КОМАНДНОЕ УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 1995 года по МПК F02C9/26 

Изобретение относится к автоматическому регулированию газотурбинного двигателя (ГТД).

Известно командное устройство системы регулирования ГТД, содержащее сервопоршень со штоком, размещенный в корпусе с образованием поршневой и штоковой полостей, датчик перемещения сервопоршня, связанный с электронным блоком, подключенным к двум электромагнитным клапанам, узел управления, выполненный в виде установленного во втулке подпружиненного двухпояскового золотника с проточкой, связанной с одним из электромагнитных клапанов и через жиклер со штоковой полостью сервопоршня, поршневая полость которого связана через клапан запорного устройства, образованный малым торцем двухступенчатого золотника с седлом, со вторым электромагнитным клапаном, причем промежуточная полость двухступенчатого золотника запорного устройства, образованная торцем большего диаметра этого золотника с корпусом, соединена через дросселирующую щель, образованную с одним из торцев двухпояскового золотника и отверстием его втулки, с торцевой полостью, которая противоположна пружинной полости двухпояскового золотника и связана через первый дополнительный электромагнитный клапан с каналом постоянного давления, который в свою очередь через второй дополнительный электромагнитный клапан подключен к штоковой полости сервопоршня, а основные электромагнитные клапаны дополнительно связаны с ручным управлением двигателя.

В данном устройстве регулирование положением сервопоршня осуществляется от сигналов, поступающих от электронного блока к двум основным электромагнитным клапанам, один из которых связан со штоковой полостью сервопоршня через дроссельный пакет и через проточку двухпояскового золотника и жиклер, а второй с поршневой полостью сервопоршня через клапан запорного устройства, образованный малым торцем двухступенчатого золотника с седлом.

В случае выхода из строя электронного блока снимается напряжение с дополнительного электромагнитного клапана, который связан с торцовой полостью двухпояскового золотника. Электромагнитный клапан закрывается, давление в торцовой полости падает, и двухпоясковый золотник под действием своей пружины смещается так, что размер дросселирующей щели падает до нуля. В этом случае промежуточная полость двухступенчатого золотника соединяется с проточкой двухпояскового золотника. Одновременно об отказе информируется летчик, который должен перейти на ручное управление, воздействуя на кнопки, связанные с основными электромагнитными клапанами.

В случае, если летчику требуется увеличить режим работы двигателя, он нажимает на ту кнопку, которая соединена с электромагнитным клапаном, связанным через плоский клапан запорного устройства с поршневой полостью сервопоршня. Для уменьшения режима работы двигателя, летчик нажимает другую кнопку, связанную с другим электромагнитным клапаном, который связан через дроссельный пакет со штоковой полостью сервопоршня и через проточку двухпояскового клапана с промежуточной полостью двухступенчатого золотника запорного устройства.

В случае, если требуется выключить двигатель из работы, подается напряжение на первый и второй дополнительные электромагнитные клапаны, которые открываются и через них постоянное давление поступает в штоковую полость сервопоршня и в промежуточную полость двухступенчатого золотника запорного устройства.

Недостатком данного устройства является то, что при отказе электронного блока не выдается сигнал на включение форсажного контура двигателя, в результате чего снижается надежность работы двигателя.

Цель предлагаемого изобретения повышение надежности работы двигателя.

Указанная цель достигается тем, что в известное командное устройство системы регулирования ГТД дополнительно введены дроссель и установленный во втулке, имеющей продольную щель, подпружиненный золотник с канавкой, связанный с одним концом рычага, образующего другим концом зазор со штоком сервопоршня, причем канавка золотника непосредственно связана со сливном и через продольную щель и магистраль подвода с управляемой полостью сервопоршня дозирующего крана форсажного регулятора, а дроссель размещен в канале, соединяющем магистраль подвода со сливом.

В результате сравнительного анализа данного устройства с известными техническими решениями, не были выявлены признаки, сходные с теми признаками, которые отличают предложенное решение от прототипа, поэтому свойства предлагаемого решения не совпадают со свойствами известных решений. На основании этого можно сделать вывод, что предложенное техническое решение обладает существенными отличиями.

На чертеже представлено данное командное устройство.

Устройство содержит сервопоршень 1 со штоком 2, образующий с корпусом поршневую полость 3 и штоковую полость 4, датчик 5 перемещения сервопоршня, связанный с последним через шестерню 6 и с электронным блоком (не показан), подключенным к двум электромагнитным клапанам 7 и 8, узел управления, выполненный в виде двухпояскового золотника 9 с проточкой 10, связанный с электромагнитным клапаном 7 и через жиклер 11 с штоковой полостью 4 сервопоршня 1, поршневая полость 3 которого связана через клапан запорного устройства, образованный малым торцем двухступенчатого золотника 12 с седлом 13, с электромагнитным клапаном 8, причем промежуточная полость 14 запорного устройства, образованная торцем большего диаметра золотника 12, соединена через дросселирующую щель 15 с торцовой полостью 16 золотника 9, которая через электромагнитный клапан 17 связана с каналом 18 постоянного давления, который подключен также к электромагнитным клапанам 7, 8, причем последний связан со штоковой полостью 4, а первый через дроссельный пакет 19 с той же полостью.

В устройство, кроме того, входят дроссель 20 и установленный во втулке, имеющей продольную щель 21, подпружиненный золотник 22 с канавкой 23, которая через продольные канавки 24 связана со сливом и через щель 21 втулки и магистраль 25 подвода с управляемой полостью сервопоршня дозирующего крана форсажного регулятора, причем эта управляемая полость одновременно соединена через питающий жиклер с магистралью постоянного давления (не показаны). Дроссель 20 установлен в канале 26, связывающем магистраль 25 со сливом, золотник 22 соединен с одним концом рычага 27, образующего другим концом зазор 28 со штоком 2.

Устройство работает следующим образом.

При работе электронного блока сигналы, поступающие от последнего, направляются на электромагнитные клапаны 7, 8 и 17. В этом случае последний открывается и через него полость 16 золотника 9 соединяется с каналом 18 постоянного давления. Золотник 9 занимает такое положение, как указано на чертеже. Электромагнитный клапан 7 открывается в этот момент, когда требуется понизить режим работы двигателя. Топливо из канала 18 через этот клапан подводится к дроссельному пакету 19 и далее в полость 4 сервопоршня 1, и одновременно через проточку 10 золотника 9 к жиклеру 11 и далее в ту же полость. Из полости 3 топливо сливается через седло 13 (золотник 12 смещен вправо, так как в полость 14 поступает постоянное давление) в сливную полость. Под действием перепада давлений сервопоршень 1 смещается вверх. Электромагнитный клапан 8 открывается в тот момент, когда требуется повысить режим работы двигателя. Топливо из канала 18 через этот клапан поступает к седлу 13 и далее в полость 3 сервопоршня. Из полости 4 топливо через дроссельный пакет 19, жиклер 11 и проточку 10 начинает сливаться, в результате чего сервопоршень 1 смещается вниз.

За положением сервопоршня 1 следит датчик перемещения, который передает сигналы в электронный блок. При подходе сервопоршня к зоне форсажных режимов электронный блок выдает сигнал на включение форсажа.

При отказе электронного блока снимается напряжение с электромагнитного клапана 17, который закрывается, и полость 16 соединяется со сливом. Золотник 9 смещается влево и его проточка 10 соединяется с полостью 14 золотника 12. В этот момент подается летчику сигнал на то, чтобы он перешел на ручное управление. В этом случае летчик начинает управлять электромагнитными клапанами 7 и 8 с помощью кнопок, связанных с последними. При нажатии кнопки, связанной с клапаном 7, последний открывается и через него топливо поступает через дроссельный пакет 20 в полость 4 сервопоршня 1 и через проточку 10 золотника в полость 14 золотника 12. Золотник 12 приподнимается от седла 13 и через него из полости 3 начинает сливаться топливо. Сервопоршень 1 под действием перепада давлений смещается вверх на уменьшение режима двигателя. При нажатии кнопки, связанной с клапаном 8, последний открывается и топливо подводится к торцу золотника 12. Золотник приподнимается и топливо через седло 13 подводится в полость 3, а из полости 4 топливо сливается на слив. Сервопоршень 1 под действием перепада давлений начинает смещаться вниз на увеличение режима работы двигателя. В этом случае зазор 28 начинает уменьшаться. В определенный момент шток 2 коснется рычага 27, и золотник 22 начнет постепенно смещаться вверх.

В момент касания золотника происходит подключение первых контуров форсунок. По мере движения золотника 22 вверх начинает плавно повышаться давление в магистрали 25. При определенных давлениях происходит подключение последующих контуров форсунок в форсажной камере двигателя. Таким образом, плавное изменение давления в канале 25 в зависимости от смещения сервопоршня 1, обеспечит управление во всем диапазоне форсажных режимов от "малого форсажа" до "полного форсажа" на резервном регулировании управления форсажными режимами. Дроссель 20 обеспечивает подстройку характеристики изменения давления топлива в канале 25 для обеспечения минимальных рассогласований при переходе с электроники на резервную систему, что исключает в момент перехода броски по тяге и тем самым обеспечивает большую надежность.

Использование: автоматическое регулирование газотурбинного двигателя (ГТД). Сущность изобретения: устройство содержит дроссель 20 и установленный во втулке, имеющей продольную щель 21, подпружиненный золотник 22 с канавкой 23, которая через продольные канавки 24 связана со сливом и через продольную щель 21 и магистраль 25 подвода-с управляемой полостью сервопоршня дозирующего крана форсажного регулятора. Дроссель 20 установлен в канале 26, связывающем магистраль 25 со сливом. Золотник 22 соединен с одним концом рычага 27, образующего другим концом зазор 28 со штоком 2 сервопоршня 1. 1 ил.

КОМАНДНОЕ УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащее сервопоршень со штоком, поршневой и штоковой полостями, датчик перемещения сервопоршня, связанный с электронным блоком, подключенным к двум электромагнитным клапанам, блок управления и слив, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и при отказе электронного блока двигателя, имеющего сервопоршень дозирующего крана фарсажного регулятора с управляемой полостью, оно содержит дроссель, рычаг, магистраль подвода и установленный во втулке, имеющей продольную шель, подпружиненный золотник с канавкой, связанный с одним концом рычага, образующего другим концом зазор со штоком сервопоршня, причем канавка золотника непосредственно связана со сливом и через продольную щель втулки и магистраль подвода с управляемой полостью сервопоршня дозирующего крана форсажного регулятора, а дроссель размещен в канале, соединяющем магистраль подвода со сливом.