Система смазки газотурбинного двигателя
Владельцы патента RU 2312240:
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") (RU)
Изобретение относится системам смазки механических устройств, например двигателей, в частности к устройствам для сигнализации о наличии металлических частиц в системе смазки газотурбинных двигателей (ГТД), и позволяет диагностировать начало разрушения двигателя при появлении стружки в масле. Система смазки ГТД включает масляный картер двигателя, магистрали нагнетания и откачки масла и суфлирования масляных полостей, маслобак, нагнетающие и откачивающие насосы, электрический датчик температуры масла и установленный на магистрали откачки масла электрический сигнализатор металлических частиц в масле. Датчик температуры масла установлен на магистрали откачки и размещен в общем корпусе с сигнализатором металлических частиц в масле, а провода для передачи сигнала подсоединены к одному общему разъему, связанному с электрическим жгутом двигателя. Изобретение позволяет повысить достоверность выдачи сигнала и повысить надежность работы системы смазки и двигателя в целом. 2 ил.
Изобретение относится к системам смазки механических устройств, например двигателей, в частности к устройствам для сигнализации о наличии металлических частиц в системе смазки газотурбинных двигателей (ГТД), и позволяет диагностировать начало разрушения двигателя при появлении стружки в масле.
Известна схема масляной системы ГТД, включающая масляный картер двигателя, магистрали нагнетания масла, откачки масла и суфлирования масляных полостей, маслобак, нагнетающие и откачивающие насосы, электрический датчик температуры масла и установленный на магистрали откачки масла электрический сигнализатор металлических частиц в масле (см. М.М.Бич, Е.В.Вейнберг, Д.Н.Сурнов. Смазка авиационных газотурбинных двигателей. Москва: Машиностроение, 1979. Стр.34, рис.3.1б).
Установка сигнализатора металлических частиц на линии откачки позволяет диагностировать начало разрушения двигателя по появлению стружки в масле с выдачей аварийного сигнала. При появлении такого сигнала двигатель отключают и тем самым предотвращают его полное разрушение.
Однако не всегда наличие стружки в маслосистеме свидетельствует о начале разрушения двигателя или каких-то его элементов. Иногда имеют место случаи «ложного» срабатывания сигнализатора, когда наличие небольшого количества стружки не является результатом разрушения двигателя, а является следствием нормальной приработки деталей двигателя или попадания стружки, оставшейся в каналах и полстях после изготовления двигателя.
Задачей изобретения является получение более надежного аварийного сигнала о появлении стружки в масле, позволяющего уменьшить вероятность ложных срабатываний сигнализатора.
Указанная задача решается тем, что в известной системе смазки ГТД, включающей масляный картер двигателя, магистрали нагнетания масла, откачки масла и суфлирования масляных полостей, маслобак, нагнетающие и откачивающие насосы, электрический датчик температуры масла и установленный на магистрали откачки масла электрический сигнализатор металлических частиц в масле, согласно изобретению датчик температуры масла установлен на магистрали откачки и размещен в общем корпусе с сигнализатором металлических частиц в масле, а провода для передачи сигнала подсоединены к одному общему разъему, связанному с электрическим жгутом двигателя.
Известно, что разрушение двигателя или каких-то его элементов практически всегда сопровождается повышением их температуры, поэтому температура масла, контактирующего с этими деталями, также повышается. Исходя из этого кажется вполне обоснованным вместе с сигналом от сигнализатора металлических частиц в масле (сигнализатора стружки) учитывать температуру масла в зоне предполагаемого разрушения. Таким образом, получив одновременно сигнал от сигнализатора металлических частиц в масле и от датчика температур о повышении температуры масла, можно надежно прогнозировать начало разрушения двигателя. При получении сигнала от сигнализатора металлических частиц в масле и при отсутствии повышения температуры масла можно предположить попадание стружки оставшейся в каналах и полстях после изготовления двигателя.
Рациональность объединения сигнализатора металлических частиц в масле и датчика температуры в одном общем корпусе оправдана еще и тем, что в этом случае электрические провода у них можно вывести на один общий разъем. Это позволит уменьшить количество разъемов, упростить конструкцию и тем самым повысить надежность двигателя.
При установке нескольких сигнализаторов на разных линиях откачки из разных масляных полостей (например, на линии откачки из опоры компрессора, опоры турбины и из полости редуктора) можно определить также место его разрушения.
Изобретение поясняется графически:
на фиг.1 изображена схема масляной системы ГТД;
на фиг.2 показан элемент А фиг.1.
Схема масляной системы включает в себя масляные картеры двигателя 1, магистраль нагнетания масла 2, магистрали откачки масла 3 и магистраль суфлирования масляных полостей 4, маслобак 5, нагнетающий насос 6 и откачивающие насосы 7. На магистрали откачки 3 установлены электрический датчик температуры масла 8 и электрический сигнализатор металлических частиц в масле 9 (обычно применяется сигнализатор щелевого типа). Они размещены в общем корпусе 10, а провода для передачи сигнала 11 подсоединены к одному общему разъему 12, связанному с электрическим жгутом двигателя (не показан).
На магистрали нагнетания масла 2 установлены также фильтр тонкой очистки 13, теплообменник 14 и перепускной клапан 15. На линиях откачки масла 3 перед входом в откачивающие насосы 7 установлены защитные сетки 16. Для нормальной работы сигнализатора стружки 9 необходимо, чтобы проходное сечение каждой ячейки защитной сетки было больше, чем зазор между электропроводящими пластинами электрического сигнализатора металлических частиц в масле 9 (в случае применения сигнализатора щелевого типа). В маслобаке показан неприводной центробежный воздухоотделитель 17. На магистрали суфлирования масляных полостей 4 показан приводной центробежный суфлер 18, предназначенный для отделения масла от воздуха, выбрасываемого в атмосферу.
Масляная система работает следующим образом. Масло из маслобака 5 поступает в нагнетающий насос 6, проходит через теплообменник 14, фильтр тонкой очистки 13 и подается для смазки узлов, находящихся в масляных полостях 1 двигателя. Отработавшее масло стекает в нижнюю часть масляной полости и попадает в магистрали откачки масла 3, проходит через защитные сетки 16, маслонасосы 7 и поступает в корпус 10, внутри которого расположены электрический датчик температуры масла 8 и электрический сигнализатор металлических частиц в масле 9. При возникновении разрушения в какой-либо масляной полости двигателя в масло попадают продукты износа и стружка, которые попадают в корпус 10, внутри которого расположен электрический сигнализатор металлических частиц в масле 9 и электрический датчик температуры масла 8. При накоплении на сигнализаторе 9 определенного количества металлических частиц он выдает сигнал. После этого производится контроль изменения температуры масла. Если температура масла повысилась, это подтверждает начало разрушения узла двигателя, находящегося в полости, из которой производится откачка масла. В этом случае двигатель останавливают. Выйдя из корпуса 10, масло попадает в общую магистраль откачки и возвращается в маслобак 5, пройдя через не приводной центробежный воздухоотделитель 17. Суфлирование (сообщение) воздушных полостей картеров двигателя 1 с атмосферой производится через магистраль суфлирования масляных полостей 4. Перед выбросом воздуха из магистрали суфлирования в атмосферу производится его очистка от масла в приводном центробежном суфлере 18.
Такое выполнение схемы позволяет формировать решение об остановке двигателя исходя из двух составляющих - это сигнал о наличии стружки в масле и сигнал об изменении температуры масла на линии откачки. Это позволяет качественно изменить оценку об изменении работы двигателя при выдаче сигнала о наличии стружки в масле и предотвратить остановку двигателя при «ложном» срабатывании сигнализатора металлических частиц.
При установке нескольких сигнализаторов на разных линиях откачки из разных масляных полостей (например, на линии откачки из опоры компрессора, опоры турбины и из полости редуктора) можно определить также место разрушения в двигателе.
Совмещение в одном агрегате двух разных по принципу действия узлов (это щелевой сигнализатор стружки и датчик температуры) и проведение анализа обоих сигналов перед принятием решения об остановке двигателя, позволяет повысить достоверность выдачи сигнала, а следовательно, повысить надежность работы двигателя в целом.
Размещение в общем корпусе с сигнализатором металлических частиц датчика температуры масла позволяет также подсоединить провода для передачи сигнала к одному общему разъему, связанному с электрическим жгутом двигателя (не показан). При этом уменьшается количество разъемов, что также приводит к повышению надежности двигателя в целом.
Система смазки газотурбинного двигателя, включающая масляный картер двигателя, магистрали нагнетания и откачки масла и суфлирования масляных полостей, маслобак, нагнетающие и откачивающие насосы, электрический датчик температуры масла и установленный на магистрали откачки масла электрический сигнализатор металлических частиц в масле, отличающаяся тем, что датчик температуры масла установлен на магистрали откачки и размещен в общем корпусе с сигнализатором металлических частиц в масле, а провода для передачи сигнала подсоединены к одному общему разъему, связанному с электрическим жгутом двигателя.
