Система автоматического регулирования расхода топлива

(71) Самарский авиационный институт иакад, С,Г 1.Королева(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА ТОПЛИВА 815373 А 1(57) Использование: машиностроение, системы топливной автоматики авиационных газотурбинных двигателей. Сущность изобретения: система автоматического регулирования поддерживает заданный перепад давления на доэирующей игле 2, определяемый как настройкой входного жиклера 6, так и площадью проходного сечения высотного корректора 8. В гидролинию установлен гаситель колебаний 5, уменьшающий колебания перепада давления на входном жиклере 6. Размеры элементов гасителя колебаний 5 выбираются в зависимости от параметров системы регулирования. 5 Ил,(2): 45 50 55 При известной индуктивности определяются длина Ь и размер поперечного сечения канала и. Размер поперечного квадратного сечения канала Ь выбирают исходя иэ обеспечения условия реализации турбулентного режима течения: где йер - ритицеское число Рейнольдса,кинематическая вязкость жидкости, При выбранном сечении канала и х Ь требуемая длина определяется по формуле: Таким образом для обеспечения стабильной работы САР размера гасителя колебаний в виде винтового канала должны быть .выбраны в соответствии с выведенными зависимостями (2)(4);Рассмотрим численный расцет геометрических параметров гасителя для САР прототипа Ь Ржо0,2 10 В Па, Ож 1210 м(с, АЬ=2,4 10 Па, минимальная частота колебаний давления, при которой наблюдается отклонение статической характеристики САР Ьа = 300 Гц, рабочая среда - кеРосин, р=800 кг/м,м=4,3 10 м/с (при температуре -40 С), допустимое отклонение расхода топлива через дозирующую иглу 5 ф ,Из графика на фиг,3 для АЬРж2,410 вЮ12 и(ЛОо.и)дол =(ЛОж )доп = 0,05Ог 10определяется 2 Р = 24 и выциспяется требуемая индуктивность канала по формуле 2,13 107 кгУм 4 5 2 й 1300 12 10Затем находится размер поперечного (квадратного) сечения канала по формуле (3): Ь - 2,410м. 12 10 1150 43 10 При известных значениях 1. и и определяется требуемая длина канала по формуле (4): вр 2,4 10 з 2,410 з 2,13 1078000,17 м.. Таким образом, исходя из условий обеспечения требуемой статической точности САР (5 ) выбраны геометрические размеры гасителя в виде винтового канала.5 фиг.1 иллюстрирует возникновение отклонения среднеинтегрального расхода рабочей жидкости через нелинейный дроссель при наличии гармонической составляющей перепада давления на дросселирующем 10 элемента. На фиг.2 показана. зависимостьотносительного среднего расхода рабочей жидости через нелинейный дроссель от относительной амплитуды колебаний перепада давления на дросселе. На фиг,3 изображены зависимости отклонения расхода жидкости через жиклер от относительного индуктивного сопротивления гасителя при различных относительных амплитудах колебаний перепада давления на жиклере. На фиг,4 и 5 представлены принципиальная схема САР расхода топлива и конструктивная схема гасителя колебаний.СЛР расхода топлива содержит насос 1, связанный с перепускным клапаном 2 и до. зирующей иглой 3, вход которой соединен через жикпер 4 с мембранным узлом сравнения 5, выход которого соединен с.высотным.корректором 6 и сильфонным узлом 7, подклюценным к полости слива, САР содержит также гаситель колебаний, соедйненный своим входом с выходом насоса 1, авыходом - с жиклером 4. В одном из возможных вариантов исполнения гаситель колебаний 8 состоит из корпуса 9, винтовой втулки 10, втулки дросселя 11, регупировочного штока 12, контровоцной гайки 13, колпачка 14, наконечника 15. САР расхода топлива работает следующим образом. В исходном состоянии САР поддерживает заданный перепад давления на дозирующей игле 3, определяемый как настройкой жиклера 4, так и площадью проходного сецения высотного корректора 6. Перепаддавпения на дозирующей игле 3 поддерживается путем перепуска цасти топлива с выхода насоса 1 на его вход через пропускной клапан 2 за счет изменения его проходного сечения,Гаситель колебаний работает следующим образом. Поступающая по внутреннему каналу регулятора на вход гасителя колебаний рабочая жидкость разделяется на два потока; основная часть проходит по винтовому каналу, другая частьдросселируется через зазор между винтовой спиралью и корпусом, Жидкость, пройдя винтовой ка-. .нал, дросселируется через прикрываемое торцем штока 12 отверстие втулки дросселя 11, выполняющее функции входного жикпе10 1815373 Я егери РР Ро 2Ьй)аЬ Ожр ОД ою ОО ра и Далее по центральному отверстию винтовой втулки 10 на выход из гасителя колебаний. Для переменной составляющей канал гасителя представляет большое инерционное сопротивление, позтому на жикле ре реализуется существенно меньший динамический перепад давления по сравнению со случаем без.гасителя колебаний. Снижение колебаний перепада давления на жиклере предотвращает возникновение 10 "увода" расхода жидкости через него, и, как следствие, возникновение статической ошибки регулирования. Жидкость, проходящая через зазор между винтовой спиралью и корпусом, турбулизирует основной поток, 15 протекающий по винтсвому каналу. Такая турбулизирующая подпитка основного потока способствует реализации нелинейного закона гидравлицеских потерь в винтовом канале в целях независимости характери стик гасителя, а значит и регулятора от температуры (вязкости) рабочей среды.По сравнению с прототипом, предлагаемая САР имеет более высокую точность поддержания заданного расхода топлива в 25 условиях повышенных пульсаций рабочей среды, обусловленную снижением самопроизвольного увода статического расхода рабочей жидкости через нелинейный жиклер, . что достигнуто в предложенном техниче ском решении снижением величины пульсаций перепада давления нэ входном жиклере. На пониженном режиме работы двигателя - режиме высотного запуска предлагаемая САР имеет погрешность под держания заданного расхода топлива 35, в то время как погрешность прототипа составляет при повышенных пульсациях рабочей среды 20% и более.ю,рл Формула изобретения Система автоматического регулирования расхода топлива, содержащая насос, связанный с перепускным клапаном и дозирующей иглой, вхОд которой соединен через жиклер с мембранным узлом сравнения, выход которого соединен с высотным корректором и сильфонным узлом, подключенными к полости слива, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что. с целью повышения статической точности, она дополнительно содержит гаситель колебаний, соединенный своим входом с выходом насоса, а выходом - с жиклером, причем гаситель колебаний выполнен в виде винтового канала квадратного поперечного сечения шириной и и длиной Ь, определяемым по зависимостям: где Ож - расход топлива через входной жиклер;Яер - критическое число Рейнольдса течения жидкости в винтовом канале;Р- кинематическая вязкость топлива; Юр - относительное инерционное сопротивление винтового канала;Л Рж - перепад давления на входном жиклере;вмин- наименьшая кру овая частота колебаний давления, при которой наблюдается отклонение статической характеристики системы автоматического регулирования;р- плотность топлива,1815373 Фиг Составитель А,КрючковРедактор Техред М.Моргентал Корректор А. Обр аказ 1623 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 О 1 Ч О дс)-РЯ ф -ов 3 Опносогтельиае цндукгпи ИноесопрогиоВлеиое гасителяЕЬ