Регулятор режима работы газотурбинного двигателя Советский патент 1993 года по МПК F02C9/26 

Фиг./

Изобретение относится к области автоматического регулирования, в частности к устройствам регулирования выходных параметров газотурбинного двигателя.

Цель изобретения - упрощение конст- рукции, повышение точности поддержания заданного режима работы,

На фиг.1 изображена схема регулятора режима работы газотурбинного двигателя, на фиг.2 - регулятор режима работы газо- турбинного двигателя с шестеренным насосом и датчиком разности давлений воздуха за и пред компрессором .

Регулятор режима работы газотурбинного двигателя содержит топливный насос 1 с магистралями входа 2 и выхода 3, механизм управления производительностью топливного насоса 1, выполненный в виде сервомотора 4, управляющая полость 5 которого связана через первый дозирующий элемент 6 с магистралью выхода 3 и через второй дозирующий элемент 7 с магистралью входа 2, и задатчик 8 режима работы. Дозирующие элементы 6 и 7 представлены в виде регулируемых дросселей, причем дроссель 6 связан с задатчиком 8 режимов, а дроссель 7 с датчиком 9 текущего значения регулируемого параметра На фиг.2 дат- чик 9 изображен воспринимающим разность давлений воздуха за и перед ком- прессором двигателя, хотя может быть любого другого типа с регистрацией других параметров двигателя, например, Т3, п или Ят и так далее. На фиг.2 задатчик 8 режимов представлен в виде кулачка 10 с рычагом управления 11, поршнями 12 и 13 и размещенными между ними пружинами 14 и 15, кроме того полость 16 поршня 3 сообщена с магистралью входа 2 через дроссель 17 задержки перемещения поршня 13, а значит изменения по времени сечения дросселя 6. Датчик 9 представлен в виде воздушного редуктора 18 разности давлений , отделенного мембраной 19 от непроточной камеры 20 давления Рн, мембрана 19 через рычаг 21 управляет площадью дросселя 7.

Задатчик 8 режимов может быть представлен в виде электронного регулятора илм любого другого известного типа

Топливный насос 1 с сервомотором 4 могут быть применены как шестеренные, так и пластинчатые, поршневые, как регулируемой производительности, так и нерегулируемой с перепуском избытков топлива с

выхода на вход.

Предложенный регулятор режима работы газотурбинного двигателя работает следующим образом

Регулирование режима работы газотурбинного двигателя в исходном положении

5 0 5 0 5 0 5

0

5

злементов по фиг.2 осуществляется за счет того, что задатчиком 8 режимов задается определенная площадь дросселя 6, т е поступление топлива в управляющую полость 5 сервомотора 4 определяется задатчиком

8,положением рычага управления 11, при этом через дроссель 7 топливо поступает в магистраль входа 2, т.е сервомотор 4 будет находиться в равновесном положении только тогда, когда количество поступающего в полость 5 топлива будет равно количеству вытекаю- щему из этой полости топлива, а это возмож- ( но только в том случае, когда площади дросселей 6 и 7 равны (условно принимаем, что площадь верхнего цилиндра сервопор- шня 4 в 2 раза больше площади нижнего его цилиндра, усилием пружины сервомотора 4 пренебрегаем), при равном на них перепаде давления Следовательно это возможно только при определенном давлении Ра . которое при постоянном Рн будет зависеть от Р2. т.е задавая задатчиком 8 режимов ре- жим работы, мы автоматически поддерживаем его за счет перемещения сервомотора 4, которым через рычаг 21 управляет датчик

9.Каждому положению рычага 11 будет соответствовать строго определенное значение разности давлений воздуха за и перед компрессором

Так при уменьшении Р2 мембрана 19 перемещается вниз и через рычаг 21 уменьшает площадь дросселя 7, благодаря чему сервомотор 4 идет вниз, увеличивая подачу топлива в двигатель, а это восстанавливает Pi до значения, заданного задатчиком 8. При увеличении давления Р2 (в воздушном редукторе 18), например, за счет изменения высоты или скорости полета, мембрана 19 перемещается вверх и через рычаг 21 увеличивает площадь дросселя 7, благодаря чему сервомотор 4 идет вверх, уменьшая подачу топлива в двигатель, а это приводит к уменьшению давления Р2, т.е к восстановлению режима работы.

При изменении положения рычага управления 11с режима работы на малом газе до крейсерского режима, кулачок 10 перемещает вниз поршень 12, меняется затяжка пружины 14, поршень 13 выходит из равновесия и, в зависимости от проливки дросселя 17, медленно перемещается вниз, обеспечивая перемещение дозирующего профиля дросселя 6, т.е. увеличивается площадь дросселя 6, сервомотор 4 выходит из равновесия, увеличивая подачу топлива в двигатель.что увеличивает давление Р2 ,кото- рое.при замедленном перемещении поршня 13,с некоторым запаздыванием отслеживает его перемещение, т е работает в режиме разгона

Аналогично предложенный регулятор будет работать в режиме запуска и, наоборот, в режиме сброса, причем изменение площади дросселя 6 можно осуществлять по любому другому закону, как при разгоне, так и при запуске, и сбросе, т.к. задатчик может быть любой конструкции, в том числе и электронным. Регулируемым параметром может быть температура выходных газов,л частота вращения ротора двигателя или любой другой приемлемый, регулируемый на практике параметр двигателя, главное, чтобы, приведя его в перемещение, можно было- бы изменять площадь дросселя 7.

По сравнению с прототипом предложенный регулятор проще по конструкции, т.к. в нем применен совершенно новый принцип регулирования выходных параметров двигателя, что резко уменьшает количество деталей, уменьшает его сложность, исключает применение промежуточных звеньев.

По сравнению с прототипом предложенный регулятор имеет более высокую точность поддержания заданного режима работы, поскольку примененный метод регулирования ведет к поддержанию заданного параметра напрямую, исключая сложную

цепь промежуточных элементов.

Формула изобретения Регулятор режима работы газотурбинного двигателя, содержащий топливный насос с магистралями входа и выхода,

сервомотор управления производительностью топливного насоса, управляющая полость которого-связана через первый дозирующий элемент с магистралью выхода и через второй дозирующий элемент - с

магистралью входа, задатчик режима и датчик текущего значения регулируемого параметра работы двигателя, отличающий- с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности, первый и второй дозирующие элементы выполнены в виде регулирующих дросселей, причем первый, дроссель связан с задатчиком режимов, а второй с датчиком текущего значения регулируемого параметра работы двигателя.

Использование: автоматическое регулирование в устройствах регулирования выходных параметров газотурбинного двигателя Сущность изобретения: дозирующие элементы 6 и 7 представлены в виде регулируемых дросселей Задагчик режимов представлен в виде кулачка 10 с рычагом управления 11. 2 ил.

#

фаг.2