Система регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель
Изобретение относится к области управления подачей топлива в газотурбинные двигатели. Система содержит насос, дозатор, выполненный в виде дозирующей иглы с сервопоршнем, электрогидропреобразователь и электрический датчик положения дозирующей иглы, связанные с электронным регулятором и дозатором, управляющий клапан сравнения, соединенный пружиной с иглой, пневмогидропреобразователь, соединенный с каналом подвода воздуха от компрессора, гидравлическую проточную камеру с дросселями и междроссельной камерой, соединенной с клапаном сравнения. Первый дроссель соединен с задатчиком режимов двигателя. Выработанное пневмогидропреобразователем командное давление к, пропорциональное давлению в компрессоре Р*1, редуцируется на дросселях в различной степени из-за изменения проходного сечения дросселя, что приводит к изменению давления в междроссельной камере и управляющей полости клапана сравнения, и, следовательно, к изменению расхода топлива в двигатель по закону GТ/Р*1=f(зад), т.к. золотник перемещается в зависимости от положения задатчика режимов (зад), не показанного на чертеже, и определяет проходное сечение первого дросселя. Это позволяет обеспечить регулирование подачи топлива в двигатель с помощью достаточно простой системы регулирования. 1 ил.
Изобретение относится к области управления подачей топлива в газотурбинные двигатели.Известен регулятор режима и разгона двигателя (см. патент Франции №1472828, кл.F 02 К, 1965 г.).Регулятор содержит насос, дозатор топлива, гидравлические вычислительные устройства, выполненные на базе проточных гидравлических камер с дросселями, и рычаг управления двигателем.Недостатком данного регулятора является его сложность из-за наличия привода для датчика частоты вращения, обеспечивающего работу двигателя на установившемся режиме.Наиболее близким техническим решением является электронно-гидравлический регулятор топлива (см. патент Франции №2288867, кл. F 02 C 9/04, 1974 г.). Регулятор содержит насос, дозатор топлива, соединенный пружиной с управляющим клапаном сравнения, на который воздействует давление топлива, вырабатываемое с помощью гидравлических камер с дросселями, соединенных с датчиками внутридвигательных параметров, рычаг управления двигателем (РУД), воздействующий на пружину задатчика регулятора частоты вращения, и отдельный дозатор, управляемый от электронного регулятора.Недостатком данного регулятора также является сложность его конструкции из-за наличия привода для регулятора частоты вращения, кроме того он не обеспечивает непосредственное управление расходом топлива от задатчика режимов двигателя с коррекцией по давлению воздуха в компрессоре на установившемся режиме.Задачей заявленного технического решения является обеспечение регулирования подачи топлива в двигатель с помощью достаточно простой системы, позволяющей управлять подачей топлива резервным регулятором в случае отказа электронного.Поставленная задача решается тем, что в системе регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель, содержащей насос, дозатор топлива, электрогидропреобразователь и электрический датчик положения, соединенные с электронным регулятором и дозатором, золотник-селектор, управляемый по электрическому сигналу, управляющий клапан сравнения, соединенный пружиной с дозатором, пневмогидропреобразователь, гидравлическую проточную камеру с дросселями и междроссельной камерой, соединенной с управляющим клапаном сравнения, один из дросселей соединен непосредственно с задатчиком режимов двигателя, а пневмогидропреобразователь соединен с каналом подвода воздуха от компрессора.Предложенная система представлена на чертеже и описана ниже.Система содержит топливный насос 1 и дозатор, выполненный в виде дозирующей иглы 2 с сервопоршнем 3, управляющий клапан сравнения 4 с полостью 5 и управляющей кромкой 6, соединенный пружиной 7 с иглой 2, клапан постоянного перепада давления 8 на дозирующем сечении 9 иглы 2, пневмогидропреобразователь 10 с каналом 11 подвода воздуха от компрессора, гидравлическую проточную камеру с двумя последовательно установленными дросселями 12 и 13 и междроссельной камерой 14, соединенной с полостью 5, канал питания 15 сервопоршня 3, соединенный через дроссель 16 с управляющей кромкой 6 клапана 4 и через дроссели 16 и 17 с управляющей полостью 18 сервопоршня 3.Пневмогидропреобразователь 10 выполнен в виде рычага 19 с осью 20 и уплотнением 21 и соединенных с рычагом 19 вакуумированного сильфона 22 и клапана 23.Дроссель 13 переменного сечения образован отсечной кромкой подвижного золотника 24, который связан с задатчиком режимов двигателя.Питание топливом управляющей полости 18 сервопоршня 3 осуществляется из канала 15 через золотник-селектор 25 с отсечными кромками 26 и 27 и штоком 28, подпружиненный клапан 29, дроссель 30 и полость 31.Слив топлива из полости 18 производится через седло 32 клапана 33, управляемого электрогидропреобразователем 34, связанным с электронным регулятором (на чертеже не показан).Для переключения селектора 25 служит электромагнитный клапан 35, управляющий сливом топлива из полости под селектором 25 после дросселя 36.Выходной канал 37 отдозированного топлива соединен с полостью после дозирующего сечения 9 дозирующей иглы 2, на которой установлен электрический датчик положения 38, связанный с электронным регулятором.Работает система следующим образом. При работе электронного регулятора электромагнитный клапан 35 закрывает слив топлива за дросселем 36, повышая тем самым давление под золотником-селектором 25, который перемещается вверх и соединяет канал 15 через отсечную кромку 27 с дросселем 30, клапаном 29 и седлом 32 клапана 33. Клапан 29 под действием штока 28 открывается, и полость за дросселем 30 соединяется с управляющей полостью 18 сервопоршня 3. Скорость перемещения дозирующей иглы 2 с поршнем 3 определяется величиной подъема над седлом 32 клапана 33 электропреобразователя 34, соединенного с электронным регулятором, получающим электрический сигнал о расходе топлива в двигатель от электрического датчика положения 38 дозирующей иглы 2.При отказе электронного регулятора электромагнитный клапан 35 обесточивается и открывает слив за дросселем 36. Давление под золотником-селектором 25 падает и он перемещается вниз, перекрывая отсечной кромкой 27 канал к дросселю 30 и соединяя через отсечную кромку 26 канал 15 с дросселем 16 и управляющей кромкой 6 клапана 4, а через дроссель 17 - с управляющей полостью 18 дозирующей иглы 2. Дозирующая игла 2 в этом случае перемещается пропорционально командному давлению в полости 5. Например, при повышении давления топлива в камере 14 и полости 5 за счет уменьшения сечения дросселя 13 золотник 4 поднимается вверх, что влечет за собой уменьшение слива топлива через кромку 6, увеличение расхода топлива через дроссель 17 в полость 18 и перемещение сервопоршня 3 с иглой 2 вниз на сжатие пружины 7.Перемещение иглы 2 вниз будет происходить до тех пор, пока усилие пружины 7 не уравновесит усилие от давления топлива в полости 5, которое пропорционально расходу топлива за счет соответствующего профилирования дозирующего сечения 9 иглы 2. Дроссель 17 обеспечивает необходимую скорость перемещения иглы в обе стороны, обеспечивая темп изменения расхода топлива, безопасный для двигателя. Ход иглы 2 однозначно определяет расход топлива, т.к. на ее дозирующем сечении 9 поддерживается постоянный перепад клапаном 8.В пневмогидропреобразователе 10 обеспечивается равенство моментов сил на рычаге 19 относительно оси 20 за счет того, что на рычаг 19 с одной стороны действует сила от давления на вакуумированный сильфон 22, а с другой - от командного давления под клапаном 23. Благодаря этой равновесной схеме давление за клапаном 23 пропорционально давлению воздуха от компрессора, подведенному через канал 11 к вакуумированному сильфону 22.Закон управления подачей топлива при отключении электронного регулятора выбран наиболее простой, не требующий применения регулятора частоты вращения и привода для него. Этот закон выражается через зависимость отношения расхода топлива к давлению воздуха в компрессоре от положения задатчика режима, т.е. GT/P*1=f(зад), где GT - расход топлива; P*1 - давление в компрессоре; зад - положение задатчика режимов.Выполнение этого закона обеспечивается тем, что выработанное на пневмогидропреобразователе 10 командное давление Рк, пропорциональное давлению P*1, проходя через дроссели 12 и 13, редуцируется, и междроссельная камера 14 соединяется с полостью 5 клапана 4, управляющего дозирующей иглой 2.Изменение редукции давления Рк происходит за счет изменения проходного сечения дросселя 13 на золотнике 24, который управляется от зад, что приводит к изменению давления в камере 14 и полости 5, перемещению иглы 2 и изменению расхода топлива в двигатель по закону GT/P*1=f(зад). Перемещение золотника 24 может быть как пропорциональным зад, так и релейным.Таким образом, за счет непосредственного соединения дросселя 13 с задатчиком режимов двигателя обеспечивается регулирование подачи топлива в двигатель по простому закону с помощью достаточно простой системы регулирования.Формула изобретения
Система регулирования подачи топлива в газотурбинный двигатель, содержащая насос, дозатор топлива и электрогидропреобразователь, соединенный с электронным регулятором и дозатором, управляющий клапан сравнения, соединенный пружиной с дозатором, пневмогидропреобразователь, соединенный с гидравлической проточной камерой, содержащей дроссели с междроссельной камерой, связанной с управляющим клапаном сравнения, отличающаяся тем, что один из дросселей соединен непосредственно с задатчиком режимов двигателя, а пневмогидропреобразователь соединен с каналом подвода воздуха от компрессора.РИСУНКИ
Рисунок 1