Устройство дозирования топлива

 

Использование: авиаприборостроение, а именно в системах автоматического регулирования (САР) дозирования топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя (ГТД). Сущность изобретения: для экономии топлива за счет повышения стабильности статических и динамических характеристик устройства дозирования топлива, а также сокращения цикла испытаний двигателя при повышении надежности САР частоты вращения ротора устройство дозирования топлива содержит серводвигатель 1 с поршнем 2 и штоком 3, часть которого является дроссельной иглой 4 с переменным сечением 5, два электромагнитных клапана 6 и 10, два широтно-импульсных модулятора 7 и 11 и блок 12 управления. 2 ил.

Изобретение относится к авиаприборостроению, а именно к системам автоматического регулирования (САР) дозирования топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя (ГТД).

Известны устройства дозирования топлива, содержащие сервопоршень с дроссельной иглой, на регулируемом сечении которой поддерживается заданный перепад давлений клапаном постоянного перепада, распределительный клапан, соединяющий устройство дозирования с форсунками топливного коллектора ГТД [1] Основным недостатком данных устройств является нестабильность статических и динамических характеристик вследствие естественного разброса параметров, обусловленного точностью изготовления устройства дозирования топлива, изменением вязкости топлива при изменении температуры, а также вследствие других причин, таких как старение, износ материалов, что в совокупности приводит к повышению расхода топлива.

Целью изобретения является экономия топлива за счет повышения стабильности статических и динамических характеристик устройства, а также сокращение цикла испытаний двигателя при повышении надежности САР частоты вращения ротора.

Для этого в устройство дозирования топлива, содержащее серводвигатель, который соединен с дроссельной иглой переменного сечения, расположенной в полости, соединенной с топливным насосом и одной из полостей клапана постоянного перепада давления, а вторая полость соединена с другой полостью клапана постоянного перепада давления, введены первый и второй электромагнитные клапаны, два широтно-импульсных модулятора и блок управления, подключенный к входам широтно-импульсных модуляторов, выходы которых через соответствующие электромагнитные клапаны соединены с соответствующими полостями дроссельной иглы и клапана постоянного перепада давления.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства дозирования топлива; на фиг. 2 конфигурация программы управления блока управления.

Принципиальная схема устройства дозирования топлива (фиг. 1) включает серводвигатель 1 с поршнем 2 и штоком 3, часть которого является дроссельной иглой 4 с переменным сечением 5, положением которого через электромагнитный клапан 6 управляет широтно-импульсный модулятор 7, на котором поддерживается заданный перепад давлений клапаном постоянного давления 8 с поршнем 9, положением которого через электромагнитный клапан 10 управляет широтно-импульсный модулятор 11 по сигналам от блока управления 12, и регулировочные жиклеры 13-16.

Устройство работает следующим образом.

Регулирование расхода топлива, дозируемого в двигатель, производится по сигналам блока 12 в зависимости от величины ε рассогласования между заданной частотой вращения ротора ГТД и фактической n по заранее определенной программе (фиг. 2).

Величина расхода топлива определяется соотношением Q_т= aμf где а коэффициент, зависящий от плотности топлива; μ- коэффициент расхода.

f сечение дроссельной иглы; ΔР перепад давлений на профиле дроссельной иглы.

При малой величине рассогласования ε изменяется перепад давления ΔР, при большой величине рассогласования изменяется сечение f, существует также зона совместного управления, т.е. в устройстве реализовано двухканальное управление величиной расхода топлива, за счет чего повышается статическая и динамическая точность устройства.

Для увеличения расхода топлива при величине рассогласования ε лежащей в пределах от ε _мин до ε ₁(фиг. 2), блок 12 через широтно-импульсные модулятор 11 и электромагнитный клапан 10 прикрывают соответствующий слив топлива, при этом давление в полости А серводвигателя 1 возрастает.

Для увеличения расхода топлива при величине рассогласования ε лежащей в пределах от ε₂ до ε_макс, блок 12 через широтно-импульсные модулятор 7 и электромагнитный клапан 6 прикрывают соответствующий слив топлива, при этом давление в полости В серводвигателя 1 возрастает и поршень 2 со штоком 3 и дроссельной иглой 4 перемещается влево, увеличивая сечение 5 дроссельной иглы 4.

Для увеличения расхода топлива при величине рассогласования ε, лежащей в пределах от ε₁ до ε₂, блок 12 через соответствующие широтно-импульсные модуляторы и электромагнитные клапаны прикрывает оба слива топлива, при этом давление в полостях А и В серводвигателя 1 возрастает и поршень 2 со штоком 3 и дроссельной иглой 4 перемещается влево, увеличивая сечение 5 дроссельной иглы 4.

Выбор величины ε, ε₁, ε₂, ε_мин, ε_макс диктуется физическими параметрами устройства дозирования топлива (вес и размеры элементов, затяжки и жесткости пружин и т.д.).

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДОЗИРОВАНИЯ ТОПЛИВА, содержащее серводвигатель, шток которого соединен с дроссельной иглой переменного сечения, расположенной в камере, одна полость которой служит для соединения с топливным насосом и одной из полостей клапана постоянного перепада давления, а другая полость соединена с другой полостью клапана постоянного перепада давления, отличающееся тем, что в него введены первый и второй электромагнитные клапаны, два широтно-импульсных модулятора и блок управления, подключенный к входам широтно-импульсных модуляторов, выходы которых через соответствующие электромагнитные клапаны соединены с соответствующими полостями дроссельной иглы и клапана постоянного перепада давления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2