Файл: 1. Анализ характеристик двигателей, схожих с проектируемым двигателям по.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 148
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
35
Таблица №13.4
Типичные неисправности узла ТНД
Элемент конструкции
Типичные неисправности
Рабочие лопатки
Газовая эрозия, усталостные трещины, разрушения, пластические деформации, перегрев
Сопловые аппараты
Диски рабочих колес
Таблица №13.5
Способы обеспечения эксплуатационной технологичности узла ТНД и ТВД
Элемент конструкции
Способы обеспечения технологичности
Диски, валы, лопатки, замки
Наличие специальных отверстий во внутреннем корпусе двигателя для возможности использования эндоскопа, с целью контроля состояния проточной части.
Трущиеся детали
(подшипники опор, приводов, зубчатые зацепления редукторов и приводов)
Установка датчиков стружки в магистраль откачки масла и специальных сигнализаторов.
6. Выходное устройство
Выходное устройство представляет собой реактивное нерегулируемое, сужающееся сопло, в котором происходит смешение потоков и дальнейшее расширение и ускорение газа.
7. Силовая схема двигателя
Силовая схема двигателя может быть представлена как композиция силовых схем ротора и корпуса.
Силовые схемы роторов отличаются следующим:
- способом соединения дисков ступеней компрессора и турбины между собой;
- числом и расположением опор;
- способом соединения роторов турбины и компрессора для передачи крутящего момента и осевых сил;
- способом фиксации осевого положения роторов, исключающего их смещение и нарушение осевых и радиальных зазоров между элементами ротора и корпуса двигателя.
В зависимости от числа опор различают двух-, трех-, четырехопорные роторы, а в зависимости от числа роторов – одно-, двух- и трехвальные двигатели. Двухопорные роторы применяются при относительно коротких и жестких роторах компрессора и турбины, чаще всего — в системе газогенератора. Трехопорные роторы применяются в конструкциях многоступенчатых компрессоров и турбин, чаще всего — в системе
36 наружных каскадов двух- или трехвальных двигателей. Радиально-упорный подшипник, воспринимающий разность осевых нагрузок на компрессор и турбину, стараются расположить исходя из соображений его наименьшей тепловой напряженности, т.е. в «холодной» части двигателя, например в передней части компрессора.
Кинематическая схема роторов двигателя состоит из двух не связаных между собой роторных систем:
- объединенный ротор низкого давления, включающий вентилятор подпорные ступени и турбину низкого давления.
- объединенный ротор высокого давления компрессора и турбины. Силовая схема двигателя схематически представлена на рис.1
37
1 2 3 4
6. Разработка схем, описание систем двигателя и спецификации систем.
Расчет потребных характеристик и размеров масляного насоса и его
эскизное проектирование.
6.1 Система смазки
Система смазки в двигателях выполняет следующие функции:
1) обеспечивает подвод необходимого количества масла для смазывания трущихся деталей двигателя (подшипников опор и приводов, зубчатых зацеплений редукторов и приводом и т. д.) независимо от условий и режимов полета; охлаждает нагретые детали и отводит тепло в окружающую среду;
2) удаляет из двигателя продукты износа трущихся пар; обеспечивает контроль технического состояния двигателя по содержанию продуктов износа; предохраняет детали от коррозии и наклепа.
Система суфлирования предназначена для удаления воздуха из масляных полостей в атмосферу или проточную часть ГТД и очистки этого воздуха от масла с возвратом последнего в масляную систему двигателя. Полости связаны с атмосферой с помощью суфлера, в котором под действием центробежных сил происходит выделение жидкого масла из масловоздушной эмульсии. Масло из суфлера возвращается в двигатель, а газы и пары удаляются в атмосферу.
В проектируемом двигателе использована закрытая, замкнутая циркуляционная масляная система, состоящая из масляного бака (Б), нагнетающего насоса (НН), основного фильтра (ФО), откачивающих масляных насосов (НО), центробежного воздухоотделителя с фильтром-сигнализатором (ЦВО), центробежного суфлера (ЦС) и топливно-масляного радиатора (ТМР).
Все агрегаты масляной системы смонтированы на двигателе и при установке его на
ВС дополнительных подключений к самолетным системам не требуется.
Во время работы двигателя масло из бака (Б) поступает к масляному насосу (НН). Для регулирования его производительности установлен редукционный клапан (КР) за насосом (НН) установлен обратный клапан для предотвращения перетекания масла из бака (Б) в двигатель при стоянках самолета.
Масло из нагнетающего насоса поступает в сетчатый фильтр (ФО), в котором установлен перепускной клапан (КП), пропускающий масло в двигатель при засорении фильтра. Пройдя через фильтр (ФО), масло поступает в двигатель по следующим направлениям:
• на смазывание роликоподшипника передней опоры КНД
• на смазывание переднего роликоподшипника ТНД
38
Рисунок №23.1
• на смазывание подшипников и зубчатых колес передней коробки приводов и центрального привода, а также на смазывание шарикоподшипника задней опоры
КНД, роликоподшипника передней опоры КВД и шарикоподшипника ведущей конической шестерни центрального привода
• на смазывание подшипников и зубчатых колес задней коробки приводов
• на смазывание шарикоподшипника задней опоры КВД и роликоподшипника опоры ротора ТВД
• на смазывание роликоподшипника задней опоры ротора ТНД
Для того, чтобы увеличение высоты полета не приводило к снижению прокачки масла через двигатель, производительность основного масляного насоса превышает в
1,5…2,5 раза необходимую прокачку масла через двигатель. Избыточное количество масла, подаваемое насосом, перепускается редукционным клапаном (КР) на вход в насос. Од действием деталей двигателя и под влиянием частичного испарения
(особенно в опорах турбины) масло вспенивается, его объем увеличивается и в несколько раз превышает первоначальный, поэтому в системе смазки двигателя имеются шесть откачивающих насосов и только один нагнетающий.
Отделение воздуха и газов в системе смазки достигается с помощью центробежного воздухоотделителя (ЦВО)
Возвращение масла в бак происходит по следующей схеме:
• из полости передней опоры КНД масло откачивается масляным насосом (НО) и поступает в полость передней коробки приводов (ПКП)
• из распределительного корпуса и ПКП масло откачивается насосом (НО) и поступает в центробежный воздухоотделитель (ЦВО)
39
• из задней коробки приводов (ЗКП) и задней опоры ТНД масло откачивается и также поступает в центробежный воздухоотделитель (ЦВО)
Масло, отделенное в центробежном воздухоотделителе (ЦВО) от воздуха и очищенное от механических частит в фильтре (Ф), поступает для охлаждения в топливно- масляный радиатор (ТМР). Охлажденное масло поступает из радиатора в масляный бак (Б)
Воздушно-масляная эмульсия из центробежного воздухоотделителя (ЦВО) отводится в ПКП.
При полном загрязнении маслофильтра (ФО) или фильтра (Ф) масло пойдет в обход фильтров через перепускные клапаны (КП).
Система суфлирования состоит из клапанов и трубопроводов, соединяющих полости разделительного корпуса, ПКП, кожуха вала, ЗКП, задней опоры ТНД и масляного бака (Б) с центробежным суфлером (ЦС).
Воздух из суфлера поступает в атмосферу по наружному трубопроводу.
Центробежный суфлер поддерживает избыточное давление в суфлируемых полостях двигателя и в маслобаке.
Давление масла в системе измеряется за нагнетающим насосом (НН) после сетчатого фильтра (ФО). Температура масла измеряется на входе в нагнетающий насос (НН).
Кроме того, масляная система снабжена термосигнализатором, установленным в линии откачки масла из полости задней опоры. Измерение запаса масла в баке производится датчиком рычажно-поплавкового маслометра. Датчик имеет сигнальное устройство, которое выдает сигнал при достижении минимально допустимого уровня масла в баке.
6.2 Система топливопитания
Система топливоподачи предназначена для бесперебойной подачи топлива от топливных баков к рабочим форсункам двигателя в количестве, обеспечивающем его нормальную работу на всех режимах и при любых внешних условиях.
Систему топливоподачи двигателя в зависимости от назначения и давления ее агрегатах можно разделить на три системы: низкого давления, высокого давления и дренажную.
В систему низкого давления входят: подкачивающий насос (НП), датчик расходомера
(Р), топливно-масляный радиатор (ТМР) с сетчатым топливным фильтром (Ф), трубопроводы, соединяющие перечисленные агрегаты.
40
Рисунок №23.2
В систему высокого давления входят насос-регулятор (НР), температурный датчик
(ТД), регулятор привода постоянной частоты вращения (РППО), датчик приведенных частот вращения (ДПО), центробежный регулятор (ЦР), исполнительный механизм
(ИМТ), регулятор входного направляющего аппарата (РНА), цилиндр НА, гидроцилиндры, гидроцилиндр распределительной заслонки отбора воздуха, воздушные фильтры (Ф), топливные фильтры (Ф), форсунки и трубопроводы, соединяющие перечисленные агрегаты.
41
В дренажную систему входят передний дренажный бачок и трубопроводы, соединяющие дренажные полости агрегатов с бачком.
Система низкого давления служит для подачи отфильтрованного топлива с избыточным давлением к насосу-регулятору, обеспечивая его безкавитационную работу.
Топливо из самолетного топливного бака подводится к подкачивающему насосу (НП), во входном трубопроводе которого имеется пожарный кран. От насоса (НП) топливо поступает через датчик расходомера (Р) к топливомасляному радиатору (ТМР), в конструкцию которого входят перепускной клапан радиатора (КП), топливный фильтр
(Ф) с перепускным клапаном (КП). В ТМР топливо подогревается, охлаждая откачиваемое из двигателя масло, и поступает в фильтр (Ф). Если перепад давлений топлива в радиаторе превысит допустимое значение, то клапан (КП) откроется и начнет перепускать топливо помимо радиатора. Так же работает клапан фильтра (Ф).
Из ТМР по трубопроводу топливо поступает в насос-регулятор (НР). От НР по трубопроводам топливо под высоким давлением поступает в кольцевые топливные коллекторы 1 и 2 контуров, откуда к 15 форсункам.
При запуске двигателя топливо под высоким давлением поступает от насоса- регулятора (НР) по трубопроводу через датчик приведенных оборотов (ДПО) к гидроцилиндрам клапанов перепуска воздуха. Одновременно топливо под высоким давлением поступает от НР по трубопроводам к гидроцилиндру.
На проведенной частоте вращения ротора топливо сливается из гидроцилиндров КПВ через датчик приведенных оборотов (ДПО), минуя его сливную полость, и поступает на вход в насос-регулятор (НР).
Для поддержания одинакового давления топлива в сливных полостях механизма регуляторов (ЦР), (РППО), (РНА), датчиков (ТД), (ДПО) они соединены трубопроводами с входным патрубком насоса-регулятора (НР) или его внутренней сливной полостью.
Кроме того, из полости силовых цилиндров (РНА) и цилиндра НА, минуя сливную полость регулятора (РНА), производится слив топлива в трубопровод, расположенный за подкачивающим насосом.
По трубопроводу топливо подводится к регулятору привода постоянных оборотов
(РППО). Топливо из клапана поддержания перепада давлений на дозирующей игле автомата приемистости насоса регулятора (НР) поступает к золотнику центробежного регулятора (ЦР). При превышении частоты ограничения топливо из мембранной полости клапана поддержания перепада давлений поступает на вход в насос-регулятор
(НР) золотник клапана при этом перемещается и подает гидравлический сигнал на уменьшение расхода топлива, ограничивая тем самым максимальную частоту вращения ротора ВД.