Устройство управления механизацией компрессора газотурбинного двигателя
Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в системах автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД). Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно в состав устройства в магистрали, соединяющей золотник управления клапанами перепуска воздуха (КВП) из-за компрессора с гидроцилиндром его привода, установлен золотник, гидравлически связанный с магистралью силового давления, свободная полость управления этого золотника соединена с магистралью постоянного давления, а пружинная полость через жиклер - с магистралью постоянного давления и через нормально закрытый электромагнитный клапан - с магистралью слива. Такое выполнение устройства позволит обеспечить управление положением КПВ из-за компрессора по электрической команде от противопомпажной системы, что позволит повысить надежность работы ГТД. 1 ил.
Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД).
Известно устройство для управления положением лопаток входного направляющего аппарата (ВНА) компрессора, содержащее задатчик положения лопаток ВНА, подключенный к датчикам частоты вращения турбокомпрессора (n тк) и температуры наружного воздуха (Тн) и к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу измерителя положения лопаток ВНА, выход сумматора подключен к сервоклапану, выход которого управляет сервоприводом положения лопаток ВНА [1].
Однако известное устройство не позволяет без существенного усложнения процесса регулирования и ужесточения требований к точности датчиков внутридвигательных параметров обеспечить необходимое качество регулирования.
Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является устройство для управления механизацией компрессора ГТД, содержащее регулятор положения лопаток входного направляющего аппарата (ВНА) компрессора, гидравлически соединенный с магистралями силового, постоянного и сливного давлений рабочего тела, с гидроцилиндрами привода ВНА, и золотник управления гидроприводом клапанов перепуска воздуха (КПВ) из-за компрессора, гидравлически связанный с магистралями силового и сливного давлений рабочего тела и кинематически - с гидроцилиндром ВНА [2].
Недостатком этого устройства является следующее.
ВНА управляется регулятором по программе "заданное положение лопаток ВНА по внутридвигательному параметру (приведенной по температуре воздуха на входе в ГТД частоты вращения турбокомпрессора или давления воздуха за компрессором или степени сжатия в компрессоре и т.д.)". На начальном участке запуска ГТД ВНА находится в положении "закрыто", КПВ - открыты. В процессе запуска ГТД по мере роста внутридвигательного параметра по командам регулятора гидроцилиндр привода ВНА перекладывает лопатки ВНА из положения "ВНА закрыт" в положение "ВНА открыт". В момент достижения внутридвигательным параметром значения, при котором необходимо закрыть КПВ, гидроцилиндр привода ВНА перемещает золотник управления гидроприводом КПВ в положение, при котором обеспечивает закрытие КПВ. В этом положении КПВ будут находиться до выключения ГТД.
Для расчетных режимов работы ГТД этого достаточно.
Однако существуют нерасчетные режимы работы ГТД, например помпаж компрессора. Для выхода компрессора из помпажа необходимо, в том числе, открыть КПВ независимо от положения гидроцилиндра привода ВНА для сброса воздуха из-за компрессора в атмосферу.
Известное устройство неспособно выполнять эту функцию.
Это снижает надежность работы ГТД.
Целью изобретения является повышение надежности работы ГТД за счет введения управления положением КПВ из-за компрессора по электрической команде от противопомпажной системы (ППС).
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления механизацией компрессора ГТД, содержащем регулятор положения лопаток входного направляющего аппарата (ВНА) компрессора, гидравлически соединенный с магистралями силового, постоянного и сливного давлений рабочего тела, с гидроцилиндрами привода ВНА, и золотник управления гидроприводом клапанов перепуска воздуха (КПВ) из-за компрессора, гидравлически связанный с магистралями силового и сливного давлений рабочего тела и кинематически - с гидроцилиндром ВНА, дополнительно в магистрали, соединяющей золотник управления КПВ с гидроцилиндром его привода, установлен золотник, гидравлически связанный с магистралью силового давления (Рсил.), свободная полость управления этого золотника соединена с магистралью постоянного давления (Ркпд), а пружинная полость через жиклер - с магистралью постоянного давления и через нормально закрытый электромагнитный клапан - с магистралью слива (Рсл.).
На чертеже представлена структурная схема заявляемого устройства управления механизацией компрессора ГТД.
Устройство содержит регулятор 1 положения лопаток ВНА компрессора, гидравлически соединенный с магистралями 2 силового, 3 постоянного и 4 сливного давлений рабочего тела и с рабочей полостью 5 гидроцилиндра 6 привода 7 ВНА, пружинная полость 8 гидроцилиндра 6 гидравлически соединена с магистралью 4 сливного давления, золотник 9 управления гидроприводом 10 КПВ 11, гидравлически связанный с магистралями 3 постоянного и 4 сливного давлений рабочего тела и кинематически - с гидроцилиндром 6 привода 7 ВНА, золотник 12, гидравлически связанный с магистралью 2 силового давления, рабочая полость 13 этого золотника соединена с магистралью 3 постоянного давления, а пружинная полость 14 через жиклер 15 - с магистралью 3 постоянного давления и через нормально закрытый электромагнитный клапан 16 (НЗ ЭМК) - с магистралью 4 слива.
Устройство работает следующим образом.
Регулятор 1 для поддержания заданного положения лопаток ВНА формирует управляющее воздействие, подключая к рабочей полости 5 гидроцилиндра 6 магистраль 2 силового или 3 постоянного, или 4 сливного давления рабочего тела. Гидроцилиндр 6, перемещаясь, через привод 7 изменяет положение лопаток ВНА и, на определенных режимах работы ГТД, через кинематическую связь - положение золотника 9 управления гидроприводом 10 КПВ 11. Перемещаясь, золотник 9 подключает (через золотник 12) к рабочей полости гидропривода 10 магистраль 3 постоянного (КПВ 11 открыты) или 4 сливного (КПВ закрыты) давления рабочего тела.
При обнаружении помпажа компрессора двигателя ППС формирует управляющие воздействия, направленные на ликвидацию помпажа. В том числе, ППС формирует электрическую команду на открытие НЗ ЭМК 16. Пружинная полость 14 золотника 12 соединяется с магистралью 4 сливного давления рабочего тела. Золотник 12 отключает от рабочей полости гидропривода 10 управляющее давление от золотника 9 и подключает магистраль 2 силового давления рабочего тела. КПВ 11 открываются и завершают ликвидацию помпажа. Электрическая команда на открытие НЗ ЭМК 16 снимается. Золотник 12 отключает от рабочей полости гидропривода 10 магистраль 2 силового давления рабочего тела и подключает управляющее давление от золотника 9.
Таким образом обеспечивается управление положением КПВ из-за компрессора по электрической команде от ППС, что позволит повысить надежность работы ГТД.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Шевяков А.А. "Теория автоматического управления силовыми установками летательных аппаратов", М., "Машиностроение", 1976 г.
2. "Выбор и обоснование рациональных схем электронно-гидравлических CAP вертолетных и транспортных ГТД", т.о. ЦИАМ №8533, 1978 г.
Устройство для управления механизацией компрессора ГТД, содержащее регулятор положения лопаток входного направляющего аппарата (ВНА) компрессора, гидравлически соединенный с магистралями силового, постоянного и сливного давлений рабочего тела, с гидроцилиндрами привода ВНА, и золотник управления гидроприводом клапанов перепуска воздуха (КПВ) из-за компрессора, гидравлически связанный с магистралями силового и сливного давлений рабочего тела и кинематически - с гидроцилиндром ВНА, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы ГТД, дополнительно в магистрали, соединяющей золотник управления КПВ с гидроцилиндром его привода, установлен золотник, гидравлически связанный с магистралью силового давления, свободная полость управления этого золотника соединена с магистралью постоянного давления, а пружинная полость через жиклер - с магистралью постоянного давления и через нормально закрытый электромагнитный клапан с магистралью слива.
