СИСТЕМА СМАЗКИ АВИАЦИОННОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2003 года по МПК F02C7/06 

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, в частности к системам циркуляционной смазки с откачивающим насосом.

Известна система смазки авиационного газотурбинного двигателя, содержащая подающую магистраль и систему откачки с шестеренным насосом, вход которого расположен над отстойником и соединен с ним трубопроводом с обратным клапаном (см. Бич М. М. и др. Смазка авиационных двигателей. - М.: Машиностроение, 1979, с.34, рис.3.1).

Недостатком известной системы является низкая эксплуатационная надежность из-за перетечек масла с выхода из откачивающего насоса на вход по радиальным и торцевым зазорам между шестернями и корпусом, что снижает производительность насоса.

В некоторых случаях сочетание гидравлических сопротивлений на входе и выходе из откачивающих шестеренных насосов приводит к частичному снижению производительности, к перебоям или полному отказу в откачке масла.

Задачей изобретения является повышение эксплуатационной надежности системы.

Указанный технический результат достигается тем, что система для смазки авиационного газотурбинного двигателя содержит подающую магистраль в систему откачки с шестеренным насосом, вход которого расположен над отстойником и соединен с ним трубопроводом с фильтром, а выход соединен с отводящим трубопроводом с обратным клапаном. По меньшей мере, в одной из торцевых стенок насоса выполнен, по меньшей мере, один канал, расположенный на начальной окружности шестерен наcoca, подключенный к подающей магистрали, при этом выход из канала выполнен с жиклером.

Для шестерен с модулем, меньшим или равным 4 мм, канал расположен в зоне сопряжения начальных окружностей. Для шестерен с модулем больше 4 мм выполнены два канала, расположенные на начальных окружностях шестерен со стороны выхода из насоса. При отношении ширины шестерен к модулю больше десяти и на противоположной торцевой стенке насоса выполнены аналогичные два канала.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема системы смазки без подающей магистрали.

На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

На фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Система для смазки газотурбинного двигателя содержит подающую магистраль (на чертеже не показана) и систему откачки с шестеренным насосом 1, вход которого расположен над отстойником 2 и соединен с ним трубопроводом 3 с фильтром 4. Выход из насоса 1 соединен с отводящим трубопроводом 5 с обратным клапаном 6. Насос 1 состоит из шестерен 7 и 8, установленных в корпусе 9 с торцевыми стенками 10 и 11. По меньшей мере, в одной торцевой стенке 10 выполнен хотя бы один канал 12, для дополнительного подвода масла, расположенный на начальной окружности шестерен 7, 8 насоса 1, подключенный к подающей магистрали. Выход из канала 12 выполнен с жиклером.

Для шестерен с модулем, меньшим или равным 4 мм, выполняется один канал 12 в точке сопряжения начальных окружностей шестерен 7, 8.

Для шестерен с модулем, большим 4 мм, выполняются два канала 13 и 14, расположенные на начальных окружностях шестерен 7, 8 со стороны выхода из насоса 1. Например, каналы 13 и 14 могут быть расположены в точках пересечения диаметров начальных окружностей шестерен 7, 8 с их вертикальными осями со стороны выхода из насоса.

В насосах с широкими шестернями, у которых B/m>10 каналы 13, 14 могут быть выполнены и на торцевой стенке 11 в тех же точках, что и на стенке 10.

При работе системы для смазки двигателя поток масла из подающей магистрали под рабочим давлением поступает к узлам трения, после чего сливается в отстойник 2.

Чтобы обеспечить полную откачку масла из отстойника 2, производительность откачивающего насоса 1 выполняют большей, чем количество сливающегося в отстойник 2 масла. При этом в трубопровод 3 откачки масло поступает до тех пор, пока не обнажится конец трубки. С этого момента откачивающий насос 1 засасывает воздух до тех пор, пока сливающееся в отстойник 2 масло вновь не перекроет конец трубки 3. Таким образом, откачка масла в трубопроводе 3 происходит порциями, перемежающимися воздушными пробками. При течении во всасывающем трубопроводе 3 снижается давление внутри потока по причинам подсоса столба Н, гидравлических потерь в трубопроводе 3 и местных сопротивлений в виде фильтра 4 и колен трубопровода для изменения направления потока на входе в насос 1.

По мере продвижения масла к насосу 1 давление во всасывающем трубопроводе падает, а объем воздушных пробок возрастает (l₂>l₁), что приводит к частичному осушению зазоров насоса 1 и перебоям в откачке. При перебоях наполняется отстойник 2, уменьшается столб подсоса Н, снижаются потери во всасывающем трубопроводе 3 и автоматически уменьшается объем воздушных пробок. Откачка масла восстанавливается. В этом случае откачка происходит с перебоями, уровень масла в отстойнике 2 колеблется.

При больших сопротивлениях в трубопроводе 3 всасывания и отсутствия каналов на торцевых стенках насоса 1, связанных с подающей магистралью, воздушная пробка заполняет весь объем насоса 1, и зазоры насоса полностью осушаются. При этом в качестве рабочей жидкости вместо масла насос перекачивает воздух, что приводит к резкому возрастанию перетечек через зазоры с выхода на вход в насос, напор насоса так же резко падает, обратный клапан 6 на выходе из насоса 1 закрывается, откачка масла полностью прекращается и более не возобновляется.

Для герметизации зазоров в откачивающий насос 1 достаточно подвести дополнительное количество масла от магистрали подачи двигателя в количестве 5.. . 7% от полной производительности нагнетающего насоса. Предлагаемые места подвода позволяют экономно расходовать дополнительно подводимое масло. Канал 12 с жиклером для выхода этого масла расположен в торцевой стенке 10 корпуса, в зоне сопряжения начальных окружностей шестерен 7, 8.

Диаметр начальной окружности выбран для подвода дополнительного количества масла из соображения равенства на этом диаметре толщин зуба и впадины. При этом жиклер подачи дополнительного количества масла делит это количество приблизительно пополам между прямым выходом в торцевой зазор, когда жиклер перекрыт зубом, и выходом вдоль образующей зуба, когда жиклер открыт в межзубовое пространство. В последнем случае масло смачивает образующую зуба и центробежной силой отжимается к периферии зуба, попадая в радиальный зазор. Причем жиклер может быть выполнен регулируемым.

Подача дополнительного количества масла от магистрали подачи для герметизации зазоров откачивающего шестеренного насоса придает насосу свойство самовсасывания и позволяет ликвидировать переполнение отстойников и отказы в откачке масла. Такие насосы могут работать на воздухе в качестве рабочей жидкости и всегда готовы к откачке масла, как только оно попадает в трубопровод откачки.

Система предназначена для смазки авиационного газотурбинного двигателя. Система для смазки содержит подающую магистраль и систему откачки с насосом, к входу которого подключен трубопровод с фильтром, откачивающий масло из отстойника. На выходе из насоса подсоединен трубопровод с обратным клапаном. Насос состоит из шестерен, установленных в корпусе с торцевыми стенками. В торцевой стенке выполнены каналы для дополнительного подвода масла. Причем для шестерен с модулем m<4 мм выполняется один канал в зоне сопряжения начальных окружностей шестерен. Для шестерен с модулем m>4 мм выполняются два канала, расположенные на начальных окружностях со стороны выхода из насоса. В насосах с широкими шестернями B/m>10 каналы могут быть выполнены и на второй торцевой стенке в тех же точках, что и на первой стенке. Такое выполнение системы для смазки двигателя придаст насосу свойство самовсасывания и позволит ликвидировать переполнение отстойников и отказы в откачке масла. Такие насосы могут работать на воздухе в качестве рабочей жидкости и всегда готовы к откачке масла, как только оно попадает в трубопровод откачки. 3 з. п.ф-лы, 3 ил.

1. Система для смазки авиационного газотурбинного двигателя, содержащая подающую магистраль в систему откачки с шестеренным насосом, вход которого расположен над отстойником и соединен с ним трубопроводом с фильтром, а выход соединен с отводящим трубопроводом с обратным клапаном, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, в одной из торцевых стенок насоса выполнен, по меньшей мере, один канал, расположенный на начальной окружности шестерен насоса, подключенный к подающей магистрали, при этом выход из канала выполнен с жиклером. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что для шестерен с модулем, меньшим или равным 4 мм, канал расположен в зоне сопряжения начальных окружностей. 3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что для шестерен с модулем, большим 4 мм, выполнены два канала, расположенные на начальных окружностях шестерен со стороны выхода из насоса. 4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что при отношении ширины шестерен к модулю больше десяти и на противоположной торцевой стенке насоса выполнены аналогичные два канала.