СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Советский патент 1997 года по МПК F02C9/28 

Изобретение относится к области автоматического регулирования, в частности к системам подачи топлива в газотурбинный двигатель.

Из основного авт. св. N 671455 известна система регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель, содержащая изодромный регулятор установившегося режима с временным автоматом приемистости, включающим датчик, соединенный с управляющим элементом, и сервопоршень управления дозирующей иглой с управляющей и неуправляющей полостями, причем соединение датчика с управляющим элементом выполнено в виде подпружиненного упора, пружина которого предварительно нагружена с возможностью одностороннего демпфирования [1]
Однако в известной системе невозможно эффективно ограничивать максимальный расход топлива, что снижает функциональные возможности системы.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей системы.

Поставленная цель достигается тем, что система дополнительно содержит золотник, один из торцов которого подпружинен и связан с управляющей полостью сервопоршня и сливом, а другой с неуправляющей полостью и сливом.

На чертеже представлена система регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель.

Система содержит изодромный регулятор 1 установившихся режимов датчик 2, соединенный с управляющим элементом 3 через подпружиненный упор 4, пружина 5 которого предварительно нагружена с возможностью одностороннего демпфирования. Управляющий элемент 3 соединен со стабилизатором 6, пружиной 7, установленной последовательно пружине 8 задатчика, клапаном 9. Подпружиненный упор 4 состоит из штоков 10 и 11.

Расход топлива изменяется дозирующей иглой 12, соединенной с сервопоршнем 13 и поршнем 14 обратной связи, гидравлически связанным со стабилизатором 6, гидроаккумулятором 15 и дросселем 16.

Управляющая полость сервопоршня 13 соединена каналами с клапаном 9 и входным дросселем 17. Ограничение хода подпружиненного упора 4 выполняется за счет упора 18, ограничивающего ход рычага 19.

Перепад давления на дозирующей игле 12 поддерживается клапаном перепада 20.

Задатчик режима 21 соединен со следящей втулкой 22. Следящая втулка 22 соединяет управляющую полость сервопоршня 13 через полость, в которой установлена пружина 24 и золотник 25 и отверстие 23 со сливом. Противоположная полость золотника 25 соединена каналами с неуправляющей полостью сервопоршня 13 через жиклер 26 и со сливом через отверстие 27, управляемое вторым торцом следящей втулки 22.

При работе на приемистости задатчик режима 21 устанавливается в положение соответствующее заданному режиму, и перемещает следящую втулку 22, вверх перекрывая отверстие 23 и открывая отверстие 27 в полость слива, и одновременно перезатягивает пружину 8 на усилие, превышающее усилие датчика 2. Управляющий элемент 3 под действием пружины 7 прикрывает клапан 9. В этом случае давление в управляющей полости возрастает и сервопоршень 13 перемещается вверх вместе с дозирующей иглой 12 на увеличение расхода топлива.

При этом повышается давление в пружинной полости золотника При этом повышается давление в пружинной полости золотника 25, а в полости другого торца золотника 25 давление падает и золотник отбрасывается вниз, открывая отверстие 23.

При ходе дозирующей иглы вверх жидкость из-под поршня 14 обратной связи, полости гидроаккумулятора 15 и стабилизатора 6 сливается в слив через дроссель 16, создавая на них перепад давления. При достижении определенного перепада давления на стабилизатор 6 усилие от которого уравновешивается пружиной 7, клапан 9 начинает открываться до тех пор, пока скорость перемещения дозирующей иглы 12 не установится такой, что на дросселе 16 будет поддерживаться постоянный перепад давления, определяемый затяжкой пружины 7. С этого момента скорость перемещения дозирующей иглы 12 будет определяться перепадом на дросселе 16 и площадью поршня 14 обратной связи, вытесняющего жидкость.

Работа на ограничителе расхода топлива происходит в основном при отрицательных температурах наружного воздуха и заключается в следующем. Дозирующая игла 12, перемещаясь на увеличение расхода при приемистости, перемещает отверстие 23 вверх до торца втулки 22, которая начинает открывать его, сообщая управляющую полость сервопоршня 13 со сливом, до уравновешивания сил на сервопоршне и останавливает иглу 12 в заданном следящей втулкой 22 положения. В этом случае в двигатель подается постоянный расход топлива, определяемый сечением иглы 12 и перепадом на ней, поддерживаемый клапаном 20 перепада давления.

При работе регулятора оборотов на установившемся режиме, который обеспечивается в основном при положительных температурах наружного воздуха, т.е. когда дозирующая игла 12 не доходит до ограничения расхода, усилие, развиваемое датчиком 2, уравновешивается усилием от пружин 8 и 7, передающих свое усилие через управляющий элемент 3 и упор 4 со штоками 10 и 11, разжатыми пружиной 5 до определенного усилия так, что штоки 10 и 11 работают как одно целое звено подпружиненный упор 4. При этом управляющий элемент 3 занимает над клапаном 9 такое положение, при котором давление жидкости в управляющей полости сервопоршня 13, подводимое через дроссель 17, создает усилие, равное усилию со стороны неуправляющей полости сервопоршня 13, и дозирующая игла 12 обеспечивает требуемый расход топлива в двигателе.

При неподвижной дозирующей игле 12 в полости, образованной поршнем обратной связи 14, гидроаккумулятором 15, стабилизатором 6 и дросселем 16, перепада давления не возникает.

Во время сброса расхода топлива задатчик режима 21 перемещает следующую втулку 22 вниз, прикрывая при этом отверстие 27 и открывая отверстие 23, и расслабляет пружину 8.

При этом давление в управляющей полости сервопоршня 13 падает и соответственно падает давление в пружинной полости золотника 25, а в противоположной стороне золотника давление повышается, золотник 25 перемещается вверх, закрывая отверстие 23.

При расслаблении пружины 8 усилие от датчика 2 превышает усилие пружины 8 и через штоки 10 и 11, разжатые пружиной 5, перемещает управляющий элемент 3, открывая клапан 9 и соответственно перемещая дозирующую иглу 12 на уменьшение расхода топлива.

Для исключения передачи всего усилия от датчика 2 на управляющий рычаг 3 установлен жесткий упор 18, ограничивающий ход датчика 2. В этом случае поршень 14 обратной связи засасывает жидкость, образуя перепад на дросселе 16, гидроаккумуляторе 15 и стабилизаторе 6, прикрывает клапан 9, преодолевая усилие, создаваемое разностью усилий пружины 5,7, и обеспечивает заданную скорость уменьшения расхода топлива.

Таким образом, система регулирования позволяет эффективно ограничивать максимальный расход топлива, что расширяет функциональные возможности системы.

Система регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель по авт. св. N 671455, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, система дополнительно содержит золотник, один из торцев которого подпружинен и связан с управляющей полостью сервопоршня и сливом, а другой - с неуправляющей полостью и сливом.

Система регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель по авт. св. N 671455, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, система дополнительно содержит золотник, один из торцев которого подпружинен и связан с управляющей полостью сервопоршня и сливом, а другой с неуправляющей полостью и сливом.