Система регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель

 

Изобретение относится к системам управления газотурбинными двигателями, в частности к системам реверса двигателей, сокращающим пробег самолета при посадке. Целью изобретения является повышение надежности в работе, снижение габаритов и веса, упрощение управления режимом реверса. Система регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель содержит установленные в корпусе дозатор в виде иглы 1 с сервопоршнем 2 и следящей втулкой 3, задатчик режимов в виде штока 4 с сервопоршнем 5 и следящей втулкой 6, переключатель режима в виде золотника 7, элемент перестройки режима, выполненный как поворотный золотник 8 и регулятор режима в виде пары сопло-заслонки 9, имеющей чувствительный элемент 10. На реверсе валик 24 разворачивается на определенный угол. При этом по команде от ручки управления двигателем створки реверсного устройства двигателя закрываются, золотник 22 поворачивается и управляющее давление через жиклер 23 подается в полость 21 золотника 7, отсекая слив из полости 21 через отверстие 30 золотника 22. Движение сервопоршня 5 происходит до тех пор, пока не откроется сечение, образованное кромкой канала 16 и кромкой втулки 6, происходит слив из полости 15. 1 ил.

Изобретение относится к системам управления газотурбинными двигателями (ГТД), в частности к системам реверса ГТД, сокращающим пробег самолета при посадке. Известна система управления ГТД, содержащая дозирующую иглу, ограничитель расхода топлива, выполненный в виде следящей втулки, связанной с рычагом управления двигателем (РУД) и задатчик режима в виде мембраны, гидравлически связанной с полостью сервопоршня дозирующей иглы. Недостатком системы является отсутствие перестройки на режим "малого" и "большого реверса" и ограничения расхода топлива на режиме "большой реверс". Известна также система регулирования подачи топлива в ГТД, содержащая дозатор в виде иглы, гидравлически связанный с задатчиком режима, имеющим следящую втулку, связанную с РУД, и переключатель режима в виде поршня, кинематически связанного с задатчиком режима, причем управляющая полость поршня переключателя связана с элементом перестройки режима, а задатчик имеет упор максимального режима. Недостатком известной системы является то, что при непосредственном воздействии поршня переключателя режима на сервопоршень задатчика режима для его перестановки требуется значительное усилие, которое можно обеспечить, увеличивая эффективную площадь поршня переключателя, сечения подводящих каналов и мощность элемента перестройки. Однако это ведет к увеличению веса и габаритов системы. С другой стороны оптимальный по габаритам поршень не обладает достаточным запасом величины усилия, что при возникновении в системе неучтенных сопротивлений или падении давления приводит к невозможности перестановки сервопоршня задатчика режима и к отказу агрегата в эксплуатации. При введении в действие переключателя режима и работе на включенном режиме летчик вынужден пользоваться не только РУД, но и кнопкой включения элемента перестройки режима, что создает определенные неудобства и усложняет управление двигателем. Кроме того, сервопоршень задатчика режима имеет помимо кинематической связи с поршнем переключателя отдельную кинематическую связь с упором максимального режима, что ведет к конструктивному усложнению. Цель изобретения повышение надежности в работе, снижение габаритов и веса системы, упрощение управления режимом реверса. Это достигается тем, что в известной системе регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель, содержащей корпус и установленные в нем дозатор топлива, гидравлически соединенный с регулятором и задатчиком режима в виде сервопоршня и следящей втулки, установленной на выходе канала управляющего давления сервопоршня и кинематически связанной с кулачком на валике рычага управления двигателем, элемент перестройки режима с приводом, упор максимального режима, переключатель режима с золотником, кинематически связанным с задатчиком режима и управляющей полостью, сообщенной с элементом перестройки режима, валик рычага управления двигателем снабжен конической шестерней, взаимодействующей с приводом элемента перестройки режима, а кинематическая связь задатчика режима и золотника переключателя режима выполнена в виде подпружиненного трехплечего рычага с опорой на корпусе, контактирующего одним плечом с золотником переключателя режима, вторым плечом со следящей втулкой, а третьим с упором максимального режима, при этом кулачок задатчика режима на валике рычага управления двигателем выполнен с возможностью размыкания кинематической связи профиля кулачка со следящей втулкой на режиме реверса. Положительный эффект при использовании изобретения достигается за счет того, что силы, потребные для перестановки следящей втулки, на порядок меньше, чем силы, которые необходимы для перестановки сервопоршня задатчика режима в положение режима реверса. Это позволяет гарантированно переключать задатчик на реверс при меньших габаритах системы. Управление системой при переходе на режимы реверса упрощается, так как переход осуществляется движением РУД в сторону, противоположную установлению режимов прямой тяги без дополнительных манипуляций. Сущность изобретения поясняется чертежом. Система содержит установленные в корпусе дозатор в виде иглы 1 с сервопоршнем 2 и следящей втулкой 3, задатчик режимов в виде штока 4 с сервопоршнем 5 и следящей втулкой 6, переключатель режима в виде золотника 7, элемент перестройки режима, выполненный как поворотный золотник 8, и регулятор режима в виде пары сопло-заслонка 9, имеющей чувствительный элемент 10. Управляющая полость 11 сервопоршня 2 через канал 12, выполненный в игле 1, на выходе из которого установлена следящая втулка 3, а также посредством сопла-заслонки 9 соединена со сливом. Полость под торцом сервопоршня 2 через гибкую обратную связь в виде мембраны 13 связана с соплом-заслонкой 9 регулятора режима и соединена со сливом. В полости 11, 14 сервопоршня 2 подведено управляющее давление. Управляющая полость 15 сервопоршня 5 задатчика режима через канал 16 в штоке 4 и установленную на нем следящую втулку 6 соединена со сливом, а полость 17 под сервопоршнем 5 с управляющим давлением. Полости 15 и 17 сообщены между собой дроссельным отверстием. Cервопоршень 5 задатчика режима посредством пружины 18 соединен с чувствительным элементом 10 регулятора режима. Шток 4 задатчика режима имеет буртик А, между которым и втулкой 6 размещено плечо Б трехплечего рычага 19, установленного на корпусе. Плечо В рычага 19 выполнено с возможностью контакта с упором 20 максимального режима, а плечо Г контактирует с золотником 7 переключателя режима. Управляющая полость 21 золотника 7 сообщена через элемент перестройки режима поворотный золотник 8 со сливом; а через поворотный золотник 22 и дроссельное отверстие 23 с управляющим давлением. Золотник 22 имеет привод от створок сопла двигателя, управляемых на реверсе РУДом (на чертеже не показаны). На валике 24 РУД установлены кулачок 25 привода втулки 3 дозатора, коническая шестерня 26 привода элемента перестройка режима; кулачок 27 привода втулки 6 задатчика режима. Кулачок 25 связан со втулкой 3 через рычаг 28, а кулачок 27 со втулкой 6 через рычаг 29. Золотник 22 имеет отверстие 30. Система регулирования работает следующим образом. На прямой тяге режимы работы ГТД обеспечиваются путем воздействия кулачков 25, 27 через рычаги 28, 29 на следящие втулки 3, 6 дозатора и задатчика режима при повороте РУД и его валика 24. Например, при увеличении режима втулки 3, 6 перемещаются, перекрывая слив из каналов 12 и 16, давление в управляющих полостях 11, 15 возрастает, в результате чего дозирующая игла 1 перемещается на увеличение расхода, а сервопоршень 5 задатчика режима на увеличение режима, воздействуя пружиной 18 на чувствительный элемент 10 и уменьшая слив из полости 11 посредством сопла заслонки 9. При достижении режима поступает команда на чувствительный элемент 10 (например, по Р₂), который устанавливается в равновесное положение, выдавая определенный расход топлива через дозирующую иглу. На режимах прямой тяги управляющая полость 21 золотника 7 соединена со сливом через золотник 8 за счет отверстия 30 в золотнике 22. Золотник 7 находится на верхнем упоре, определяющем положение малого реверса, рычаг 19 контактирует плечом Г с его торцом, не касаясь плечом Б следящей втулки 6 и торца А штока 4. Гибкая обратная связь в виде мембраны 13 служит для обеспечения точности поддержания регулируемого параметра и необходимого качества регулирования путем уменьшения скорости перемещения сервопоршня 2 за счет воздействия давления в полости под торцом сервопоршня на сопло-заслонку 9. На реверсе РУД поворачивается летчиком в противоположном прямой тяги направлении, валик 24 разворачивается на определенный угол. При этом по команде от РУД створки реверсного устройства двигателя закрываются, золотник 22 поворачивается и управляющее давление Р_упр через жиклер 23 подается в полость 21 через отверстие 30 золотника 22. Золотник 7 остается на верхнем упоре, так как полость 21 дополнительно через золотник 8 соединена со сливом, при этом плечо Г трехплечего рычага 19 в контакте с золотником 7 за счет поджатия его пружиной, а плечо Б находится в контакте со следящей втулкой 6. Устанавливается режим "малого реверса". Дальнейший поворот РУД заставляет через валик 24 и шестерню 26 развернуться золотник 8, который отсекает управляющую полость 21 от слива, давление в ней за счет Р_упр растет и золотник 7 переключателя режима перемещается на нижний упор, передвигая плечом Б рычага 19 следящую втулку 6 вместе с рычагом 29. При этом происходит размыкание рычага 29 и кулачка 27 и он в дальнейшую работу не вмешивается. Втулкой 6 перекрывает канал 16, давление в управляющей полости 15 возрастает и сервопоршень 5 задатчика режима перемещается вниз, заставляя сопло-заслонку 9 регулятора уменьшить слив из управляющей полости 11 дозирующей иглы 1, что вызывает ее перестановку на сечение, обеспечивающее подачу топлива в двигатель в соответствии с режимом "большой реверс". Движение сервопоршня 5 происходит до тех пор, пока не откроется сечение, образованное кромкой канала 16 и кромкой втулки 6, происходит слив из полости 15, а затем сервопоршень устанавливается относительно достигнутого кромкой втулки 6 положения. Перемещение сервопоршня 5 вниз на увеличение режима прямой тяги ограничено за счет того, что буртик А штока 4 входит в контакт с плечом Б рычага 19, а плечо В упирается в упор 20. Дальнейшего перемещения сервопоршня 5 со штоком 4 вниз не происходит, хотя он мог бы переместиться относительно кромки втулки 6 в пределах полного открытия сечения канала 16. Воздействия на сопло-заслонку 9 со стороны задатчика режима не происходит и дозирующая игла устанавливается на максимальный расход, в этом положении происходит размыкание связи золотника 7 с плечом Г и следящей втулки 6 с плечом Б рычага 19.

Формула изобретения

Система регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель, содержащая корпус и установленные в нем дозатор топлива, гидравлически соединенный с регулятором и задатчиком режима в виде сервопоршня и следящей втулки, установленной на выходе канала управляющего давления сервопривода и кинематически связанной с кулачком на валике рычага управления двигателем, элемент перестройки режима с приводом, упор максимального режима, переключатель режима с золотником, кинематически связанный с задатчиком режима и управляющей полостью, сообщенной с элементом перестройки режима, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе, снижения габаритов и веса, упрощения управления режимом реверса, валик рычага управления двигателем снабжен конической шестерней, взаимодействующей с приводом элемента перестройки режима, а кинематическая связь задатчика режима и золотника переключателя режима выполнена в виде подпружиненного трехплечего рычага с опорой на корпусе, контактирующего одним плечом с золотником переключателя режима, вторым плечом со следящей втулкой, а третьим с упором максимального режима, при этом кулачок задатчика режима на валике рычага управления двигателем выполнен с возможностью размыкания кинематической связи профиля кулачка со следящей втулкой на режиме реверса.

РИСУНКИ

Рисунок 1

PA4A/PA4F - Прекращение действия авторского свидетельства СССР на изобретение на территории Российской Федерации и выдача патента Российской Федерации на изобретение на оставшийся срок

Дата начала действия патента: 28.03.1995

Номер и год публикации бюллетеня: 12-1999

(73) Патентообладатель:АООТ "ОМКБ"

Извещение опубликовано: 27.04.1999