Устройство для регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащее дозирующую иглу с сервоприводом, подключенный к регулятору частоты вращения ротора, клапан перепада давлений на дозирующей игле, выполненный в виде дросселирующего элемента, соединенного с датчиками давления воздуха на входе и выходе компрессора, и замедлитель скорости перемещения дозирующей иглы при разгоне, связанный с чувствительными элементами давления воздуха на входе и выходе компрессора , отличающееся тем, что, с целью повышения запасов устойчивости и качества переходных процессов , оно снабжено корректирующим блоком , посредством которого регулятор частоты вращения ротора связан с клапаном постоянного перепада давлений , 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корректирующий блок выполнен с виде жиклера постоянного сечения, подключенного к датчику давления воздуха на выходе g компрессора, и сопла-заслонки, кине (Л матически связанной с регулятором частоты вращения ротора.

СОЮЗ СОВЕТ(НИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) SU

3(59 F 02 С 9 04 (21) 2662051/25-06 (22) 25. 08,78 (46) 30. 12. 83. Бюл. Р 48 (72 ) В.Ф. Березкин и В. Г.Юминов (53) 621. 438-55 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 434793, кл. F 02 С 9/04, 1970.

2.. Авторское свидетельство СССР

9 434794, кл. F 02 С 9/04, 1970. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ГАЗОТУРБИННЫЙ

ДВИГАТЕЛЬ, содержащее дозирующую иглу с сервоприводом, подключенный к регулятору частоты вращения ротора, клапан перепада давлений на дозирующей игле, выполненный в виде дросселирующего элемента, соединенного с датчиками давления воздуха на входе и выходе компрессора, и замедлитель скорости перемещения дозирующей иглы при разгоне, связанный с чувствительными элементами давления воздуха на входе и выходе компрессора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения запасов устойчивости и качества переходных процессов, оно снабжено корректирующим блоком, посредством которого регулятор частоты вращения ротора связан с клапаном постоянного перепада давлений.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что корректирующий блок выполнен с виде жиклера постоянного сечения, подключенного к датчику давления воздуха на выходе С е компрессора, и сопла-заслонки, кине. матически связанной с регулятором частоты вращения ротора.

999695

Изобретение относится к устройствам для регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель и может быть использовано в системах pei; гулирования разгона.и установившихся режимов, например, по угловой скоростй ротора, степени сжатия компрессора и т.д.

Известно устройство для регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель, содержащее сервопривод с доэирующей иглой,. управляемый регулятором частоты вращения ротора, клапан постоянного перепада давления на дозирующей игле, соединенный с чувствительным элементом, замеряющим 15 давление воздуха на входе компрессора, замедлитель скорости перемещения доэирующей иглы при разгоне, соединенный с чувствительными элементами, замеряющими давление на входе и вы- 2О ходе компрессора (I) .

Известно также устройство для регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель, содержащее дозирующую иглу с сервоприводом, подключенным к регулятору частоты вращения ротора, клапан перепада давления на дозирующей игле, выполненный, например, в виде дросселирующего элемента, соединенного с датчиком давления. воздуха на входе и выходе компрессора, и эамедлитель скорости перемещения дозирующей.иглы при разгоне, связанный с чувствительными элементами давления воздуха на входе и вы- З5 ходе компрессора (2), Недостатками указанных устройств является то, что при большой точности и большой степени астатизма иэ-за использования изодромных устройств при наличии в системе трения люфтов 4О и гистерезиса уменьщается запас устойчивости, в результате чего возможны автоколебания в системе и ухудшение качества переходного процесса.

Целью изобретения является увели- 45 чение запасов устойчивости и повышение качества переходных процессов.

Поставленная цель достигается тем, что регулятор частоты вращения ротора посредством корректирующего 5О блока связан с клапаном постоянного перепада давлений, а корректирующий блок выполнен в виде жиклера постоянного сечения, подключенного к датчику давления воздуха на выходе компрессора, и сопла-заслонки, кинематически связанной с регулятором частоты вращения ротора.

Предлагаемое устройство схематически изображено на чертеже, бО

Устройство для регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель содержит дозирующую иглу 1 с сервоприводом 2, подключенным к регу. лятору частоты вращения ротоРа 3,, б5 клапан перепада давлений 4 на дозирующей игле 1, выполненный, например,,в виде дросселирующего. элемента 5, соединенного с датчиками давления воздуха на входе 6 и выходе 7 компрессора, замедлитель 8 скорости перемещения доэирующей иглы 1 при разгоне, связанный с чувствительными элементами 9 и 10 давления воздуха на входе и выходе компрессора, и корректирующий блок 11,. связывающий регулятор частоты вращения 3 с клапаном перепада давлений 4.

Клапан перепада давлений 4 содержит установленные последовательно входной жиклер 12 шунтирующей магистрали, мембрану сравнения 13 с соплом-заслонкой 14, дросселирующий элемент 5 с клапаном постоянного перепада давлений 15, имеющим пружину

16, рычаг 17 и сопло-заслонку 18, управляющую исполнительным механизмом 19. Вход жиклера 12 соединен с каналом подвода давления топлива к дозирующей игле 1, а надмембранная полость мембраны сравнения 13 - с полостью за дозирующей иглой.

Регулятор частоты вращения 3 содержит датчик 20 с задатчиком, выполненным в виде пружины 21 и рычага управления двигателем (РУД), и рычаг 22 с пружиной 23 обратной связи, кинематически связанный с датчиком

20, корректирующим блоком 11 и стабилизатором 24. Дозирующая кромка рычага 22 связана с соплом 25, кото. рое соединено каналом с управляющей полостью 26 сервопривода 2.

Полость обратной связи 27 сервопривода 2 соединена с полостями стабилизатора 24, гидроаккумулятора 28 и замедлителя 8 °

Замедлитель 8 скорости перемещения дозирующей.иглы 1 выполнен в виде вращающегося дросселя 29 изменяемого сопротивления, установленного между полостью 27 обратной. связи сервопривода 2 и полостью 30 слива, сопротивление которого регулируется по давлению на входе в компрессор, замеряемому чувствительным элементом

9, или дополнительно по давлению на выходе компрессора, замеряемому чувствительным элементом 10.

Корректирующий блок 11 содержит последовательно установленные жиклер 31 постоянного сечения, установленный в канал подвода давления с выхоДа компрессора к чувствительному элементу 7 и соплу 32, заслонка которого связана с рычагом 22.

Регулятор на режиме приемистости двигателя работает следующим обра зомм, При перемещении РУД на увеличение режима под действием пружины 21 датчик 20 частоты вращения ротора пере999695 мещается влево, освобождая рычаг 22 обратной связи, который под действием пружины 23 поворачивается, прикрывая сопло 32 корректирующего блока 11 и сопло 25 управления сервоприводом, повышая давление в управ5 ляющей полости 26 сервопривода 2 дозирующей иглы 1, При повышении давления в управляющей полости 26 сервопривод 2 с доэирующей иглой 1 перемещается вверх на увеличение площади дозирующего сечения. При этом топливо из полости 27 обратной связи вытесняется через дозирующее сечение вращающегося дросселя 29 в полость 30 слива.

На доэирующем сечении вращающегося дросселя 29 и соответственно на мембране стабилизатора 24 появляется перепад давления, который поддерживается постоянным, заданным затяж- Щ кой пружины 23 обратной связи. Скорость истечения вытесняемой жидкости иэ полости 27 обратной связи в полость 30 слива и соответственно скорость перемещения сервопривода 2 25 дозирующей иглы 1 зависят только от эквивалентной площади дозирующего сечения вращающегося дросселя 29, так как перепад на нем поддерживается постоянным. 30

При увеличении скорости перемещения дозирующей иглы 1 выше заданной положением вращающегося дросселя 29 увеличивается перепад на дозирующем сечении вращающегося дросселя, и усилие на мембране стабилизатора 24, преодолевающее затяжку пружины 23 обратной связи, перемещает рычаг 22 на открытие управляющего сопла 25, что приводит к уменьшению давления в управляющей полости 26 сервопривода 2, уменьшению перестановочной си-, лы сервопривода 2 и к уменьшению скорости перемещения дозирующей иглы 1.

Одновременно рычаг 22 открывает сопло 32 корректирующего блока 11, что 45 приводит к уменьшению давления вполости чувствительного элемента и уменьшению перепада давлений на жиклере 12 и, следовательно, на дозирую щей игле 1. 50

Клапан перепада давления 4 на дозирующей игле 1 работает следующим образом.

Расход в шунтирующей магистрали осуществляется через жиклер 12, сопло-заслонку 14 сравнительной мембраны 13, дросселирующий элемент 5 клапана постоянного перепада и поступает.в сливную полость 30.

На дросселирующем элементе 5 клапаном 15 поддерживается постоянный перепад давлений, заданный затяжкой пружины 16.

Перемещение дросселирующего элемента 5 зависит от давления на входе и выходе компрессора, замеряемых чувствительными элементами б и 7, и изменения частоты вращения ротора.

При увеличении давлений на входе и выходе компрессора дросселирующий элемент 5 перемещается вверх на увеличение дозирующего сечения и соответственно на увеличение расхода в .шунтирующую магистраль, давление топлива в мембранной полости падает и под действием усилия пружины 16 рычаг 17 поворачивается, прикрывая сопло-заслонку 18, увеличивая давление в управляющей полости исполнительного механизма 19 и перемещая его вправо на уменьшение перепуска топлива из полости перед дозирующей иглой 1 на слив. Давление топлива в системе возрастает, расход через дозирующую иглу 1 и входной жиклер 12 шунтирующей магистрали увеличивается. Изменение расхода происходит до тех пор, пока не восстановится перепад давлений на дросселирующем элементе 5 и в мембранной полости клапана, а рычаг 17 не вернется в исходное положение, При достижении режима работы больше, чем задано затяжкой пружины 23 обратной связи, рычаг 22 под действием усилия; развиваемого грузиками датчика 20 частоты вращения, отклоняется и открывает сопло 25, что приводит к уменьшению давления в полости 26 и, следовательно, к перемещению сервопривода 2 с дозирующей иглой 1 в сторону уменьшения расхода.

Кроме того, рычаг 22, отклоняясь под действием усилий, развиваемых гру зиками датчика 20, открывает сопло

Если дозирующая игла 1 движется со скоростью меньше заданной, пружина 23 обратной связи поворачивает рычаг 22 на прикрытие управляющего сопла 25, увеличивая давление в управляющей полости 26 сервопри вода и скорость перемещения доэирующей иглы 1.

Одновременно прикрывается сопло 60

32 корректирующего блока и повышается давление в полости чувствительного элемента, что увеличивает перепад давления на жиклере 12 и на до.зирующей игле. Гидроаккумулятор 28 служит для улучшения переходных процессов.

Вращающийся дроссель 29 перемещается поступательно за счет изменения положения чувствительных элементов 9 и 10, замеряющих давление на входе и выходе компрессора.

Увеличение давления на входе и выходе компрессора увеличивает перестановочную силу, которая перемещает замедлитель 8 в сторону увеличения его дозирующего сечения.

999695

1 ь

Q.

Ь с

ZZ

Z3

zt

Составитель A. Скобелев

Техред А.Aч

Корректор О,Тигор

Редактор Н.коляда

Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ ГосУдарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10608/8 филиал ППП Патент, r.Óæroðoä, ул.Проектная, 4

32 корректирующего блока, что приводит также к уменьшению перепада давления на дозирующей игле 1, так как уменьшается давление в чувствительном элементе 7, дозирующее сечение элемента 5 уменьшается и соответственно увеличивается давление в мембранной полости клапана 15 постоянного перепада давлений, рычаг 17 поворачивается, соплб 18 открывается и давление топлива в управляющей поло- 1О сти исполнительного механизма 19 падает, исполнительный механизм перемещается влево на увеличение перепуска топлива. Давление перед дозиИ руюШей иглой 1 падает, следовательно, падает и перепад давлений на жиклере 12 и дозирующей игле 1. Устанав ливается режим, соответствующий режиму, заданному РУД, При уменьшении давления на входе и выходе компрессора все элементы работают в обратном направлении.

Введение в работу дополнительной коррекции по изменению частоты вращения ротора исключает автоколебания в системе, увеличивает запас устойчивости и улучшает качество переходных процессов, что увеличивает надежность работы устройства.