МАСЛЯНАЯ СИСТЕМА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2006 года по МПК F02C7/06 

Изобретение относится к масляным системам, в частности к масляным системам газотурбинных двигателей, и может найти применение в авиадвигателестроении и других областях техники.

Известна масляная система газотурбинного двигателя, содержащая подключенную к магистрали нагнетания, откачки и суфлирования полость опоры ротора с маслосборником и установленные в этих магистралях, соответственно, топливомасляный теплообменник, откачивающий насос и приводной центробежный суфлер с линией сброса уловленного в нем масла, при этом система снабжена компенсационной емкостью, сообщенной с магистралью суфлирования и гидравлически связанной с маслосборником и откачивающим насосом (см. патент РФ №2117794, кл. F 02 C 7/06, опубл. 20.08.1998).

Недостатки известной масляной системы следующие. Наличие суфлера с линией сброса масла приводит к тому, что при эволюциях самолета (например, в режиме перевернутого полета) снижается работоспособность масляной системы. При останове двигателя, из-за недостаточной откачки масла из полости опоры, возникает переполнение маслом полости опоры, что снижает надежность масляной системы, так как излишки масла, скапливающиеся в полости после останова, попадают в проточную часть через уплотнения опоры ротора.

Технический результат изобретения - повышение надежности работы масляной системы двигателя.

Указанный технический результат достигается тем, что в масляной системе газотурбинного двигателя, содержащей подключенную к магистралям нагнетания, откачки и суфлирования масляную полость опоры ротора и установленные в этих магистралях, соответственно, топливомасляный теплообменник, откачивающий насос и приводной центробежный суфлер, компенсационную емкость, сообщенную с магистралью суфлирования и гидравлически связанную с масляной полостью опоры ротора и откачивающим насосом, и маслобак, согласно изобретению выход центробежного суфлера связан со входом маслобака при помощи магистрали нагнетания или при помощи дополнительного откачивающего насоса, установленного в магистрали откачки и подключенного входом к выходу центробежного суфлера, а выходом - к маслобаку, при этом для масляной системы выполняется соотношение 0,6≤V/V емкости ≤1,0,

где V - расчетное значение объема масла, сливаемого из опоры ротора в компенсационную емкость при останове двигателя;

V емкости - объем емкости.

Выбор указанного диапазона обусловлен следующим. Если указанное отношение больше 1,0, то объем масла, сливаемого из опоры ротора, при останове двигателя превышает объем компенсационной емкости, и, следовательно, емкость не сможет вместить масло, и в данном случае излишки масла, скапливающиеся в полости после останова, все равно попадают в проточную часть через уплотнения опоры ротора, что может привести к созданию аварийной ситуации при работе двигателя, что ухудшает надежность системы и не позволяет оптимизировать ее работу; выполнять указанное отношение меньше 0,6 нецелесообразно, так как массово-габаритные характеристики масляной системы, а следовательно, и двигателя в целом будут неоправданно увеличены, в то время как большая часть компенсационной емкости остается неиспользованной.

Объем компенсационной емкости определяется на стадии проектирования для каждого типа двигателя в зависимости от расчетного объема V (количества масла) сливаемого из опоры ротора масла в емкость при останове двигателя.

На фиг.1 изображена схема масляной системы;

на фиг.2 - схема масляной системы с дополнительным откачивающим насосом.

Масляная система газотурбинного двигателя содержит подключенную к магистрали 1 нагнетания, магистрали 2 откачки и магистрали 3 суфлирования масляную полость 4 опоры ротора и установленные в этих магистралях 1, 2, 3, соответственно, топливомасляный теплообменник 5, откачивающий насос 6 и приводной центробежный суфлер 7, компенсационную емкость 8, сообщенную с магистралью 3 суфлирования и гидравлически связанную с масляной полостью 4 опоры и откачивающим насосом 6, маслобак 9, нагнетающий насос 10, дополнительный откачивающий насос 11, сливную магистраль 12. В верхней части маслобака 9 расположен статический центробежный воздухоотделитель 13.

Работа масляной системы осуществляется следующим образом.

При запуске и работе двигателя масло из маслобака 9 по магистрали 1 нагнетания подается нагнетающим насосом 10 в топливомасляный теплообменник 5. Масло, охлажденное топливом в теплообменнике 5, поступает через форсунки в масляную полость 4 опоры ротора. Из масляной полости 4 опоры ротора масловоздушная смесь по сливной магистрали 12 и при помощи насоса 6 по магистрали 2 откачки масла возвращается в маслобак 9. Одновременно, из верхней части масляной полости 4 опоры по магистрали 3 суфлирования воздушно-масляная смесь отводится в центробежный суфлер 7, откуда, после сепарации воздух сбрасывается в атмосферу, а масло поступает в маслобак 9 по магистрали 1 нагнетания.

При останове двигателя, когда производительность насоса 6 снижается, отработанное масло из масляной полости 4 опоры по сливной магистрали 12 поступает в компенсационную емкость 8, не допуская таким образом, переполнения полости опоры маслом и повышая, тем самым, надежность масляной системы. При этом присутствующий в компенсационной емкости 8 воздух, который может препятствовать заполнению компенсационной емкости 8 маслом из масляной полости 4 опоры ротора, при помощи магистрали 3 суфлирования отводится к суфлеру 7, а потом в атмосферу.

При запуске двигателя масло из компенсационной емкости 8 откачивается насосом 6.

Возможен вариант, когда масло из центробежного суфлера 7 подается в маслобак 9 дополнительным откачивающим насосом 11 (см. фиг.2). В этом случае возможен захват насосом 11 из центробежного суфлера 7 одновременно с маслом незначительного количество воздуха, тогда масло в смеси с незначительным количеством воздуха по магистрали 2 откачки подается в центробежный воздухоотделитель 13 маслобака 9. В центробежном воздухоотделителе 13 масло, отделяясь от воздуха, стекает в маслобак, а воздух через отверстие (не показано) воздухоотделителя 13 выходит в верхнюю часть маслобака и отводится в центробежный суфлер 7.

Система снабжена рядом клапанов (не показаны), предназначенных для обеспечения надежной работы масляной системы.

Работа масляной системы рассмотрена на примере одной опоры ротора. Очевидно, что для других опор ротора работа масляной системы аналогична.

Изобретение относится к масляным системам, в частности, к масляным системам газотурбинных двигателей, и может найти применение в авиадвигателестроении и других областях техники. В масляной системе газотурбинного двигателя, содержащей подключенную к магистралям нагнетания, откачки и суфлирования масляную полость опоры ротора и установленные в этих магистралях, соответственно, топливомасляный теплообменник, откачивающий насос и приводной центробежный суфлер, компенсационную емкость, сообщенную с магистралью суфлирования и гидравлически связанную с масляной полостью опоры ротора и откачивающим насосом, и маслобак, согласно изобретению выход центробежного суфлера связан со входом маслобака при помощи магистрали нагнетания или при помощи дополнительного откачивающего насоса, установленного в магистрали откачки и подключенного входом к выходу центробежного суфлера, а выходом - к маслобаку, при этом для масляной системы выполняется соотношение 0,6≤V/V емкости ≤1,0, где V - расчетное значение объема масла, сливаемого из опоры ротора в компенсационную емкость при останове двигателя; V емкости - объем емкости. Изобретение позволяет повысить надежность работы масляной системы двигателя. 2 ил.

Масляная система газотурбинного двигателя, содержащая подключенную к магистралям нагнетания, откачки и суфлирования масляную полость опоры ротора, установленные в этих магистралях соответственно топливомасляный теплообменник, откачивающий насос и приводной центробежный суфлер, компенсационную емкость, сообщенную с магистралью суфлирования и гидравлически связанную с полостью опоры ротора и откачивающим насосом, и маслобак, отличающаяся тем, что выход центробежного суфлера связан со входом маслобака при помощи магистрали нагнетания или при помощи дополнительного откачивающего насоса, установленного в магистрали откачки и подключенного входом к выходу центробежного суфлера, а выходом - к маслобаку, при этом для масляной системы выполняется соотношение 0,6≤V/V емкости ≤1,0, где V - расчетное значение объема масла, сливаемого из опоры ротора в компенсационную емкость при останове двигателя; V емкости - объем емкости.