ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ
Гидравлическая система двигателя ТВ2-117 выполняет следующие функции:
а) поворачивает лопатки входного направляющего аппарата и направляющих лопаток I, II и III
ступеней компрессора по заданной программе в зависимости от числа оборотов ротора компрессора и температуры воздуха на входе в двигатель;
б) при запуске двигателя на заданных числах оборотов ротора компрессора выдает электрические сигналы на отключение пусковой системы и включение регулятора тока генератора, на отключение стартера, на включение противообледенительной системы;
в) на заданных числах оборотов ротора компрессора закрывает клапаны перепуска воздуха;
г) выдает сигнальное давление на механизм ограничителя температуры газа по физическим числам оборотов ротора компрессора;
д) выдает командное давление на ограничение приведенных чисел оборотов ротора компрессора в агрегат НР-40ВА (НР-40ВГ).
В гидравлическую систему входят следующие агрегаты и узлы: плунжерный насос ПН-40Р;
командный агрегат КА-40; два гидромеханизма; два клапана перепуска воздуха и клапан
противообледенения.
Агрегаты гидравлической системы и схема их соединения трубопроводами показаны на рисунке 8.1.
Рис. 8.1. Схема гидравлической системы:
1 —командный агрегат КА-40; 2 — плунжерный насос ПН-40Р; 3 — клапан перепуска воздуха;
4 — гидромеханизм; 5 —клапан противообледенения; каналы: А — отвода воздуха; Б — подвода воздуха В — слива топлива из агрегата ИМ-40; Г — подвода воздуха; Д — отвода воздуха; Е — подвода рабочего давления; Ж — подвода командного давления; З — подвода сигнального давления к агрегату ИМ-40; И — подвода топлива от входа в НР-40ВА; К — дренаж; Л — подвода воздуха; М и Н — отвода воздуха; О — слива топлива в НР-40ВА; П — рком в НР-40ВА
|
|
|
Работает гидросистема двигателя следующим образом.
Топливо из топливных баков вертолета подкачивающим насосом подается под избыточным
давлением 0,4—1,2 кгс/см2 к входному ниппелю насоса-регулятора НР-40ВР и от него по внешнему трубопроводу к плунжерному насосу ПН-40Р (канал «И»). Пройдя сетчатый фильтр насоса, топливо поступает к качающему узлу плунжерного насоса 2, где давление повышается до Рраб=27,5±2,5 кгс/см2.
От плунжерного насоса топливо направляется: по трубопроводам в командный агрегат (КА-40) 1, к гидромеханизму 4 и к клапану противообледенения 5.
При запуске двигателя двухпозиционный датчик командного агрегата 1 направляет топливо по каналу «Е» под поршень клапана перепуска 3 воздуха из компрессора. При этом клапан будет открыт, и воздух от VI ступени компрессора перепускается в атмосферу. При достижении оборотов ротора турбокомпрессора nт.к=53±3% двухпозиционный датчик командного агрегата 1 сообщает канал «Е» с каналом «В» .и топливо из-под поршня клапана перепуска 3 сливается на вход в плунжерный насос 2.
|
|
|
При выходе двигателя на рабочий режим от командного агрегата 1 по каналу 5 подается топливо под давлением Рком, зависящим от оборотов ротора турбокомпрессора и температуры воздуха на входе в двигатель, для управления золотником гидромеханизма 4. Золотник перепускает топливо от насоса ПН- 40Р с давлением Рраб в ту или иную полость поршня, который через рычаги, тяги и механизм поворота лопаток разворачивает лопатки ВНА и направляющих аппаратов І—ІІІ ступеней на соответствующие углы. Кроме того, командный агрегат 1 в зависимости от оборотов турбокомпрессора по каналу «З» подает топливо с давлением Рсигн к исполнительному механизму ИМ-40 для ограничения максимальной
температуры газов перед турбиной компрессора.
Слив топлива из командного агрегата КА-40, исполнительного механизма ИМ-40 и из полости золотника гидромеханизма 4 производится на вход в плунжерный насос ПН-40Р. Слив топлива из клапана противообледенения 5, полостей поршня гидромеханизма 4 и просочившегося топлива из клапанов перепуска 3 производится на вход в насос-регулятор НР-40ВА (НР-40-ВГ).
|
|
|
ПЛУНЖЕРНЫЙ НАСОС ПН-40Р
Плунжерный насос ПН-40Р (рис. 8.2) установлен на коробке приводов. Насос получает вращение от ротора компрессора и предназначен для подачи топлива под давлением Рраб в командный агрегат КА-40 и систему управления двигателем.
Рис. 8.2. Плунжерный насос ПН-40Р (внешний вид):
1 — штуцер с фильтром подвода топлива
Агрегат ПН-40Р (рис. 8.3) представляет собой насос высокого давления, состоящий из ротора 4, наклонной шайбы 2, закрепленной неподвижно, семи плунжеров 3 и плоского золотника 6. Ротор приводится во вращение рессорой 1 от коробки приводов. На входе в насос установлен топливный фильтр 5, а в магистраль высокого давления вмонтирован редукционный клапан 3, обеспечивающий заданное давление топлива на выходе из агрегата.
Топливо подается подкачивающим насосом из топливного бака вертолета в канал «А» агрегата.
Пройдя топливный фильтр 5, топливо попадает на вход к ротору 4 насоса, который в процессе работы повышает давление топлива и через канал Б подает его в командный агрегат КА-40.
Основным условием надежной работы агрегата является хорошая фильтрация топлива. Топливные баки вертолета должны заправляться топливом со степенью очистки 12—16 мкм. Входной фильтр 5 грубой очистки топлива служит для защиты качающего узла насоса от попадания случайных частиц.
|
|
|
Принцип действия насоса основан на том, что при вращении ротора 4 благодаря наклонному
расположению шайбы 2 плунжеры 3 совершают возвратно-поступательные движения в своих гнездах, расположенных в роторе. При этом каждый плунжер засасывает в течение примерно полуоборота ротора топливо через всасывающее окно золотника 6 и нагнетает его в течение второго полуоборота через окно в линию высокого давления.
Редукционный клапан поддерживает на выходе из агрегата постоянное давление путем перепуска части топлива после качающего узла на вход в агрегат. Клапан 8 перемещается во втулке, нагружен слева пружиной 7 и давлением сливаемого топлива. Справа на торец клапана действует давление топлива за качающим узлом. Величина давления обеспечивается силой натяжения пружины 7. Если давление на выходе из агрегата начнет падать, клапан 8 под действием пружины 7 переместится вправо, перепуск топлива на слив уменьшится и давление восстановится до заданного. Если давление на выходе начнет повышаться, то клапан, преодолев усилие пружины, переместится влево и увеличит перепуск топлива на слив, при этом давление опять восстановится до заданного.
Рис. 8.3. Плунжерный насос ПН-40Р (конструктивная схема):
1 — рессора; 2 — шайба наклонная; 3 — плунжер; 4 — ротор; 5 — фильтр; 6 — золотник плоский; 7 — пружина; 8 — клапан редукционный; А — вход; Б — слив; В — дренаж
КОМАНДНЫЙ АГРЕГАТ КА-40
Командный агрегат КА-40 (рис. 8.4 и 8.5) установлен на коробке приводов, имеет привод от ротора компрессора и предназначен для управления двигателем путем выдачи гидравлических и электрических сигналов в систему управления.
Рис. 8.4. Командный агрегат КА-40 (внешний вид с левой стороны):
1 — винт термокоррекции; 2 — винт регулирования числа оборотов закрытия клапанов перепуска воздуха; 3 — пробка фильтра; 4 — штуцер замера давления, подводимого к клапанам перепуска воздуха;
5 — штуцер замера командного давления;
6 — клапан стравливания воздуха.
Командный агрегат обеспечивает:
а) подачу командного давления (Рком) к гидромеханизмам поворота лопаток направляющих
аппаратов компрессора по заданной программе в зависимости от числа оборотов ротора компрессора и температуры воздуха на входе в двигатель;
б) подачу командного давления (Рком) на ограничитель приведенных чисел оборотов ротора
компрессора [в агрегат НР-40ВА (НР-40ВГ)];
в) подачу сигнального давления (Рсигн) в клапан блокировки исполнительного механизма ИМ-40 при заданных оборотах ротора турбокомпрессора;
г) подачу электрических сигналов на отключение стартера, включение регулятора тока генератора и включение противообледенительной системы на заданных числах оборотов ротора компрессора двигателя;
д) подачу рабочего давления (Рраб) на исполнительный механизм перепуска воздуха из компрессора на заданных числах оборотов ротора компрессора двигателя.
Рис. 8.5. Командный агрегат КА-40 (внешний вид с правой стороны):
1 — штепсельный разъем; 2 — контргайка фиксации фланца отвода воздуха; 3 — фланец отвода воздуха от термокомпенсатора; 4 — шайба регулировки включения регулятора тока; 5 — фланец подвода воздуха к термокомпенсатору; 6 — шайба регулировки включения блокировки противообледенительной системы и отключения стартера-генератора
Основными элементами командного агрегата КА-40 (рис. 8.6) являются: центробежный датчик чисел оборотов с приводной рессорой (рессора 1, грузики 2, вращающийся золотник 3); датчик полной температуры воздуха на входе в двигатель (теплоприемник 6, биметаллическая пластина 5, толкатель 7); датчик командного давления гидромеханизма (золотник 8, ползун 9, сильфон 16); двухпозиционный датчик (золотник 10 с пружиной); блок контактов (мембраны 21 и 26, пружина 24, шток 23, микровыключатели 20 и 25 с колодкой штепсельного разъема 22); фильтр 13; клапан 11 стравливания воздуха.
В агрегат КА-40 (в канал Д) топливо подается под постоянным давлением от плунжерного насоса ПН-40Р и по двум параллельным каналам поступает к двухпозиционному датчику и к сетчатому фильтру. Пройдя фильтр 13, топливо поступает к вращающемуся золотнику 3 центробежного датчика числа оборотов. От золотника 3 топливо под давлением, пропорциональным квадрату числа оборотов привода, подается к трем элементам агрегата — к мембране 21 блока электроконтактов, под золотник 10 двухпозиционного датчика и через систему жиклеров 19, 27 и 28 внутрь сильфона 16.
От фильтра 13 топливо под постоянным давлением проходит через жиклер 15, поступает в полость снаружи сильфона 16 и частично перепускается на слив по отверстиям в золотнике 8. Давление топлива за жиклером 15 (командное давление) определяется величиной давления внутри сильфона и положением конца биметаллической пластины 5. Топливо с командным давлением по каналу Г подается к гидромеханизмам поворота лопаток направляющих аппаратов компрессора двигателя и к ограничителю приведенных оборотов ротора компрессора в агрегат НР-40ВА (НР-40ВГ).
В зависимости от частоты вращения привода агрегата золотник 10 двухпозиционного датчика перепускает топливо под рабочим давлением по каналу В на открытие клапанов перепуска воздуха из компрессора.
Сетчатый фильтр 13 агрегата КА-40 служит для защиты прецизионных скользящих пар и агрегата от попадания случайных частиц. В случае засорения фильтра топливо поступает в агрегат, минуя фильтр, через шариковый клапан, вмонтированный в корпус фильтра.
Рис. 8.6. Командный агрегат КА-40 (конструктивная схема):
1 — рессора; 2 — грузик; 3, 8 и 10 — золотники; 4 и 12 — винты регулировочные; 5 — пластина биметаллическая; 6 — теплоприемник; 7 —толкатель; 9— ползун; 11 — клапан стравливания воздуха; 13— фильтр; 14, 15, 19, 27 и 28 — жиклеры; 16— сильфон; 17, 18 и 24 — пружины; 20 и 25 — микровыключатели; 21 и 26 — мембраны; 22 — штепсельный разъем; 23 — шток
ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ДАТЧИК
Центробежный датчик числа оборотов ротора компрессора обеспечивает подвод топлива под
давлением (пропорциональным квадрату числа оборотов привода) в блок электроконтактов, в
двухпозиционный датчик и датчик командного давления (полость снаружи сильфона).
Вращающийся золотник 3 (см. рис. 8.6) датчика перемещается во втулке и нагружен слева
центробежными силами, развиваемыми грузиками 2, и давлением слива. Справа золотник
уравновешивается редуцированным входным давлением топлива (Рп). Давление Рп подводится к торцу золотника через канал в золотнике и далее по диаметральному зазору. Подвод топлива по диаметральному зазору демпфирует давление в полости над торцом золотника. Если давление Рп создает силу большую, чем центробежная сила грузиков, то золотник переместится влево и рабочей кромкой будет прикрывать отверстия подвода входного давления во втулке до тех пор, пока сила от давления на торец золотника 3 не будет равна центробежной силе грузиков. При увеличении числа оборотов привода грузики 2 перемещают золотник 3 вправо, рабочая кромка золотника увеличивает открытие отверстий подвода входного давления до тех пор, пока сила от давления на торец золотника не уравновесит центробежную силу грузиков. Поэтому можно сделать вывод, что давление топлива за
центробежным датчиком будет зависеть от частоты вращения ротора турбокомпрессора. Такое
давление, как было сказано выше, называется сигнальным: Рп = Рсигн = f (nтк).
Так как центробежная сила грузиков пропорциональна квадрату оборотов, то и величина Рсигн будет пропорциональна квадрату оборотов ротора турбокомпрессора.
БЛОК КОНТАКТОВ
Блок контактов предназначен для выдачи сигналов на отключение стартера и на включение
противообледенительной системы. К штепсельному разъему 22 (рис.8.6) присоединены
микровыключатели 25 включения регулятора тока и отключения пускового топлива и 20 отключения стартера и включения блокировки противообледенительной системы. Мембраны 21 и 26 отделяют микровыключатели от топливных полостей блока и воспринимают давление топлива.
На мембрану 26 действуют давление сливаемого топлива (на площадь мембраны) и сила натяжения пружины 24. Под действием этих сил мембрана 26 прижимает торец гайки к левой упорной шайбе и держит кнопку микровыключателя 25 в замкнутом положении. Посредством штока 23 мембрана 26 и пружина 24 связаны с мембраной 21, на площадь которой действует давление Рсигн. При достижении заданных чисел оборотов сила, действующая на мембрану 21, преодолев силу натяжения пружины 24, переместит мембрану 26 вправо и, освободив кнопку микровыключателя 25, выдаст сигнал на включение регулятора тока и отключение пускового топлива.
При дальнейшем нарастании давления Рсигн мембрана 21 продолжает перемещаться вправо. При новом заданном значении числа оборотов торец гайки мембраны 21 дойдет до упора в правую шайбу и, нажав на кнопку микровыключателя 20, выдаст сигнал на отключение стартера и включение блокировки противообледенительной системы.
Регулировка моментов срабатывания микровыключателей производится их перемещением путем подбора по толщине шайб, прокладываемых под фланцы микровыключателей.
ДВУХПОЗИЦИОННЫЙ ДАТЧИК
Двухпозиционный датчик предназначен для выдачи гидравлических сигналов (рабочего давления топлива) в механизмы клапанов перепуска воздуха из компрессора при заданных физических числах оборотов ротора компрессора двигателя. При давлении в канале «В», равном входному давлению топлива, поступающему от агрегата ПН-40Р, перепуск открыт, а при давлении, равном сливному давлению, перепуск закрыт.
Золотник 10 датчика справа нагружен пружиной и давлением сливаемого топлива, а слева —
давлением Рсигн . До заданной величины Рсигн определяемой затяжкой пружины винтом 12, золотник 10 отсоединяет канал «В» от канала «Б» слива и подает в него (через наружную проточку «А» на золотнике) входное топливо из полости расположения фильтра — перепуск откроется.
На заданном числе оборотов при достижении соответствующего давления Рсигн золотник сожмет пружину и переместится вправо до упора в пробку. При этом канал «В» отсоединится от канала входного топлива и сообщится через отверстия в золотнике с каналом «Б» слива — перепуск закроется.
ДАТЧИК ПОЛНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ
Датчик полной температуры воздуха на входе в двигатель предназначен для преобразования
изменения температуры в поступательное движение толкателя 7 (см. рис. 8.6). Сигнал от датчика полной температуры передается в датчик командного давления, где суммируется с сигналом центробежного датчика. Датчик представляет собой биметаллическую пластину 5, консольно закрепленную в трубе теплоприемника 6, имеющей внутренний теплоизолятор.
Свободный конец пластины при изменении температуры перемещается: увеличение температуры приводит к изгибу пластины вверх, уменьшение температуры вызывает изгиб конца ее вниз (к сильфону 16). Перемещение конца пластины пропорционально изменению температуры.
Ход толкателя 7 в заданном диапазоне изменения температуры зависит от рабочего плеча пластины, т. е. от расстояния между точкой контакта толкателя с пластиной и местом закрепления пластины; ход пластины пропорционален квадрату плеча пластины.
Толкатель 7 под действием пружины 17 постоянно находится в контакте с золотником 8.
ДАТЧИК КОМАНДНОГО ДАВЛЕНИЯ
Датчик командного давления предназначен для выдачи гидравлического сигнала (командного давления) в гидромеханизмы поворота лопаток направляющих аппаратов компрессора и к ограничителю приведенных чисел оборотов ротора компрессора в агрегат НР-40ВА (НР-40ВГ) по заданной программе в зависимости от числа оборотов ротора компрессора и температуры воздуха на входе в двигатель.
Сильфон 16 нагружен снизу редуцированным давлением Рсигн воздуха (внутри сильфона), пружиной 18 и сопротивлением деформации сильфона, а сверху — командным давлением Рком (снаружи сильфона) и пружиной 17.
При увеличении числа оборотов ротора компрессора двигателя давление внутри сильфона растет, но так как золотник 8 неподвижен (при постоянной температуре воздуха на входе в двигатель), ползун 9 прикрывает перепуск топлива под давлением на слив через отверстия в золотнике. Это вызывает увеличение давления Рком, которое будет расти до тех пор, пока не уравновесит редуцированное давление Рсигн. Так как эти давления действуют на одну и ту же площадь, то прирост редуцированного Рсигн вызывает равный прирост Рком.
Характеристика функциональной зависимости Рком = f(nтк) при постоянной температуре Tвх*
подбирается отношением площадей входного жиклера 19 и выходных жиклеров 27 и 28. При
увеличении этого отношения наклон кривой характеристики увеличивается. Величина Рком
определяется предварительной деформацией сильфона и пружин и регулируется винтом 4. При вращении винта по часовой стрелке пластина 5 перемещается вверх от сильфона и тем самым уменьшаются деформации сильфона и пружины 18. Это вызывает уменьшение давления Рком. Винт 4 осуществляет параллельное смещение характеристики Рком = f(nтк) при постоянной температуре Tвх*.
При уменьшении температуры воздуха на входе в двигатель датчик полной температуры
перемещает толкатель 7 с золотником 8 вниз. Это приводит к уменьшению открытия тверстия в золотнике 8 перепуска топлива под давлением Рком на слив (т. е. к увеличению Рком), и сильфон с поршнем занимают новое равновесное положение, соответствующее положению золотника 8.
Диапазон изменения Рком в зависимости от Твх* при постоянных числах оборотов зависит от хода толкателя 7 и регулируется рабочим плечом пластины 5. Для увеличения диапазона изменения командного давления в зависимости от изменения температуры муфту с регулировочным винтом 4 и пластиной 5 перемещают влево. При этом увеличивается рабочее плечо пластины и конец ее в заданном диапазоне температур будет делать больший ход и, следовательно, Рком будет изменяться на большую величину. Для уменьшения диапазона муфту перемещают вправо.
Таким образом можно сделать вывод, что величина командного давления зависит как от оборотов ротора турбокомпрессора, так и от температуры воздуха на входе в компрессор. Причем, рост оборотов приводит к росту Рком , а рост температуры — к снижению. Поэтому величина Рком определяется приведенными оборотами ротора турбокомпрессора: Рком = f (nтк.пр).
КЛАПАН СТРАВЛИВАНИЯ
Клапан 11 стравливания (см. рис. 8.6) предназначен для выпуска воздуха и паров топлива из
внутренних полостей агрегата при заполнении топливной системы двигателя топливом. Для открытия клапана применяют специальное приспособление, с помощью которого нажимают на шарик клапана.
Жиклер 14 — вентиляционный. При заполнении системы двигателя топливом воздух и пары из агрегата ПН-40Р через жиклер 14 вытесняются к клапану 11.
ГИДРОМЕХАНИЗМЫ
Для поворота лопаток входного направляющего аппарата и направляющих аппаратов первых трех ступеней компрессора по обеим сторонам корпуса компрессора установлено по одному гидромеханизму (рис. 8.7). Каждый гидромеханизм имеет один ведущий и три ведомых рычага, соединенных между собой тягами. Ведущий рычаг соединен с поршнем 6 (рис.8.8), управляемым сервозолотником 11.
Топливо с командным давлением, подаваемое агрегатом КА-40, подводится к штуцеру 14. Топливо с рабочим давлением подводится к штуцеру 13. Каналы 10 и 15 соединены со сливным каналом.
Рис. 8.7. Гидромеханизмы (внешний вид):
а — правый; б — левый
С увеличением командного давления сервозолотник 11 вместе с сервопоршнем 16, сжимая пружину 3, отходит влево, открывает вход топливу с рабочим давлением в правую полость поршня 6, а левую полость поршня соединяет со сливом. Поршень 6 начинает перемещаться влево, поворачивая против часовой стрелки ведущий рычаг 4 и сидящий с ним на одном валике профильный кулачок 9.
Профильный кулачок 9 смещает гильзу 12 обратной связи вслед за сервозолотником 11.
С уменьшением командного Давления сервозолотник 11 под действием пружины движется вправо и топливо с рабочим давлением подается в левую полость поршня, а правая полость соединяется со сливом. Гильза 12 обратной связи всегда прижата командным давлением к кулачку 9 и перемещается вслед за сервозолотником 11.
Для визуального контроля за углом поворота гидромеханизма имеется стрелка 8, укрепленная на оси рычага направляющего аппарата III ступени компрессора, и шкала 7, которые показывают положение лопаток направляющих аппаратов I и II ступеней. Углы поворота лопаток входного направляющего аппарата и лопаток направляющего аппарата III ступени зависят от замеренного угла также как, отношение длины плеч соответствующих ведущих рычагов к длине плеч ведущих рычагов направляющих аппаратов I и II ступеней.
Для регулирования уголов поворота лопаток направляющих аппаратов компрессора по
соответствующему командному давлению предусмотрен регулировочный винт 2 с контргайкой 1.
Рис. 8.8. Гидромеханизм (конструкция и конструктивная схема):
1 — контргайка; 2 — винт регулировочный; 3 — пружина; 4 — рычаг; 5 — ползун; 6 — поршень; 7 — шкала; 8 — стрелка; 9— кулачок профильный; 10 и 15 — каналы слива; 11 — сервозолотник; 12 — гильза; 13 — штуцер подвода рабочего давления; 14 — штуцер подвода командного давления; 16 — сервопоршень
КЛАПАН ПРОТИВООБЛЕДЕНЕНИЯ
Клапан противообледенения (рис. 8.9) устанавливается на среднем корпусе компрессора с правой стороны двигателя и предназначен для перепуска горячего воздуха из-за компрессора в
противообледенительную систему двигателя.
Клапан противообледенения (рис. 8.10) состоит из корпуса, поршневого и золотникового
механизмов и электромагнитного клапана. Горячий воздух к клапану подводится по каналу «Л», а отводится по каналам «Б» и «Г».
Топливо к клапану подводится от плунжерного насоса ПН-40Р под рабочим давлением,
создаваемым насосом, и поступает в клапан по каналу В.
Рис. 8.9. Клапан противообледенения (внешний вид)
С двигателем № С94101082 на клапан противообледенения установлен топливный фильтр 6 для дополнительной очистки топлива под рабочим давлением подводимого от ПН-40Р.
По электрическому сигналу от системы сигнализации обледенения РИО-3 (установленной на
вертолете) или вручную соленоид электромагнита 3 клапана перемещает золотник 4 влево и открывает доступ топливу из канала В в левую полость поршня 2, а правую полость поршня сообщает каналом Д со сливом. При этом поршень 2 вместе с обтекателем 1 переместится вправо и откроет канал для перепуска горячего воздуха в каналы противообледенительной системы, т. е. в каналы корпуса первой опоры двигателя.
При выключенном соленоиде электромагнитного клапана золотник 4 под действием пружины 5 смещен вправо, топливо с рабочим давлением поступает в правую полость поршня 2 и удерживает клапан противообледенения в закрытом положении.
Рис. 8.10. Клапан противообледенения (конструктивная схема):
1 — обтекатель; 2 — поршень; 3 — электромагнитный клапан;
4 — золотник; 5 — пружина; 6 — фильтр топливный
КЛАПАН ПЕРЕПУСКА ВОЗДУХА
На двигателе установлены два клапана (рис. 8.11) перепуска воздуха из средних ступеней
компрессора. При неработающем двигателе клапаны перепуска воздуха закрыты. Закрытие клапана обеспечивается силой пружины 3, воздействующей на поршень 2 и, следовательно, на клапан 1.
Рис. 8.11. Клапан перепуска воздуха (конструктивная схема):
1 — клапан; 2 — поршень; 3 — пружина
При запуске двигателя и создании давления в топливной системе топливо, из агрегата ПН-40Р через командный агрегат КА-40 под рабочим давлением через канал «В» поступает под поршень 2 клапана.
Под действием топлива поршень 2 поднимается вверх и открывает соединенный с ним клапан 1 перепуска воздуха. При этом воздух из компрессора проходит по кольцевому каналу между клапаном и его седлом и отводится по каналу «Б».
Клапаны перепуска остаются открытыми от начала запуска двигателя до достижения ротором компрессора двигателя числа оборотов, равного 53±3%. При этих числах оборотов командный агрегат отключает подачу давления под поршень клапана перепуска, в результате чего поршень 2 под действием силы натяжения пружины 3 перемещается вниз и закрывает клапан 1 перепуска воздуха.
Каналом «А» клапан перепуска соединен с магистралью слива.
СИСТЕМА ЗАПУСКА
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЗАПУСКЕ ТВД
Запуском называется процесс вывода двигателя из нерабочего состояния на режим самостоятельной устойчивой работы — режим малого газа. Для запуска газотурбинного двигателя необходимо:
а) раскрутить ротор турбокомпрессора до оборотов, при которых компрессор в состоянии всасывать, сжимать и подавать сжатый воздух в камеру сгорания, а турбина компрессора развивать мощность, достаточную для привода компрессора при допустимой температуре газа перед турбиной;
б) образовать топливовоздушную смесь в камере сгорания двигателя и обеспечить ее воспламенение и устойчивое сгорание.
Агрегат, который обеспечивает раскрутку ротора турбокомпрессора при запуске двигателя,
называется пусковым устройством или стартером. На двигателе ТВ2-117 пусковым устройством является стартер-генератор ГС-18МО, который при запуске работает стартерном режиме (режиме электродвигателя). Для образования и воспламенения топливовоздушной смеси на камере сгорания двигателя установлены два пусковых воспламенителя с пусковыми форсунками и запальными свечами СП-18УА.
Наличие на двигателе свободной турбины, обеспечивающей привод несущего и рулевого винтов, накладывает определенный отпечаток на его запуск. Так, в начальный момент запуска, когда повышение давления в компрессоре незначительно, полное расширение газа происходит только в турбине компрессора. При этом ротор свободной турбины практически не вращается.
Увеличение оборотов турбокомпрессора сопровождается ростом степени повышения давления в компрессоре. Это приводит к увеличению перепада давления на свободной турбине, плавной раскрутке свободной турбины, а значит и несущего и рулевого винтов. Наличие свободной турбины исключает необходимость постановки муфты включения трансмиссии вертолета — устройства достаточно громоздкого, сложного и неотъемлемого для вертолетных поршневых и одновальных газотурбинных двигателей.
Минимальное число оборотов установившейся самостоятельной работы двигателя зависит от его пусковых характеристик. Под пусковыми характеристиками ТВаД обычно понимают зависимость мощности пускового устройства (Nст), потребной для вращения ротора турбокомпрессора , и мощности, развиваемой турбиной компрессора (Nт.к.), от числа оборотов турбокомпрессора (nт.к) при заданном законе изменения температуры газа перед турбиной.
Примерный вид пусковой характеристики двигателя показан на рис.9.1. Из рисунка следует, что самостоятельная работа двигателя невозможна при числе оборотов турбокомпрессора, меньше равновесных (nр), что запуск двигателя возможен только с помощью мощного и действующего в течение относительно длительного промежутка времени источника энергии — стартера.
Рис. 9.1. Примерная пусковая характеристика газотурбинного двигателя:
N ст— мощность, развиваемая стартером; N т.к.— мощность, развиваемая турбиной компрессора; N к — потребная мощность для вращения ротора компрессора; 1— момент воспламенения рабочего топлива; 2—момент отключения стартера; 3— режим малого газа
Однако отключать стартер-генератор ГС-18МО из стартерного режима, при достижении ротором турбокомпрессора равновесных оборотов нельзя, так как при этих оборотах турбина не создает избытка мощности, необходимого для перехода на более высокие режимы. Незначительное же ухудшение условий работы двигателя, а также наличие ветра со стороны выходного устройства может привести к тому, что мощность, развиваемая турбиной, окажется меньше потребной и двигатель остановится.
Обороты отключения стартера должны быть такими, при которых мощность, развиваемая турбиной, становится достаточной для уверенного выхода двигателя на режим малого газа. Для обеспечения возможности перехода двигателя на рабочие режимы температура газа перед турбиной компрессора на режиме малого газа должна быть меньше максимально допустимой. Турбина компрессора начинает развивать положительный крутящий момент с начала подачи в двигатель рабочего топлива.
В соответствии с изложенным весь процесс запуска можно разделить на три основных этапа.
ПЕРВЫЙ ЭТАП
Первый этап продолжается с момента включения стартера-генератора ГС-18МО в стартерный режим работы (nтк=0) до момента подачи в камеру сгорания и воспламенения в ней рабочего топлива (nтк = 17÷19%).
Раскрутка ротора турбокомпрессора на этом этапе осуществляется только стартером-генератором ГС-18МО.
ВТОРОЙ ЭТАП
Второй этап длится с момента, когда турбина компрессора начинает развивать положительный крутящий момент (n1) до момента отключения стартера-генератора ГС-18МО (n2). Раскрутка ротора турбокомпрессора на этом этапе осуществляется как стартером-генератором ГС-18МО, так и турбиной компрессора. Стартер-генератор ГС-18ГС на этом этапе работает в режиме сопровождения.
Отключение ГС-18МО происходит при nтк=57÷63%.
ТРЕТИЙ ЭТАП
Третий этап продолжается с момента отключения стартера-генератора ГС-19МО (n2) до момента выхода двигателя на режим малого газа (nмг). Раскрутка ротора турбокомпрессора на этом этапе осуществляется только его турбиной. При работе двигателя на малом газе обороты турбокомпрессора должны быть равны 65+2 -1%.
Как видно из вышесказанного, в запуске двигателя ТВ2-117 должны принимать участие несколько систем:
— электрическая система;
— система зажигания;
— пусковая топливная система.
Кроме запуска двигателя система запуска может осуществлять холодную прокрутку и ложный запуск.
Холодная прокрутка предназначена для удаления из проточной части двигателя остатков топлива после неудавшегося запуска, охлаждения деталей проточной части двигателя. При холодной прокрутке осуществляется раскрутка ротора турбокомпрессора без подачи топлива в камеру сгорания. При холодной прокрутке работает только электрическая система, система зажигания и топливная система не задействованы.
Ложный запуск, т.е. запуск без воспламенения топливовоздушной смеси, производится с целью проверки работы систем, участвующих в запуске, а также при проведении консервации и расконсервации двигателя. При ложном запуске работают электрическая и топливная системы, система зажигания не задействована.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 558; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!