Регулятор режима работы газотурбинного двигателя

 

Использование: автоматическое регулирование выходных параметров газотурбинного двигателя. Сущность изобретения: регулятор режима снабжен корректором 10. Первый и второй дозирующие элементы 6 и 7 представлены в виде регулирующих дросселей . Первый дроссель 6 связан с задатчиком режимов 8, а дроссель 7 с датчиком 9 режима работы двигателя. Корректор ,10 представлен в виде иглы с мембраной 23 (подпружиненной) с дросселем 24 перепуска топлива из полости 5 в канал 2. Полость 25 корректора соединена с магистралью 3. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ао5 F 02 С 9/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПЛТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4646495/06 (22) 06.02.89 (46) 07,07.93. Бюл. М 25 (75) Г.Б. Осадчий (56) Черкасов Б.А. Автоматика и регулирование воздушно-реактивных двигателей. М.:

Машиностроение, 1965, с. 164. рис. 5.44. (54) РЕГУЛЯТОР РЕЖИМА РАБОТЫ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ (57) Использование; автоматическое регулирование выходных параметров газотурбин„„ Ц„„1825880 Al ного двигателя, Сущность изобретения: регулятор режима снабжен корректором 10.

Первый и второй дозирующие элементы 6 и

7 представлены в виде регулирующих дросселей. Первый дроссель 6 связан с задатчиком режимов 8, а дроссель 7 с датчиком 9 режима работы двигателя. Корректор,10 представлен в виде иглы с мембраной 23 (подпружиненной) с дросселем 24 перепуска топлива из полости 5 в канал 2. Полость

25 корректора соединена с магистралью 3.

1 з.п.ф-лы, 4 ил, 3 1825880 4

10

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

Цель изобретения — упрощение конструкции, повышение точности поддержания заданного режима работы.

На фиг.1 изображена схема регулятора режима работы ГТД, на фиг.2 регулятор режима работы ГТД с шестеренным насосом и датчиком редуцированного давления воздуха за компрессором и на фиг.3 и 4 — статические характеристики регулятора режима работы ГТД с корректором.

Регулятор режима работы ГТД содержит топливный насос 1 с магистралями входа 2 и выхода 3, сервомотор 4 управления производительностью топливного насоса 1, 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 режима работы 8. Дозирующие элемен гы 6 и 7 представлены в виде регулирующих дросселей, причем дроссель 6 связан с эадатчиком режимов 8, а дроссель 7 с датчиком 9 текущего значения регулируемого параметра. Кроме того, управляющая полость 5 сервомотора 4 может быть дополнительно, посредством корректора

10, связана с Магистралью входа 2. На фиг.2 датчик 9 изображен воспринимающим разность давлений воздуха за и перед компрессором ГТД, хотя может быть любого другого типа с регистрацией других параметров

ГТД, например, Тз, пк или#,.

На фиг;2-задатчик режимов 8 представлен в виде кулачка 11 с рычагом управления

12, поршнями13 и 14 и размещенными между ними пружинами 15 и 16; кроме того полость 17 поршня 14 сообщена с магистралью входа 2 через дроссель 18 задержки перемещения поршня 14, а значит, изменения по времени сечения дросселя 6. Датчик

9 представлен в виде воздушного редуктора

19 разности давлений Pz* — Р,*, отделенного мембраной 20 от непроточной камеры 21 давления Р *, мембрана 20 через рычаг 22 управляет площадью дросселя 7.

Корректор 10 представлен в виде мембраны 23 (подпружиненной) с дросселем 24 перепуска топлива из полости 5 в магистраль входа 2, полость 25 корректора.соединена с магистралью 3 (фиг.2).

3адатчик .режимов 8 может быть представлен в виде электрон,ого регулятора или любого другого известного типа.

Топливный насос 1 с сервомотором 4 могут быть выполнены 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 ГТД в исходном положении элементов по фиг,2 осуществляется за счет того, что задатчиком режимов 8 задается определенная площадь дросселя 6, т,е. поступление топлива в управляющую полость 5 сервомотора 4 определяется эадатчиком 8, положением рычага управления 12, при этом через дроссель 7 топливо поступает в управляющую полость

5, а также через дроссель 24 топливо поступает в магистраль 2, т.е. сервомотор 4 будет находиться в равновесном положении только тогда, когда количество поступающего в полость 5 топлива будет равно количеству, вытекающему из этой полости топлива, а зто возможно только в том случае, когда площади дросселей 6 и 7, 24 равны (условно принимаем, что площадь верхнего цилиндра сервопоршня 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 Р, которое при постоянном Р„* будет зависеть от P2*, и при определенном давлении Р или Рсм. Т.е, задавая задатчиком режимов 8 режим работы, мы автоматически поддерживаем его значение за счет перемещения сервомотора 4, которым через рычаг 22 управляет датчик 9. Каждому положению рычага 12 будет соответствовать строго определенное значение разности давлений воздуха за и перед компрессором, с некоторой статической ошибкой,котооую будет вносить корректор

10, поскольку при изменении нагрузки на двигатель давление Рф (перед форсунками) будет меняться, т.к, при изменении нагрузки будет меняться потребный расход топлива в ГТД (см,фиг.3 и 4).

Так, при уменьшении Pz мембрана 20

I переместится вниз и через рычаг 22 уменьшит площадь дросселя 7, благодаря чему сервомотор 4 идет вниз, увеличивая подачу топлива в двигатель, а это восстанавливает

Рр до значения, заданного эадатчиком 8. !

При увеличении давления Pg (в воздушном

I редукторе 19), например, за счет изменения высоты или скорости полета мембрана 20 перемещается вверх и через рычаг 22 увеличивает площадь дросселя 7, благодаря чему сервомотор 4 идет вверх, уменьшая подачу топлива в ГТД, а это: приводит к уменьше1825880 нию Рг, т,е, к восстановлению режима pat боты, При изменении положения рычага управления 12 с режима работы на малом газе до крейсерского режима, кулачок 11 пере- 5 мещает вниз поршень 13, меняется затяжка пружины 15, поршень 14 выходит из равновесия и в зависимости от проливки дросселя

18 медленно перемещается вниз, обеспечивая перемещение дозирующего дросселя 6, 10 т.е. увеличивается площадь дросселя 6, сервомотор 4 выходит из равновесия, увеличивая подачу топлива в ГТД, что увеличивает давление Рр, которое при замедленном пеI ремещении поршня 14 с некоторым запаз- 15 дыванием отслеживает его перемещение. т.е. работает в режиме разгона.

Аналогично предложенный регулятор будет работать в режиме запуска и наоборот в режиме сброса, причем изменение 20 площади дросселя 6 можно осуществлять по любому другому закону, как при разгона, так и при запуске и сбросе, т.к, задатчиком режимов может быть, например, электронный регулятор. 25

Регулируемым параметром может быть температура выходных газов или частота вращения или любой другой регулируемый параметр ГТД.

При регулировании какого-то режима, 30 при изменении нагрузки на ГТД, в предложенной схеме наблюдается статическая ошибка, за счет того, что на фиг,2 параллельно дросселю 7 установлен дроссель 24, Статическая ошибка обеспечивает по- 35 вышение устойчивости ГТД на рабочих режимах.

Предложенный регулятор проще по конструкции, т.к. в нем применен совершенно новый принцип регулирования вы- 40 ходных параметров ГТД, что резко уменьшает количество деталей, уменьшает их сложность, исключает применение промежуточных звеньев.

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

1, Регулятор режима работы газотур- бинного двигателя, содержащий сервомотор управления производительностью топливного насоса, управляющая полость которого связана через первый дозирующий элемент с магистралью выхода топливного насоса и через второй дозирующий элемент — с магистралью входа последнего, задатчик и датчик режима работы двигателя, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности, он дополнительно снабжен корректором давления в управляющей полости сервомотора, установленным в линии связи полости сервомотора с магистралью входа, а первый и второй дозирующие элементы выполнены в виде регулирующих дросселей, причем первый дроссель связан с задатчиком режимов, а второй — с датчиком режима работы двигателя.

2. Регулятор по п.1, о тл и ч а ю щ и йс я тем. что корректор давления выполнен в виде иглы с мембраной, полости по обе стороны которой подключены к магистралям входа и выхода, задатчик режимов — в виде рычага с кулачком, и контактирующего с последним подпружиненного поршня и связан с первым дозирующим элементом, а датчик режима работы двигателя выполнен в виде датчика редуцируемого давления воздуха за компрессором, воздействующего через рычаг на второй дозирующий элемг llт

Составитель Г.Осадчий

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор И.Шмакова

Редактор Е,Савина

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина, 1п

Заказ 2310 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5