Регулятор режима работы газотурбинного двигателя

9) ( 5 ю Г 02 С 9/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ И ного дв улятор Первый 7 предс матика и регулированых двигателей. М,: 5, с. 164, рис. 5.44. селеи. П ком реж режима предста подпруж ска топл 25 корре 1 з.п.ф-л 54) РЕГУЛЯТОР РЕЖ ТУРБИННОГО ДВИГА (57) Использование: ав рование выходных пар МА РАБОТЫ ГАЗОЕЛЯоматическое регулиаметров газотурбин ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПЛТЕНТ СССР) АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС 21) 4646495/06(56) Черкасов Б.А. Автоние воздушно-реактиМашиностроение, 196 игателя, Сущность изобретения: рережима снабжен корректором 10. и второй дозирующие элементы 6 и велены в виде регулирующих дросервый дроссель 6 связан с задатчиимов 8, а дроссель 7 с датчиком 9 работы двигателя. Корректор,10 влен в виде иглы с мембраной 23 иненной) с дросселем 24 перепуива из полости 5 в канал 2. Полость ктора соединена с магистралью 3, ы,4 ил,5 10 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к области автоматического регулирования, в частности кустройствам регулирования выходных параметров газотурбинного двигателя (ГТД).Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение точности поддержаниязаданного режима работы..На фиг.1 изображена схема регуляторарежима работы ГТД, на фиг.2 регулятор режима работы ГТД с шестеренным насосом идатчиком редуцированного давления воздуха за компрессором и на фиг.З и 4 - статические характеристики регулятора режимаработы ГТД с корректором,Регулятор режима работы ГТД содержит топливный насос 1 с магистралями входа 2 и выхода 3, сервомотор 4 управленияпроизводительностью топливного насоса 1,управляющая полость 5 которого связаначерез первый дозирующий элемент 6 с магистралью выхода 3 и через второй дозирующий элемент 7 - с магистралью входа 2, изадатчик режима работы 8, Дозирующиеэлемен гы 6 и 7 представлены в виде регулирующих дросселей, причем дроссель б связан с эадатчиком режимов 8, а дроссель 7 сдатчиком 9 текущего значения регулируемого параметра. Кроме того, управляющая полость 5 сервомотора 4 может бытьдополнительно, посредством корректора10, связана с Магистралью входа 2, На фиг.2датчик 9 изображен воспринимающим разность давлений воздуха за и перед компрессором ГТД, хотя может быть любого другоготипа с регистрацией других параметровГТД, например, Тз, пк илия,.На фиг;2. задатчик режимов 8 представлен в виде кулачка 11 с рычагом упоавления12, поршнями 13 и 14 и размещенными между ними пружинами 15.и 16; кроме тогополость 17 поршня 14 сообщена с магистралью входа 2 через дроссель 18 задержкиперемещения поршня 14, а значит, изменения по времени сечения дросселя б, Датчик9 представлен в виде воздушного редуктора19 разности давлений Р - Р отделенного мембраной 20 от непроточной камеры 21давления Рн, мембрана 20 через рычаг 22управляет площадью дросселя 7,Корректор 10 представлен в виде мембраны 23 (подпружиненной) с дросселем 24перепуска топлива из полости 5 в магистраль входа 2, полость 25 корректора.соединена с магистралью 3 (фиг.2).Задатчик .режимов 8 может быть представлен в виде электрон,ого регулятора илилюбого другого известного типа,Топливный насос 1 с сервомотором 4могут быть выполнены как шестеренные,так и пластинчатые, поршневые, как регулируемой производительности, так и нерегулируемой с перепуском избытков топлива с выхода на вход.Предложенный регулятор режима работы газотурбинного двигателя работает следующим образом,.Регулирование режима работы ГТД в исходном положении элементов по фиг,2 осуществляется за счет того, что задатчиком режимов 8 задается определенная площадь дросселя б, т,е. поступление топлива в управляющую полость 5 сервомотора 4 определяется эадатчиком 8, положением рычага управления 12, при этом через дроссель 7 топливо поступает в управляющую полость 5, а также через дроссель 24 топливо поступает в магистраль 2, т.е. сервомотор 4 будет находиться в равновесном положении только тогда, когда количество поступающего в полость 5 топлива будет равно количеству, вытекающему из этой полости топлива, а это возможно только в том случае, когда площади дросселей б и 7, 24 равны (условно принимаем, что площадь верхнего цилиндра сервопоршня 4 в 2 раза больше площади нижнего его цилиндра, усилием пружины сервомотора 4 пренебрегаем), при равном на них перепаде давления, Следовательно,это возможно только при определенном давлении Р 2, которое при постоянном Р будет зависеть от Р 2, и при определенном давлении Р или Р,. Т,е, задавая задатчиком режимов 8 режим работы, мы автоматически поддерживаем его значение за счет перемещения сервомотора 4, которым через рычаг 22 управляет датчик 9, Каждому положению рычага 12 будет соответствовать строго определенное значение разности давлений воздуха за и перед компрессором, с некоторой статической ошибкой,котооую будет вносить корректор 10, поскольку при изменении нагрузки на двигатель давление Рф (перед форсунками) будет меняться, т.к, при изменении нагрузки будет меняться потребный расход топлива в ГТД (см,фиг.З и 4).Так, при уменьшении Р 2 мембрана 20переместится вниз и через рычаг 22 уменьшит площадь дросселя 7, благодаря чему сервомотор 4 идет вниз, увеличивая подачу топлива в двигатель, а это восстанавливает Р 2 до значения, заданного эадатчиком 8,При увеличении давления Рг (в воздушном редукторе 19), например, за счет изменения высоты или скорости полета мембрана 20 перемещается вверх и через рычаг 22 увеличивает площадь дросселя 7, благодаря чему сервомотор 4 идет вверх, уменьшая подачу топлива в ГТД, а это приводит к уменьше 1825880нию Рг, т,е, к восстановлению режима работы,При изменении положения рычага управления 12 с режима работы на малом газедо крейсерского режима, кулачок 11 перемещает вниз поршень 13, меняется затяжкапружины 15, поршень 14 выходит из равновесия и в зависимости от проливки дросселя18 медленно перемещается вниз, обеспечивая перемещение дозирующего дросселя б, 10т,е. увеличивается площадь дросселя б, сервомотор 4 выходит из равновесия, увеличивая подачу топлива в ГТД, что увеличиваетдавление Р 2, которое при замедленном перемещении поршня 14 с некоторым запаздыванием отслеживает его перемещение.т.е. работает в режиме разгона.Аналогично предложенный регуляторбудет работать в режиме запуска и наобо-рот в режиме сброса, причем изменение 20площади дросселя б можно осуществлятьпо любому другому закону, как при разгона,так и при запуске и сбросе, т.к, задатчикомрежимов может быть, например, электронный регулятор.Регулируемым параметром может бытьтемпература выходных газов или частотавращения или любой другой регулируемыйпараметр ГТД.При регулировании какого-то режима, 30при изменении нагрузки на ГТД, в предложенной схеме наблюдается статическаяошибка, за счет того, что на фиг,2 параллельно дросселю 7 установлен дроссель 24,Статическая ошибка обеспечивает повышение устойчивости ГТД на рабочих режимах,Предложенный регулятор проще поконструкции, т.к. в нем применен совершенно новый принцип регулирования выходных параметров ГТД, что резкоуменьшает количество деталей, уменьшает их сложность, исключает применение промежуточных звеньев,Предложенный регулятор имеет более высокую точность поддержания заданного режима работы, поскольку примененный метод регулирования ведет к поддержанию заданного параметра напрямую, исключая сложную цепь промежуточных элементов.Формула изобретения 1, Регулятор режима работы газотур- бинного двигателя, содержащий сервомотор управления производительностью топливного насоса, управляющая полость которого связана через первый дозирующий элемент с магистралью выхода топливного насоса и через второй дозирующий элемент - с магистралью входа последнего, задатчик и датчик режима работы двигателя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности, он дополнительно снабжен корректором давления в управляющей полости сервомотора, установленным в линии связи полости сервомотора с магистралью входа, а первый и второй дозирующие элементы выполнены в виде регулирующих дросселей, причем первый дроссель связан с задатчиком режимов, а второй - с датчиком режима работы двигателя.2. Регулятор по п.1, о тл и ч а ю щ и йс я тем. что корректор давления выполнен в виде иглы с мембраной, полости по обе стороны которой подключены к магистралям входа и выхода, задатчик режимов - в виде рычага с кулачком, и контактирующего с последним подпружиненного поршня и связан с первым дозирующим элементом, а датчик режима работы двигателя выполнен в виде датчика редуцируемого давления воздуха за компрессором, воздействующего через рычаг на второй дозирующий элеСоставитель Г.ОсадчийТехред М.Моргентал Редактор Е,Савин оррек ако Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул,Гагарина,Заказ 2310 Тираж ВНИИПИ Государственного комит 113035, МосквПодписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС