Топливная система ГТД-1000

При работе двигателя топливо из бака через фильтр грубой очистки 30 поступает к коловратному подкачивающему насосу 28 и далее под небольшим избыточным давлением проходит через фильтр тонкой очистки 29 и подается ко входу основного топливного насоса системы регулирования двигателя. 

Плунжерный насос регулятора 26 повышает давление топлива и подает его через дозирующую иглу 13 системы регулирования к форсункам 17, установленным в камере сгорания двигателя. Необходимость двойной очистки топлива диктуется тем, что система регулирования ГТД имеет значительное число клапанов, золотников и других элементов, требующих для своей надежной работы отсутствия в топливе грязи, пыли и других посторонних частиц. 

Коловратный подкачивающий насос 28 предназначен для создания необходимого подпора на входе в плунжерный насос регулятора 26, так как для устойчивой работы основного плунжерного насоса недопустимы разрежение на его входе и образование паро-воздушных пробок. Коловратный насос 28 приводится во вращение через зубчатую передачу от турбины компрессора двигателя. Плунжерный насос регулятора 26 приводится в действие от ротора компрессора. Насос плунжерного типа состоит из ротора 27, наклонной шайбы 25, плунжеров 24 с гильзами 23. Наклонная шайба 25 закреплена в корпусе насоса неподвижно. При вращении ротора благодаря наклонному положению шайбы 25 плунжеры 24 совершают возвратно-поступательное движение в гильзах 23, расположенных в роторе насоса. При этом каждый плунжер при движении вниз засасывает топливо через всасывающее окно золотника и выталкивает его через нагнетающее окно золотника в линию высокого давления. 

Центробежный регулятор 4 частоты вращения компрессора служит для поддержания заданной частоты вращения его ротора, определяемой положением рычага управления. Регулятор состоит из тахометрического датчика с грузиками, маятника 5, пружины 3. Ротор регулятора приводится от ротора компрессора. При вращении регулятора его грузики развивают центробежную силу, которая уравновешивается силой пружины 8, отрегулированной на заданный режим. При этом маятник 5 своей отсечной кромкой устанавливает сечение выходного окна 6. На поршень дозирующей иглы 13 воздействует снизу полное давление топлива, а сверху давление пружины 12 и давление топлива, редуцированное жиклером 11 и сечением выходного окна регулятора. На заданном режиме поршень под действием указанных сил занимает соответствующее положение и устанавливает дозирующую иглу в определенное положение. 

При увеличении частоты вращения турбокомпрессора от заданного значения усилие, развиваемое центробежными грузиками, увеличивается, грузики отжимают пружину 3 вверх и разворачивают маятник 5 по часовой стрелке. Отсечная кромка маятника перемещается вправо, увеличивая сечение выходного окна 6. Перепуск топлива на слив за дозирующей иглой увеличивается, и расход топлива на двигатель снижается. Кроме того, из-за падения давления над поршнем дозирующей иглы последняя начинает перемещаться вверх, тем самым также уменьшая подачу топлива. В результате этого частота вращения турбокомпрессора снижается, и система приходит в равновесие при новом положении дозирующей иглы, восстановив заданную частоту вращения. При отклонении частоты вращения турбокомпрессора в сторону уменьшения от заданного значения происходит перемещение дозирующей иглы в сторону увеличения подачи топлива, что повышает частоту вращения турбокомпрессора. 

При разгоне двигателя с режима «малого газа», так же как и при пуске, возникают опасность перегрева проточной части ГТД и возможность работы компрессора на неустойчивом режиме (явление помпажа). Поэтому одной из важнейших задач системы регулирования ГТД является обеспечение подачи топлива при разгоне по определенному закону. Один из наиболее простых временных автоматов разгона представлен на принципиальной схеме системы топливоподачи и регулирования ГТД. 

При перемещении рычага управления двигателем / в положение увеличенной мощности происходит сжатие пружины 5 центробежного регулятора 4 компрессора, и маятник 5 закрывает своей отсечной кромкой выходное окно 6. Давление топлива за дозирующей иглой увеличивается, и двигатель начинает разгоняться. Так как давление топлива в полости над дозирующей иглой становится равным давлению топлива под поршнем, то под действием пружины 12 дозирующая игла 13 перемещается вниз, проходное сечение на игле увеличивается и соответственно увеличивается подача топлива в двигатель. Скорость перемещения дозирующей иглы зависит от гидравлического сопротивления дроссельного пакета 10, а закон подачи топлива определяется профилем иглы. 

При сбросе газа выходное окно 6 в регуляторе турбокомпрессора закрывается и происходит уменьшение подачи топлива в двигатель за дозирующей иглой. Для того чтобы обеспечить однозначную зависимость расхода топлива от положения дозирующей иглы, необходимо обеспечить постоянный перепад давления на ее проходном сечении. Клапан постоянного перепада установлен параллельно дозирующей игле и состоит из золотника 20, мембраны 19 и пружины 18. Полость слева от клапана постоянного перепада соединена с линией высокого давления,а полость справа - с полостью за дозирующей иглой. 

Производительность насоса высокого давления на всех режимах двигателя выше расхода топлива двигателя. Клапан постоянного перепада работает следующим образом. При увеличении перепада на дозирующей игле усилие топлива, действующее на клапан, перемещает его вправо. Избытки топлива перед дозирующей иглой перепускаются на слив. При уменьшении перепада давления топлива на дозирующей игле клапан слива прикрывается, что уменьшает расход топлива на слив, при этом давление топлива перед дозирующей иглой увеличивается. При уменьшении подачи топлива ниже определенного уровня на переходных процессах возможен срыв пламени в камере сгорания. Назначение клапана минимального давления 7 — обеспечить минимальный необходимый расход топлива на переходных режимах и при работе двигателя на режиме «малого газа». 

Мощность ГТД при постоянной частоте вращения турбокомпрессорного блока существенно зависит от  температуры окружающего воздуха и барометрического давления. Для ограничения мощности двигателя при отрицательных температурах окружающего воздуха служит ограничитель максимального расхода топлива 16. При увеличении расхода топлива выше заданного излишек топлива перепускается на слив. Ограничитель частоты вращения силовой турбины 14 механически связан с последней и выполняет следующие функции: уменьшает расход топлива при достижении максимальной частоты вращения ротора; выдает гидравлический сигнал на перевод РСА в тормозное положение при достижении заданной частоты вращения ротора. 

Центробежный регулятор 4 при увеличении частоты вращения силовой турбины выше максимальной преодолевает сопротивление пружины 3 и поворачивает связанный с ним рычаг против часовой стрелки, открывая выходное окно 6, чем осуществляется слив топлива из полости за дозирующей иглой. Запорный клапан 15 служит для того, чтобы предотвратить подтекание топлива в двигатель через зазоры в системе регулирования при длительном его останове. Запорный клапан перекрывается вручную или электроприводом. 

Система ограничения температуры газов перед силовой турбиной состоит из комплекта термопар, регулятора температуры и исполнительного механизма. Комплект термопар установлен перед силовой турбиной, и их э. д. с. подается к регулятору температуры (РТ). В регуляторе этот сигнал усиливается. Кроме того, для компенсации тепловой инерции в РТ в зависимости от скорости изменения э. д. с. термопар вырабатывается дополнительный сигнал. Суммарный сигнал сравнивается с задающим сигналом, соответствующим максимально допустимой температуре. При превышении его значения регулятор температуры выдает электрический сигнал на исполнительный механизм. 

При подаче электрического сигнала на исполнительный механизм 8 якорь 9 отходит от сливного клапана, соединяя его полость со сливом. Это приводит к падению давления в полости над дозирующей иглой 13 и перемещению ее, вследствие чего уменьшается подача топлива, что предотвращает дальнейший рост температуры газов. При отсутствии напряжения на реле сливной клапан механизма 5 под давлением пружины якоря 9 закрывается. 

Источники: "Без тайн и секретов", под редакцией Н.С.Попова, СПб.,1995 г.

Регулятор расхода жидкостей и газов РР-НО (регулятор перепада давления). ОАО Теплоконтроль.
Hosted by uCoz