Система топливоподачи турбореактивного двигателя

(и) ОПИСАНИЕ ИЗО к авторско свидетель 2 ния, системы топливоподачи турбореактивных дви- гателей Сущность изобретеникпри необходимости изменения расхода топлива задающее устрой- стацГ ство 31 перемещают дозирующее устройство 30 в .НТу- новое положение. Командный золотник 38 поддерживает перепад давления в каналах 42 и 43. В кв,: нале 43 поддерживается командное давление, зависящее от положения дозирующего устройства 29660, 30. Командное давление поступает в пружиннуюполость клапана 19 управления. Положение серво- ОРЕ- поршня 13, а значит и лопаток 11 зависйт от перепада давления в каналах 43 и 44, 1 ил.естрое(21) 4739642/06(71) Агрегатное конструкторское бюро "Кри(56) 1, Авторское свидетельство СССР й 12кл. Г 02 С 9/26, 1984,2. Авторское свидетельство СССР й 14кл, ГО 2 С 9/26, 1986.(54) СИСТЕМА ТОПЛИВОПОДАЧИ ТУРБАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯИспользование: область авиадвигател СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СС55 Изобретение относится к авиадвигателестроению, в частности к системам топливоподэчи турбореактивного двигателя.Известны системы .топливоподачи турбореактивного двигателя, содержащие установленный в линиинагнетания насоса регулятор подачи топлива в двигатель, которые для снижения веса и габаритов дополнительно содержат гидравлический преобразователь крутящего момента, снабженный регулирующим оРганом с сервоприводом, причем входной вал преобразователя кинематически связан с валом двигателя, выходной вал - с насосом, внутренняя камера преобразователя подключена к выходу и входу насоса, а сервоприводсвязан с регулятором подачи топлива,Однако в таких системах на режимах малых расходов происходит значительное тепловыделенйе из-зэ значительного срабатывания перепада давления на регуляторе подачи топлива, что приводит к повышению теплонапряженности двигателя и, как следствие снижению надежности его работы," Известны также системы топливоподачи турбореактивного двигателя, содержащие гидродинамический преобразователь крутящего момента, входной вал которого .вязан с валом двигателя, а выходной - основным насосом, линия всасывания которого соединен с выходом подкачивающего центробежного насоса, кинематически связанного с валом двигателя, а линия нагнетания пбдключена к регулятору подачи топлива в двигатель, имеющему дозирующий элемент, и к золотниковому клапану управления, имеющему торцевую и пружинную полости, гидравлически связанному с сервопоршнем преобразователя,Однако в таких системах чрезвычайно трудно обеспечить устойчивость регулирования на всех режимах работы двигателя вследствие совместной работы двух регуляторов (регулятора подачи топлива и регулятора преобразователя).Целью, изобретения является повышение надежности регулирования,Поставленная цель достигается тем, что в системе топливоподачи турбореактивного двигателя, содержащей гидродинамиче" ский преобразователь крутящего момента, входной вал которого связан с валом двигателя,. а выходной - с основным насосом, линия всасывания которого соединена с выходом подкачивающего центробежного насоса, кинемэтичесски саязэнногО с валом двигателя, а линия нагнетания подключена к регулятбру подачи топлива в двигатель, имеющему дозирующий элемент, и к золотниковому клапану управления, имеющему торцевую и пружинную полости, гидравлически связанному с сервопоршнем преобразователя, согласно изобретению регулятор 5 подачу топлива дополнительно содержитподпружиненный командный золотник, связанный через пружину с дозирующим злементом и установленный в корпусе с образованием пружинной и командной по лостей, первая из которых соединена с входом подкачивающего центробежного насоса, а вторая - с пружинной полостьюзолотникового клапана управления, торцевая полость которого подключена к выходу15 подкачивающего насоса.На чертеже схематично изображенаописываемая система топливоподачи турбореактивного двйгателя,Система топливоподачи турбореактив 20 ного двигателя содержитгидродинамический преобразователь 1 крутящегомомента, входной вал 2 которого связан свалом 3 турбореактивного двигателя 4 черезмеханическую передачу 5, а выходной вал 625 связан с основным насосом 7.На входном валу 2 гидродинамическогопреобразователя 1 крутящего момеитаустановлено насосное колесо 8, с которым гид- -равлическим связана турбина 9,30 усгановлениая нэ выходном валу 6. Выходиз турбины 9 соединен с входом в насосноеколесо 8 рабочей камерой 10 гидродинамического преобразователя 1 крутящего момента, в которой установлен реактор с35 поворотными лопатками 11, размещеннымина подшипниках(на чертеже не показаны) вкорпусе гидродинамического преобрэзователя 1, Лопатки. 11 связаны при помощи кинематической цепи 12 с сервопоршнем40 13, образующим.в корпусе 14 последнего рабочие полости 15 и 15, подключенные через гидравлические линии связи 17. и 18. к золотниковому клапану 19 управления, размещенному в корпусе 14, Золотйиковый 45 клапан 19 управления поджат с одной стороны пружиной 20 обратной связи через рычаг 21, связанный с сервопоршнем 13 преобразователя, а с другой пружиной 22, опирающейся на корпус 14. Причем пружи на 20 размещена в пружинной полости 23, апружина 22 -в торцевой полости 24.Линия 25 всасывания основного насоса 7 соединена с выходом подкачивающего насоса 26 центробежного типа; который имеет кинематическую связь 27 с валом 3 двигателя 4, а линия 28 нагнетания основного насоса 7 подключена к регулятору 29 подачи топлива в двигатель 4, имеющему дозирующий элемент 30, и к золотниковому клапану 19 управления.10 20 25 30 40 30 определяет затяжку пружины 39, действующей на командный золотник 38. Командный золотник 38, автоматически восстанавливая свое равновесие, поддерживает перепад давления в канале 43 над 45 давлением в канале 42 (т,е. над давлениемвхода в подкачивающий насос 26), пропорциональный затяжке пружины 39. Действительно, в равновесном положении командного золотника 38 этот перепад 50 уравновешивается пружиной 39. При этомрасходы жидкости через щель, определяемую положением рабочей кромки командного золотника 38, и через жиклер 46 равны.При увеличении давления в канале 43 ко мандный золотник 38 сдвигается влево,. прикрывая упомянутую щель рабочей кромкой, при этом равенство расходов нарушается, давление в канале 43 падает и командный золотник 38, перемещаясь вправо, восстанавливает нарушенное рэвновеРегулятор 29 подачи топлива включаеттакже задающее устройство 31, дифференциальный клапан 32, а дозирующий элемент30 имеет сервопоршень 33, полости 34 и 35которого сообщены с задающим устройством 31.На выходе из регулятора 29 линия 28нагнетания соединена с форсунками 36 камер сгорания 37 двигателя 4, Регулятор 29подачи топлива содержит дополнительноподпружиненный командный золотник 38,связанный через пружину 39 с дозирующимэлементом 30 и установленный в корпусе собразованием пружинной и командной полостей 40 и 41, первая из которых соединенаканалом 42 с входом подкачивающего центробежного насоса 26, а вторая - каналом 43с пружинной, полостью 23 золотниковогоклапана 19 управления, торцевая полость24 которого подключена каналом 44 к выходу подкачивающего насоса 26,Командный золотник 38 сообщен каналом 45 с линией 28 нагнетания. Внутри командного золотника 38 выполненоцентральное сквозное отверстие, снабженное жиклером 46.. Каналами 47 и 48 соединены сливныекромки золотникового клапана 19 с каналом 44.Полости золотникового клапана 19 управления соединены каналом 49 с линией 28нагнетания, К задающему устройству 31подведены давление нагнетания и давлениевхода в подкачивающий насос 26 соответственно по каналам 50 и 51.Рабочая камера 10 гидродинамическогопреобразователя соединена при помощиканала 52 с выходом основного насоса 7; апри помощи канала 53 с входом подкачивэющего насоса 26., Работа системы осуществляется следующим образом,От вала 3 турбореактивного двигателя 4через механическую передачу 5 приводитсяво вращение насосное колесо 8 гидродинамического преобразователя 1 крутящего момента, в котором крутящий момент,подводимый от двигателя 4, преобразуетсяв кинематическую и потенциальную энергию рабочей жидкости. Рабочая жидкость.затем поступает на лопатки 9 турбины, гдеее энергия преобразуется в крутящий момент вала 6 основного насоса 7.Для съема тепла, выделяющегося в рабочей полости 10 при передаче энергии отвала 3 турбореактивного двигателя 4 к насосу 7, в гидродинамический преобразователь1 крутящего момента производится подачатоплива, которое поступает в камеру 10 поканалу 52 с выхода основного насоса 7. Из рабочей камеры 10 гидродюамического преобразователя 1 крутящего момента топливо по каналу 53 поступает на вход в подкачивающий насос 26.Поворотные лопатки 11, установленные на входе в насосное колесо 8 гидродинамического преобразователя 1, изменяют направление потока и расход рабочей жидкости, прй этом соответственно изменяется энергия жидкости, передаваемая нэ лопатки турбины 9, и изменяется крутящий момент на валу 6 основного насоса 7, Таким образом, при повороте лопаток 11 изменяется производительность и давление топли ва на вцходе изосновного насоса 7. С выхода основного насоса 7 топливо по линии нагнетания 28 поступает через дифференциальный клапан 32 к дозирующему устройству 30 регулятора 29 подачи топлива и далее через кольцевое окно, площадь которого зависит от положения дозирующего устройства 30, к форсункам 36 камеры сгорания 37 двигателя 4. Дифференциальный клапан 32, дросселируя поток топлива в магистрали нагнетания 28, поддерживает постоянный перепад давления на дозирующем устройстве 30; обеспечивая таким.образом расход топлива, который зависит только от положения последнего. Положение же дозирующего устройства 30 задается задающим устройством 31 в соответствии с потребным расходом топлива на. текущем режиме работы двигателя 4. При необходимости изменения расхода топлива задающее устройство 31, соединяя полость 34 или 35 с каналом нагнетания 50 или слива 51,перемещает с помощью поршня 33 дозирующее устройство 30 в новое нужное положение. Положение дозирующего устройства1792127 8 15 20 30 40 50 сие. Аналогичный процесс в обратном направлении происходит при случайном уменьшении давления в канале 43, Таким образом, в канале 43 поддерживается командное давление (над входом в подкачиваюций насос 26), зависящее от положения дозирующего устройства 30, а значит от расхода топлива через форсунки 36 двигателя 4,Командное давление по каналу 43 передается в полость пружины 20 обратной связи золотникового клапана 19 управления, На установившемся режиме золотниковый клапан 19 управления находится в"равновесном положении, перекрывая рабочими кромками каналы 47, 48 и 49, в результате чего сервопоршень 13 остается неподвижным, удерживая в неподвижном состоянии через кинематическую цепь 12 поворотное лопатки 11 и обеспечивая таким образом посеянный режим работы основного насоса 7, При изменении режима работы двигателя 4 в сторону увеличения потребного расхода топлива дозирующее устройство 30 перемещается вправо, увеличивая проходное сечение кольцевого окна и увеличивая таким образом расход топлива. Одновременно дозирующее устройство 30 увеличивает затяжку пружины 39, что приводит к увеличению командного давления, передаваемога по каналу 43 в полость пружины 20 обратной связи золотникового клапана 19 управления. Золотниковый клапан 19 управления сдвигается влево, сообщая канал . 49 нагнетаййя с полостью 16, а канал 47 слйва с полостью 15, в результате чего сервопоршейь 13 смещается влево, поворачивая лопатки 11 в сторонуоткрытия проходного сечения; Прй этом золотниковый клапан 19 управления под действием Формула . изобретенияСИСТЕМА ТОПЛИВОПОДАЧИ ТУРБО РЕАКТИВ НОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащая гидродинамический преобразова-тель крутящего момента, входной вал: которого связан с валом двигателя, а выходной - с основным насосом, линия, всасцвания которого соединена с выхо- дом подкачивающего центробежного на-соса, кинематически связанного с валомдвигателя, а линия нагнетания подклю-, чена к регуляторуподачи топлива вдвигатель. имеющему дозирующий элемент, и к золотниковому клапану управления, имеющему торцевую ипружинпружины 20 через рычаг 21 возвращается в исходное положение, а сервопоршень 13 с поворотными лопатками занимает, новое положение, соответствующее новому увеличенйому значению командного давления. Положение сервопоршня 13, а значит и лопаток 11 зависит от перепада давления в каналах 43 и 44, т,е. от превышения командного давления над давлением выхода из подкачивающего насоса 26. Соотношение сил пружин 20, 22 и 39 и плеч рычага 21, определяющее эту зависимость, выбран так, чтобы на всех режимах давление на выходе и подачи основного насоса 7 обеспечивали с некоторым запасом потребность "двйгателя, однако не сильно превышали эти потребности, чтобы не производить излишнего перегрева топлива. Именно для лучшего обеспечения этого условия к полости пружины 22 подведено давление не с входа, а с выхода подкачивающего насоса 26, что дает коррек-. цию режима по частоте вращения вала 3 двигателя 4. Действительно, при увеличениичастоты вращения увеличивается перепад давления, создаваемый центробежным подкачивающим насосом 26, приводимцм вовращение от вала двигателя через кинематическую цепь 27. Поэтому перепад давления на золотниковом клапане 19 управления уменьшается (в случае того же потребного расхода через двигатель, а значит того же перепада давления на золотнике 38). Вследствие этого сервопоршень 13 несколько повернет лопатки 11 в сторону закрытия, что обеспечйт практически те же энергетические запасы насоса 7, компенсируя увеличение частоты вращения его вала 2, связанного также с валом 3 турбореактивного двигателя 4 кинематической цепью 5,ную полости, гидравлически связанному с . сервопоршнем преобразователя, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, регулятор подачи топлива дополнительно содержит подпружиненнцй командный золотник, связанный через пружину с дозирующим элементом и установленный в корпусе с образованием пружинной и командной полостей,первая из которых соединена с входом подкачивающего центробежного насоса, а вторая - с пружинной полостью золотникового клапана управления, торце вая полость которого подключена к в. -ходу подкачивающего насоса.