(54) .ЛВТОМАТ ЗАПУСКА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
Изобретение относится к области автомаТ ческо1О регулирования газотурбинного двигателя, в частности к автоматам запуска двигателя, преимущественно авиационного. Известно устройство для регулирования хода дозируюи.1ей иглы, например автомата запуска газотурбинного двигателя, соединенной с подвижной обоймой сильфона, содержащее внутренний и внещний регулировочные винты, кинематическ.ч связанные с пружиной начала хода и жестким упором конца хода иглы I. В этом устройстве пружина начала хода иглы соединена с внутренним винтом, а упор вынолнен в виде цили дрического пояска на внутреижй ювсрхносги обоГгмы и буртика с лыскамп на ;- ;rpy Kiiois юп /рлности внешнего винти, ncfiPxiiT:: iia наружный диаметр скр rjicii;.-;. н кокт;. поверхность буртика скруглена рлд;; сим, яе большим радиуса его нару ;ной поверхности. Недостатком такого устройства является появление конденсата в сильфонной полос ти и его замерзание при отрицательных темпе .ратурах, что существенно влияет на ход дозирующей иглы и препятствует обеспечению нормального запуска двигателя. Наиболее близким к насгоянюмх , ретению по технической сущност i гаемому результату является пуска, содержащий дозир ющук ;:) i единенную с чувствительным i.ieMt .и и.-м. ющим наружную и внутреннюю но.1(ч-(1. ключенные соответственно к ма; Hcipii.iMM полного и редуцированного дав.легмя за компрессором, внутренний oei..inpoвочный винт, воздействующи .; ::р жи ну начала хода дозирующей игл,,1 iiii -in,; ВИЖНЫЙ упор. КОНТаКТНруЮП1.ИЙ с же.;-;;:-, упоро.м, выполненным на наруж1к м ре;улировочном винте 2. Hc.lncтaткo такого автомата запуска во.зможное заедание дозирующей nr.ihi из-за попадания посторонних частиц (песок, пыль и др.) в прецизионный зазо) между дозирующей иглой и ее втулкой при продувке редуктора, осуществляемой в течени(; всего полета самолета, для удаления конденсата. Другим недостатком этого автомата запуска является высокая температура воздуха, постхпающего из-за компрессора двиIа тел я.
На максимальном режиме работы двигателя температура воздуха в зоне чувствительного элемента достигает ж400°С, при такой высокой температуре чувствительный элемент и другие детали автомата становятся менее надежными и срок их службы сокращается.
Целью изобретения является повьш:ение надежности и ресурса работы.
Указанная цель достигается тем, что в автомате запуска магистраль подвода полного давления воздуха подключена к полости пружины, а зона контакта подвижного и жесткого упоров выполнена в виде клапана и площадь поперечного сечения подвижного упора составляет 0,2-0,8 от эффективной площади чувствительного эле.мента.
На чертеже изображена конструктивная схема данного автомата запуска.
Автомат содержит чувствительный элемент , наружная и внутренняя полости 2 и 3 которого подключены к магистралям 4 и 5 полного и редуцированного давлений воздуха ,ча компрессором, внутренний и наружный регулировочные винты 6 и 7, связанные с пружиной 8 регулировки начала хода и подвижным упором 9 конца хода дозирующей иглы 10, и входной и выходной жиклеры 11 и 12. Наружный регулировочный винт 7 и подвижный упор 9 снабжены жестким упором 13 и заслонкой 14, а магистраль 4 подключена к полости 15 пружины 8. Автомат запуска имеет также пружину 16, фильтр 17 и зону контакта подвижного и жесткого упоров 9 и 13, выполненную в виде клапана со щелью 18 для прохода воздуха в процессе запуска двигателя. Дозирующая игла 10 перемещается во втулке 19.
Автомат работает следующим образом.
На остановленном двигателе давление (Рг) воздуха за компрессором отсутствует. Чувствительный элемент 1 под воздействием пружины 16 вместе с дозирующей иглой 10, размещ,енный во втулке 19, перемещается вниз, дозирующая игла 10 перекрывает подачу топлива в двигатель.
В процессе запуска двигателя давление (Рг) воздуха за компрессором поступает через фильтр 17 по магистрали 4 в полость 15 пружины 8 и далее через открытую щель 18 - в наружную полость 2, входной жиклер 11, внутреннюю полость 3 и магистраль 5 редуцированного давления (Р2) воздуха - к выходному жиклеру 12 в атмосферу с давлением Pff. По мере роста давления воздуха за компрессором чувствительный элемент 1 перемещается вверх одновременно с дозирующей иглой 10, которая вначале открывает проход топлива в двигатель (это регулируется пружиной 8 при помощи внутреннего регулировочного винта 6), а затем увеличивает расход топлива по заданной характеристике.
Увеличение расхода топлива при запуске происходит до тех пор, пока подвижный упор 9 заслонкой 14 не закроет жесткий упор 13. Это положение регулируется наружным регулировочным винтом 7. При посадке подвижного упора 9 на жесткий упор
13 щель 18 для прохода воздуха закрывается, давление в полостях 2 и 3 понижается до атмосферного давления, а пружина 16 стремится переместить подвижный упор 9 вниз. Однако площадь поперечного сечения зоны
контакта подвижного упора при диаметре J) клапана подобрана таким образом, что давление воздуха Б полости 15, воздействующее на площадь упора 9, превышает усилие затяжки пружины 16, и подвижный упор 9 оказывается прижатым к жесткому упору 13
до останова двигателя.
После остановки двигателя, в процессе его выбега, подвижный упор 9 перемещается вниз и открывает щель 18, в течение этого периода происходит продувка полостей 2 и 3
чувствительного элемента 1 от возможного образования конденсата.
Таким образом, автомат запуска подготовлен для повторного запуска.
Для своевременного отключения полости 15 от чувствительного элемента 1 в конце
S хода дозирующей иглы 10 до останова двигателя площадь поперечного сечения подвижного упора 9 при диаметре D клапана выбирается следующим образом.
Составляется уравнение равновесия сил
Pa-F, Рг(Р,-F,)-ZP« 0, (1) где Рг - давление воздуха за компрессором при работе двигателя на малом газе, подаваемое по магистрали 4 (давление в наруж-. ной полости 2);
FC - эффективная чувствительного элемента 1;,
PZ - давление во внутренней полости 3;
Fit - эффективная площадь дозирующей иглы 10;
ZPnf - суммарная зтяжка пружин 3 и 6. Пренебрегая значением , ввиду ее незначительной величины, получим
PI-PC - FC 1,,-...а)
с(Рг-Р).(3)
Для прижатия подвижного упора 9, выполненного в виде заслонки 4, к жесткому упору 13 необходимо, чтобы
Рг-Рял Р„;,Р,(Рг-Р2),(4)
где FKJI ,- площадь поперечного сечения подвижного упора при диаметреР клапана.
Преобразуя давление магистрали 4, получимр1
F..,(5)
().(6)
Для обеспечения высотной коррекци
подачи топлива в двигатель используется
следующее свойство истечения газов.
Если значение величины перепада давлений воздуха на выходном жиклере 12 ста
