателем, содержащая дозирующую иглу, ограничитель расхода топлива, выполненный в виде следящей втулки, соединенной с РУД, и задатчик режима в виде мембраны, гидравлически связанной с полостью сервопоршня дозирующей иглы. Недостатком системы является отсутствие перестройки режима "земного малого газа" на "высотный малый газ" и ограничения расхода топлива на режиме "высотного малого газа". Известна также система регулирования подачи топлива в ГТД, содержащая дозатор топлива в виде иглы, гидравлически связанной с регулятором и задатчиком режима, имеющим следующую втулку, соединенную с РУД, и двухпозиционный сервопоршень, управляющая полость которого связана с элементом перестройки режима, а шток кинематически связан с сервопоршнем задатчика режима, причем сервопоршень задатчика режима имеет упор максимального режима. Недостатком известной системы является то, что при непосредственном воздействии штока двухпозиционного сервопоршня на сервопоршень задатчика режимов для его перестановки требуется значительное усилие, которое можно обеспечить, увеличивая эффективную площадь двухпозиционного сервопоршня, сечения подводящих каналов и мощность элемента перестройки. Однако это ведет к увеличению веса и габаритов системы. С другой стороны, оптимальный по габаритам двухпозиционный сервопоршень не обладает достаточным запасом величины усилия, что при возникновении в системе неучтенных сопротивлений (падении давления) приводит к невозможности перестановки сервопоршня задатчика режимов в нужное положение и, следовательно, к отказу агрегата в эксплуатации. Цель изобретения повышение надежности, снижение габаритов и веса системы. На чертеже представлена предлагаемая система. Система содержит дозатор топлива, выполненный в виде дозирующей иглы 1 с сервопоршнем 2 и следящей втулкой 3, соединенной с рычагом управления двигателем и установленной последовательно двухступенчатому золотнику 4 перенастройки режима, ступени которого связаны между собой шарнирно. Одна ступень 5 меньшего диаметра установлена в штоке сервопоршня 2 и ее торец 6 сопряжен с отверстием 7, другая ступень 8 большего диаметра установлена в корпусе и ее торец 9 соединен с управляющей полостью 10 двухпозиционного сервопоршня 11 перенастройки режима "малый газ". Управляющая полость 12 сервопоршня 2 через канал 13, отверстие 7, сопряженное с торцом 6 и следующей втулкой 3, соединена со сливом. Перемещение золотника 4 ограничено регулировочным элементом 14. Кроме того, система содержит регулятор режима, который представляет собой чувствительный элемент 15, замеряющий регулируемый параметр двигателя и соединенный с управляющим элементом 16, связанным с сервопоршнем 2 через гибкую обратную связь. Последняя представляет собой мембрану 17, соединенную с одной стороны с элементом 16 через пружину, а с другой стороны гидравлически с поршнем 18 обратной связи. Полость 19 соединена со сливом через дроссель 20. Задатчик режима состоит из пружины 21, сервопоршня 22 со следящей втулкой 23, в котором выполнен канал 24. Следящая втулка соединена с режимом управления двигателем. Полость 25 сервопоршня 22 через управляющую полость 26, канал 24 и втулку 23 соединена со сливом. На торце сервопоршня 22 выполнен буртик А. Сервопоршень 22 имеет разные эффективные площади в полостях 25 и 26. Узел перенастройки режима "малый газ" выполнен в виде сервопоршня 11, полость 10 которого соединена с полостью под торцом 9 ступени 8 золотника 4 и со сливом через электромагнитный клапан 27, управляемый элементом 28 перенастройки режима, а также трехплечевого подпружиненного рычага 29 с опорой на корпусе, первое плечо которого контактирует с штоком сервопоршня 11, второе с втулкой 23, а третье выполнено с возможностью контакта с упором 30 максимального режима. Второе плечо рычага 29 имеет опорную площадку Б. Система регулирования работает следующим образом. При повороте РУД следящие втулки 3 и 23 перемещаются, например, на увеличение режима. Каналы 13 и 24, соединяющие соответственно управляющие полости 12 и 26 со сливом, перекрываются втулками 3 и 23, давление в полостях 12 и 26 повышается. Сервопоршень 2 с иглой 1 и сервопоршень 22 перемещаются вниз, сервопоршень 2 на увеличение расхода, а сервопоршень 22 на увеличение режима. Сервопоршень 22 перемещается до тех пор, пока полость 26 не соединяется со сливом, пружина 21 перезатягивается на режим, заданный РУД. Под воздействием пружины 21 чувствительный элемент 15 перемещается вниз, воздействуя на управляющий элемент 16, перекрывающий слив из полости 12 сервопоршня 2. Давление в полости 12 увеличивается и дозирующая игла 1 перемещается вниз на увеличение расхода. По достижении заданного режима поступает команда на чувствительный элемент 15. Он перемещается, воздействуя на управляющий элемент 16, канал открывается и соединяет управляющую полость 12 сервопоршня со сливом, сервопоршень 2 перемещается до установки его в равновесное положение, выдавая определенный расход топлива в двигатель через дозирующую иглу 1. Гибкая обратная связь служит для стабилизации переходного режима. При резком перемещении сервопоршня 2 вниз давление в полости 19 возрастает, мембрана 17 перемещается вверх, воздействуя на управляющий элемент 16 через пружину, и слив из управляющей полости уменьшается, уменьшая тем самым скорость перемещения сервопоршня 2. При высоких температурах или выходе из строя регулятора режимов режим двигателя поддерживается ограничением расхода топлива следящей втулкой 3, а на режиме "высотного малого газа" золотником 4. При положении РУД на режиме "земной малый газ" шток сервопоршня 11, находящегося в верхнем крайнем положении, через рычаг 29 ограничивает перемещение следящей втулки 23, которая определяет положение сервопоршня 22. В полете "земной малый газ" перестраивается на "высотный малый газ" по команде, не связанной с РУД. Команда задается элементом 28 перенастройки режима. На клапан 27 поступает сигнал, он закрывается, перекрывая слив, и давление в полости 10 сервопоршня 11 увеличивается и он перемещается вниз до упора, перемещая рычагом 29 следящую втулку 23, которая перекрывает канал 24. При этом давление в управляющей полости 26 увеличивается и сервопоршень 22 задатчика режима из-за разницы эффективных площадей перемещается вниз на больший режим, соответствующий "высотному малому газу". Одновременно увеличивается давление в полости над торцом 9, сила, действующая на торец 9, увеличивается и золотник 4 перемещается вниз. Ступень 5 золотника 4 перемещается вниз и торец 6 перекрывает отверстие 7, соединяющее канал 13 полости 12 со сливом. Давление в полости 12 повышается и сервопоршень 2 перемещается вниз на величину перемещения золотника 4. При перемещении сервопоршня 2 торец 6 сообщает канал 13 со сливом через отверстие 7 и сервопоршень 2 останавливается в равновесном положении. Следовательно, дозирующая игла 1 перемещается на большее значение, соответствующее "высотному малому газу" при этом следящая втулка 3 остается в положении "земного малого газа". Следовательно, величина перемещения золотника 4 определяет величину изменения расхода топлива через дозирующую иглу 1 от "земного малого газа" до "высотного малого газа". Таким образом, при одном и том же положении РУД обеспечивается перенастройка режима "земной малый газ" на "высотный малый газ" с одновременной перенастройкой ограничения расхода топлива на этих режимах. При перемещении сервопоршня 22 задатчика режима вниз на режим максимального расхода буртик А входит в контакт с площадкой Б рычага 29, при этом третье плечо рычага 29 упирается в упор 30. Дозирующая игла 1 занимает положение, соответствующее максимальному расходу. Поскольку сервопоршень 22 неподвижен, дальнейшего перемещения сервопоршня 2 дозирующей иглы 1, осуществляемого управляющим элементом 16, не происходит. В положении дозирующей иглы 1, соответствующем максимальному расходу, происходит размыкание связей штока сервопоршня 11 и следящей втулки 23 с рычагом 29.
Формула изобретения
Система регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель, содержащая установленные в корпусе дозатор топлива, гидравлически связанный с регулятором и задатчиком режима, имеющим следящую втулку, соединенную с рычагом управления двигателем, кинематически связанным с штоком двухпозиционного сервопоршня перенастройки режима "малый газ", управляющая полость которого подключена к элементу перенастройки режима, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, снижения веса и габаритов, она дополнительно содержит упор максимального режима, кинематическая связь задатчика режима со штоком двухпозиционного сервопоршня выполнена в виде подпружиненного трехплечевого рычага с опорой на корпусе, причем первое плечо рычага связано с штоком двухпозиционного сервопоршня, второе со следящей втулкой задатчика, а третье выполнено с возможностью контакта с упором максимального режима.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 02.02.2007
Извещение опубликовано: 10.01.2008 БИ: 01/2008
