Распредилитель топлива по контурам форсунок Советский патент 1974 года по МПК F02C9/04 

1

Изобретение касается регулирования подачи топлива в газотурбиппый двигатель.

Известны распределители топлива по контурам форсунок, содержащие гидравлическое сопротивление, установленное в общем подводящем топливном канале и золотник, торцовые полости которого соединены с полостями до и после сопротивления, связанный через пружпну с сервопоршнем, на котором выполнена проточка, соединяющая полость после сопротивления со вторым контуром.

Такие устройства не обладают оптимальной характеристикой, имеют чрезмерно большой перепад давлений на гидравлическом сопротивлении и изменяют свою характеристику при изменении вязкости топлива.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

Для получения оптимальной характеристики па золотнике выполнена профилированная проточка, соединяющая нолость после сопротивления со вторым контуром, а в капале между проточкой сервопоршня и вторым контуром установлено дополнительное гидравлическое сопротивление. Для ограничения перепада иа гидравлическом сопротивлении последнее выполнено в виде клапана сопротивления с нелинейной характеристикой. Гидравлическое сопротивление в общем подводящем топливном канале выполнено в виде клапана сопротивления с нелинейной характеристикой. Это позволяет ограничить перепад на гидравлическом сопротивлении.

На фиг. 1 представлен предложенный распределитель; на фиг. 2 - график расходных характеристик контуров; на фиг. 3 - график влияния вязкости топлива на характеристики, где ДС - расход топлива, а ДРф - перепад на форсунках.

Распределитель содержит общий подводящий канал 1 отдозированного топлива, соединенный через гидравлическое сопротивление 2 с каналом 3, по которому топливо поступает к форсункам первого контура, золотник 4, к торцам которого подводится давление до и после сопротивления по каналам 5 и 6 соответственно, пружину 7, установленную между золотником 4 и сервопорщпем 8, левая пружинная полость которого соединена с давлением после сопротивления, а правая через проточку 9 в золотнике 4 соединена со сливным каналом 10, и через жиклер 11 - с источником высокого давления. На сервопоршне выполнена проточка 12, которая соединяет канал 13, подающий топливо через дополнительное сопротивление - жиклер 14 ко второму контуру, с каналом 3, последний соединен с каналом 15, также подающим топливо ко второму контуру через профилированные кромки 16 золотника 4.

Отдозированное в регуляторе топливо по каналу 1 проходит через сопротивление 2 и далее по каналу 3 поступает в первый контур форсунок двигателя. Перепад давления на сопротивлении 2 воздействует на золотник 4, к которому топливо подается по каналам 5 и 6 до и после сопротивления.

При определенном расходе в двигатель золотник 4 преодолевает усилие затяжки пружины 7 и смещается вправо, сообщая своей проточкой 9 правую полость сервопоршня 8 со сливным каналом 10. Давление тоилива, подаваемое через жиклер 11 в эту полость, падает, сервопоршень передвигается вправо, расслабляя пружину 7. Золотник 4 еще больше смещается вправо, увеличивая слив топлива из правой полости сервопоршня, что приводит к быстрому (релейному) перемещению сервопорщня 8 в крайнее правое положение. При этом топливо поступает во второй контур по каналу 13 с размещенным в нем сопротивлением 14 через проточку 12 в сервопоршнеВ.

Золотник 4 перемещается вправо на величину, определяемую жесткостью пружины 7 и ходом сервопоршня, полностью открывая проточку 9 и смещая профилированную проточку 16 вправо, но еще не соединяя канал 15 с каналом 3.

При дальнейшем увеличении перепада топлива на гидравлическом сопротивлении 2 (увеличении расхода) золотник 4, перемещаясь вправо, открывает профилированной проточкой 16 дополнительный доступ топлива из-за сопротивления 2 ко второму контуру через канал 15, обеспечивая заданную статическую характеристику распределительного клапана. При снижении расхода топлива золотник 4 перемещается влево.

Кромка проточки 9 золотника 4 прикрывает слив из правой полости сервопоршня 8 при перепаде давления на золотнике 4 меньшем, чем при прямом ходе из-за иной затяжки пружины 7, вызванной релейным смещением сервопоршня 8. Давление в правой полости сервопоршня возрастает и смещает его влево, затягивая пружину 7, золотник 4 своей проточкой 9 еще больше перекрывает слив из правой полости сервопоршня 8, в результате этого сервопоршень 8 быстро смещается на крайний левый упор и второй контур проточкой 12 на золотнике сервопоршня отключается.

Картину переключения иллюстрирует график на фиг. 2. На начальном участке топливо поступает в двигатель в соответствии с характеристикой первого контура (кривая I), При достижении заданного перепада на гидравлическом сопротивлении 2 (это соответствует точке А характеристики I) происходит релейное подключение сервопоршнем добавочного контура через жиклер (точка Б), затем по мере увеличения расхода в двигатель характеристика смещается по кривой III, иллюстрирующей до точки В статический участок распределительного клапана, а затем по

кривой II - с полностью выведенным сопротивлением распределительного клапана.

При уменьшении расхода характеристика смещается от точки В до точки Б и затем 5 идет по характеристике с постоянным сечением до точки Г, пока не выберется заданный гистерезис. Затем происходит релейное отключение добавочного контура, что вызывает увеличение перепада.

10 Вследствие того, что переключение контуров происходит на низких режимах, получение необходимой чувствительности распределительного клапана требует характеристики гидравлического сопротивления с перепадом 15 на нем, уверенно обеспечивающим срабатывание клапана.

На максимальном режиме перепад на сопротивлении может недопустимо возрасти. Чтобы исключить чрезмерное увеличение пе0 репада сопротивление целесообразно изготовить в виде клапана сопротивления с нелинейной характеристикой, одновременно создавая возможность использования характеристики датчика в доработке или расширении 5 диапазона желаемых характеристик распределительного клапана.

Целесообразность учета влияния вязкости на разброс характеристик переключения при работе с центробежными форсунками иллю0 стрируется на графике, показанном на фиг. 3. Характеристики центробежных форсунок при изменении вязкости, имеют расслоение (см. семейство кривых I, II), характер которого противоположен расслоению характери5 стик обычного гидравлического сопротивления, например мерной шайбы (кривая III). Вследствие этого различия начальные точки после подключения добавочного контура имеют в зависимости от изменения вязкости зна0 читальный разброс.

Применение в качестве датчика расхода дросселя, выполненного аналогично центробежной форсунке (см. семейство кривых IV) резко сужает разброс характеристик переключения и одновременно смещает минимальную начальную точку (величину перепада) в зону большего перепада давления топлива, что обеспечивает устойчивость режима горения в камере сгорания.

Например, при работе с мерной шайбой диапазон переключения колеблется при изменении температуры от А до Б, тогда как использование датчика расхода сужает диапазон переключения от В до Г и увеличивает 5 минимальный перепад с величины АЯл до величины АРв.

Предмет изобретения

1. Распределитель топлива по контурам 0 форсунок газотурбинного двигателя, содержащий гидравлическое сопротивление, установленное в общем подводящем топливном канале и золотник, торцовые полости которого соединены с полостями до и после сопротивления, связанный через пружину с сервопоршнем, на котором выполнена проточка, соединяющая полость после сопротивлеппя со вторым контуром, отличающийся тем, что, с целью получения оптимальной характеристики, на золотнике выполнена профилированная проточка, соединяющая полость после сопротивления со вторым контуром, а в канале, соединяющем полость за сопротивлением со вторым контуром через проточку сервогторщня, установлено дополнительное гидравлическое сопротивление.

2.Распределитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью ограничения перепада на гидравлическом сопротивлении, последнее выполнено в виде клапана сопротивления с нелинейной характеристикой.

3.Распределитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияния вязкости топлива при работе с форсунками цептробежного типа, гидравлическое сопротивление выполнено в виде центробежной форсунки.

/5

k 222:/

7 ///////////А

I

16

В.д

П

Слив

/J

tiJ I

. 1

. в «LrNyp-Pl I

12 8

-топ

Ри&

Фиг 2

I

Л РФ