СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Советский патент 1996 года по МПК F02C9/28 

Изобретение относится к системам управления газотурбинными двигателями, в частности к системам регулирования топлива в газотурбинный двигатель.

Целью изобретения является повышение точности регулирования.

На чертеже представлена структурная схема системы регулирования.

Система содержит дозатор, выполненный в виде дозирующей иглы 1 с сервопоршнем 2 и следящей втулкой 3, соединенной с рычагом управления двигателем и установленной последовательно двухступенчатому золотнику 4, ступени которого связаны между собой шарнирно. Одна ступень 5 меньшего диаметра установлена в штоке сервопоршня 2 и торец 6 сопряжен с отверстием 7, другая ступень 8 большего диаметра установлена в корпусе и торец 9 соединен с командной полостью 10 двухпозиционного сервопоршня 11. Управляющая полость 12 сервопоршня 2 через канал 13, отверстие 7, сопряженное с торцем 6 и следящей втулкой 3, соединена со сливом. Перемещение золотника 4 ограничено регулировочным элементом 14.

Кроме того система содержит регулятор режима, который представляет собой чувствительный элемент 15, замеряющий регулируемый параметр двигателя и соединенный с управляющим элементом 16, связанным с сервопоршнем 2 дозирующей иглы 1 через гибкую обратную связь.

Гибкая обратная связь представляет собой мембрану 17, соединенную с одной стороны с управляющим элементом 16 через пружину, а с другой стороны с поршнем 18 обратной связи, соединенным с сервопоршнем 2 дозирующей иглы. Полость 19 поршня 18 соединена со сливом через дроссель 20.

Задатчик режима состоит из пружины 21, сервопоршня 22 со следящей втулкой 23, в котором выполнен канал 24. Следящая втулка 23 соединена с рычагом управления двигателем. Управляющая полость 25 сервопоршня 22 через канал 24 и следящую втулку 23 соединена со сливом.

Узел перестройки режима "малый газ" выполнен в виде двухпозиционного сервопоршня 11, управляющая полость 10 которого соединена с полостью под торцом 9 ступени 8 золотника 4 и со сливом через электромагнитный клапан 26, управляемый элементом 27 перестройки режима.

Система регулирования работает следующим образом.

При повороте рычага управления двигателем следящие втулки 3 и 23 перемещаются на изменение режима, например на увеличение. Каналы 13 и 24, соединяющие соответственно управляющие полости 12 и 25 со сливом, перекрываются следящими втулками 3 и 23, давление в управляющих полостях 12 и 25 повышается. Сервопоршень 2 с дозирующей иглой 1 и сервопоршень 22 перемещаются вниз, сервопоршень 2 на увеличение расхода, а сервопоршень 22 - на увеличение режима. Быстродействие сервопоршня 22 выше быстродействия сервопоршня 2. Сервопоршень 22 перемещается до тех пор, пока управляющая полость 25 не соединиться со сливом, пружина 21 перезатягивается на режим, заданный рычагом управления двигателем.

Под воздействием пружины 21 чувствительный элемент 15 перемещается вниз, воздействуя на управляющий элемент 16, перекрывающий слив из управляющей полости 12 сервопоршня 2. Давление в полости 12 увеличивается и дозирующая игла 1 перемещается вниз на увеличение расхода.

При достижении заданного режима поступает команда, например по Р₂ величине давления воздуха за компрессором, на чувствительный элемент 15 и он перемещается, воздействуя на управляющий элемент 16, канал открывается и соединяет управляющую полость 12 сервопоршня со сливом. Сервопоршень перемещается до установки его в равновесное положение, выдавая определенный расход топлива в двигатель через дозирующую иглу 1. Гибкая обратная связь служит для стабилизации переходного режима. При резком перемещении сервопоршня 2 вниз давление в полости 19 возрастает, мембрана 17 перемещается вверх, воздействуя на управляющий элемент 16 через пружину, и слив из управляющей полости уменьшается, уменьшая тем самым скорость перемещения сервопоршня 2.

При высоких температурах или выходе из строя регулятора режимов, режим двигателя поддерживается ограничением расхода топлива следящей втулкой 3, а на режиме высотного "малого газа" золотником 4.

При положении рычага управления двигателем на режиме земной "малый газ" сервопоршень 22 упирается в шток двухпозиционного сервопоршня 11, который находится в верхнем крайнем положении. В полете земной "малый газ" перестраивается на высотный "малый газ" по команде, не связанной с РУД, команда задается элементом 27 перестройки режима. На электромагнитный клапан 26 поступает сигнал, клапан открывается, перекрывая сливную полость, при этом давление в полости 10 двухпозиционного сервопоршня 11 увеличивается и он перемещается вниз до упора, перемещая штоком сервопоршень 22 задатчика режима вниз на больший режим, соответствующий высотному "малому газу". Одновременно увеличивается давление в полости над торцом 9. Сила, действующая на торец 9, увеличивается и золотник 4 перемещается вниз. Золотник 4 в штоке перемещается вниз и торец 6 перекрывает отверстие 7, соединяющее канал 13 полости 12 со сливом. Давление в полости 12 повышается и сервопоршень 2 перемещается вниз на величину перемещения сервопоршня 2 отверстие 7 подходит к торцу 6, который начинает открывать сообщение 2 канал 13 со сливом и сервопоршень 2 становится в равновесном положении. Следовательно, дозирующая игла 1 переместиться на большее сечение, соответствующее высотному "малому газу", при этом следящая втулка остается в положении земного "малого газа".

Следовательно, величина перемещения золотника 4 определяет величину изменения расхода топлива через дозирующую иглу 1 от земного "малого газа" до высотного "малого газа".

Таким образом, при одном и том же положении рычага управления двигателем обеспечивается перестройка режима земной "малый газ" на высотный "малый газ" с одновременно перестройкой ограничения расхода топлива на этих режимах.

Изобретение позволяет повысить точность регулирования подачи топлива. Двухпозиционный сервопоршень 11 регулятора режима, связанный с задатчиком режима, имеет управляющую полость 10, гидравлически связанную с элементом 27 перестройки режима. Золотник 4, гидравлически связанный с каналом 13 командного давления, выполнен двухступенчатым. Торец 9 ступени 8 большего диаметра золотника гидравлически связан с полостью 10, а торец 6 ступени 5 меньшего диаметра - сопряжен с отверстием 7 в штоке дозирующей иглы 1 сервопоршня 2. Такое выполнение позволяет обеспечить при одном и том же положении рычага управления двигателем перестройку режима земной "малый газ" на высотный "малый газ" с одновременной перестройкой расхода топлива на этих режимах. 1 ил.

Система регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель, содержащая дозатор топлива, выполненный в виде сервопоршня с дозирующей иглой, в штоке которой выполнен канал командного давления топлива и отверстие, сопряженное со следящей втулкой, связанной с рычагом управления двигателем, золотник, гидравлически связанный с каналом командного давления, и регулятор режима, связанный с задатчиком режима, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности регулирования, система дополнительно содержит двухпозиционный сервопоршень регулятора режима, имеющий управляющую полость, и элемент перестройки, гидравлически связанный с управляющей полостью двухпозиционного сервопоршня, а золотник выполнен двухступенчатым, причем торец ступени большего диаметра золотника гидравлически связан с управляющей полостью двухпозиционного сервопоршня, а торец ступени меньшего диаметра сопряжен с отверстием в штоке.