УЧЕБНАЯ ЦЕЛЬ:
- Знать назначение, взаимодействие агрегатов.
ВРЕМЯ: 2 часа (90 минут).
ВИД ЗАНЯТИЯ: групповое занятие
МЕСТО: аудитория.
УЧЕБНО-МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ:
Мультимидийные средства обучения.
Литература:
3. Руководство по техническому обслуживанию двигателя Аи-24ВТ.
4. Авиационный турбовинтовой двигатель Аи-24 II серии. Техническое описание. ЗАО «АНТЦ Технолог» 2001г.
УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ И РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ
№ пп | Вопросы занятий | Время (мин) |
I | Организация занятия | |
II | Учебные вопросы: | |
1. Система защиты двигателя от эксплуатационных перегрузок. Регулирование подачи топлива на рабочих режимах. | ||
III | Заключительная часть | |
ВВОДНАЯ ЧАСТЬ.
Проверка подготовки студентов к занятию:
Принять доклад дежурного по взводу.
Проверить наличие студентов.
Проверить готовность взвода к занятию.бъявить тему и учебные цели занятия.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1-й учебный вопрос. Система защиты двигателя от эксплуатационных перегрузок. Регулирование подачи топлива на рабочих режимах.
|
|
Автомат дозировки топлива, управляя производительностью НД, обеспечивает подачу топлива в зависимости от режима работы двигателя, высоты и скорости полета самолета.
На вход НД топливо подается подкачивающим насосом БНК через входной сетчатый фильтр 29 (рис. 1).
Основной топливный насос-датчик представляет собой плунжерный насос переменной производительности, которая зависит от угла наклона шайбы 1. Чем больше угол наклона шайбы, тем выше производительность насоса и наоборот.
Угол наклона шайбы устанавливается сервопоршнем 28, положение которого зависит от давления в полости а1, в которую топливо подводится под высоким давлением через жиклер Д1.
Величина давления в полости а1определяется давлением после насоса и соотношением количества топлива, поступающего в полость а1 и сливаемого из нее. Количество топлива, сливаемого из полости а1, зависит от проходного сечения клапана 77 дифференциального клапана, клапана 73 автомата запуска и отверстия К1, которое открывается проточкой рейки 12 при достижении максимальной частоты вращения. Эти элементы управляют производительностью насоса НД и вступают в работу независимо друг от друга.
После насоса топливо под высоким давлением по трубопроводу Н1 и внутреннему каналу АДТ поступает к дозирующей игле 31.
Расход дозированного топлива определяется проходным сечением дозирующей иглы и перепадом давлений на ней Р. Проходное сечение дозирующей иглы устанавливает баростат в зависимости от величины полного давления воздуха на входе в двигатель Pi*, которое характеризует высоту и скорость полета.
|
|
Перепад давлений на дозирующей игле Р устанавливает дифференциальный клапан АДТ в зависимости от положения РУД (ав) путем изменения производительности НД.
Пройдя через сечение дозирующей иглы, топливо по каналу Ю поступает к распределительному клапану (РК) 106.
Распределительный клапан (РК) предназначен для обеспечения необходимой зависимости расхода топлива двигателя от давления за дозирующей иглой. Чем больше давление за дозирующей иглой, тем ниже опускается РК и, увеличивая свое проходное сечение, обеспечивает более высокий расход топлива двигателем.
В агрегате предусмотрена возможность регулировки работы РК с помощью изменения затяжки пружины 104 винтом 103 (16).
При заворачивании винта 103 (16) расход топлива уменьшается, при выворачивании - увеличивается при том же значении давления топлива за дозирующей иглой.
Кроме того, РК ограничивает максимальное давление за дозирующей иглой, а следовательно, и максимальное давление на входе в АДТ путем перепуска топлива на слив через отверстие Р.
Пройдя через сечение РК, топливо поступает в топливный коллектор двигателя и через рабочие форсунки подается в камеру сгорания.
Между РК и выходным штуцером агрегата установлен запорный клапан 105, который предотвращает просачивание топлива по зазорам агрегата в камеру сгорания на неработающем двигателе.
Для предотвращения гидроудара при резком закрытии дозирующей иглы в агрегате установлен предохранительный клапан 108.
При превышении максимального значения перепада давлений на дозирующей игле на 3...4 кгс/см2 клапан 108 опускается вниз и соединяет полость перед дозирующей иглой через отверстие С со сливом, предотвращая дальнейшее повышение давления перед дозирующей иглой.
Подача топлива в зависимости от высоты и скорости полета регулируется баростатом с дозирующей иглой 31. Основными элементами этого узла являются анероид 35, рычаг 34, пружины 33, 37, 40, клапан 41, жиклер Е, дозирующая игла 31 с сервопоршнем и силовой пружиной 30, которая служит для перемещения дозирующей иглы на уменьшение подачи топлива.
Поддерживая равновесие всех сил, действующих на рычаг 34, баростат каждому значению Pi* устанавливает соответствующее положение дозирующей иглы. То есть каждому значению высоты и скорости полета соответствует определенное проходное сечение дозирующей иглы 31, а следовательно, при неизменном перепаде Р — определенный расход топлива.
Игла 31 удерживается в определенном положении давлением топлива в полости г. Это давление зависит от количества топлива, подводимого в полость г от клапана постоянного давления (КПД) 84 через жиклер Е, и количества сливаемого топлива, которое определяется проходным сечением клапана баростата 41.
Проходное сечение клапана баростата 41 зависит от положения рычага 34, на который действуют сила давления анероида 35, изменяющаяся в зависимости от давления Pi*, сила пружин 37 и 40, стремящаяся увеличить проходное сечение клапана 41 и сила пружины 33, стремящаяся прикрыть клапан 41.
При неизменной скорости и высоте полета все указанные силы находятся в равновесии.
При изменении высоты и скорости полета изменяется давление воздуха Pi* на входе в двигатель, которое от приемника полного давления подается в полость баростата, где размещен анероид.
При изменении давления Pi* изменяется сила давления анероида 35, равновесие рычага 34 нарушается, что и вызывает изменение проходного сечения клапана 41. При этом изменяется давление в полости под сервопорпшем и включается дополнительно пружина 40. Жесткость двух пружин 37 и 40 меньше, чем жесткость пружины 37, поэтому будет обеспечен более крутой наклон характеристики, т. е. в зоне ограничения температуры баростат будет более круто изменять расход топлива в зависимости от изменения Pi*.
|
|
Дозирующая игла 31 предназначена также для прекращения подачи топлива в двигатель. В этом случае топливо из полости г под сервопорпшем сливается и игла под действием пружины 30 закрывается. Топливо из полости г сливается или через электромагнитный клапан 42 или через проточку поршня 45.
Если необходимо прекратить подачу топлива в двигатель, на обмотку электромагнита клапана 43 подается напряжение, клапан открывается и полость г через открытый клапан сообщается со сливной полостью. Питание на обмотку электромагнита может даваться как от выключателя останова, так и от электроавтоматики флюгирования. Нарушается равновесие сил, действующих на иглу. Дозирующая игла начинает перемещаться, изменяя свое проходное сечение, а следовательно, и расход топлива двигателя. Игла 31 перемещается до тех пор, пока не наступит равновесие всех сил, действующих на рычаг 34 и иглу 31.
Например, при увеличении высоты полета или уменьшении скорости полета давление Pi * уменьшится, сила давления анероида 35 увеличится и, нарушив равновесие рычага, увеличит проходное сечение клапана 41. При этом увеличится слив топлива через клапан 41, и давление в полости г упадет. Сила, действующая на сервопоршень снизу, уменьшится, что вызовет перемещение иглы вниз на уменьшение проходного сечения. Дозирующая игла будет перемещаться до тех пор, пока не наступит равновесие рычага 34 и иглы 31.
При уменьшении высоты полета (или увеличении скорости) процесс протекает в обратном порядке.
Баростат начинает дозировать топливо с высоты, где полное давление на входе в двигатель достигает величины Pi* = 1,033 кгс/см2.
При давлении выше этой величины баростат не работает и расход топлива остается постоянным, если при этом не вступают в работу ограничители мощности и температуры газов.
Постоянство расхода топлива обеспечивается внутренними упорами анероида, которые предотвращают его сжатие при давлениях, больших Pi*=1,033 кгс/см2.
|
|
На высотах, где расход топлива дозируется баростатом, зависимость расхода топлива от высоты (давления Pi*) выражается ломаной кривой.
Такой характер изменения расхода топлива определяется наличием двух зон: зоны ограничения мощности и зоны ограничения температуры газов. В зоне ограничения мощности расход топлива изменяется баростатом более плавно, чем в зоне ограничения температуры газов.
Для обеспечения такой зависимости расхода топлива от Pi * и возможности сдвига точки перелома в баростате применены две пружины 37 и 40, тарелка 38 и винт 39 (4).
В зоне ограничения мощности тарелка 38 упирается в винт 39 (4) и наклон характеристики определяется жесткостью только одной пружины 37. При переходе в зону ограничения температуры тарелка 38 сходит с упора и в работу включается дополнительно пружина 40. Жесткость двух пружин 37 и 40 меньше, чем жесткость пружины 37, поэтому будет обеспечен более крутой наклон характеристики, т.е. в зоне ограничения температуры баростат будет более круто изменять расход топлива в зависимости от изменения давления Pi*.
Дозирующая игла 31 предназначена также для прекращения подачи топлива вдвигатель. В этом случае топливо из полости г под сервопоршнем сливается и игла под действием пружины 30 закрывается. Слив топлива из полости г может осуществляться или через электромагнитный клапан 42, или через проточку поршня 45.
Если необходимо прекратить подачу топлива в двигатель, на обмотку электромагнита клапана 43 подается напряжение, клапан открывается и полость г через открытый клапан сообщается со сливной полостью. Питание на обмотку электромагнита может подаваться как от выключателя останова, так и от электроавтоматики флюгирования.
При аварийном прекращении подачи топлива от самолетной гидросистемы через специальный кран в полость над поршнем 45 подается гидросмесь под давлением. Поршень 45 перемещается вниз и через проточку соединяет полость г со сливом.
Подачу топлива в зависимости от положения РУД (ав) регулирует дифференциальный клапан, включающий в себя следующие основные элементы: сильфон 49, пружины 76 и 79, рычаг 78, клапан 77, жиклеры Л и Б, мембрану 46 с клапаном 47.
Принцип работы дифференциального клапана заключается в следующем. Каждому положению РУД (ав) на жиклере Б устанавливается соответствующий ему перепад давлений Рб. Дифференциальный клапан, воздействуя на производительность насоса, автоматически поддерживает на дозирующей игле, независимо от ее проходного сечения, перепад давлений Р, равный Рб- Иными словами, дифференциальный клапан моделирует заданное значение расхода топлива и путем сравнения поддерживает строгое соответствие действительного расхода топлива модели этого расхода (условие Р= Р б).
Если перепад па дозирующей игле Р по какой-либо причине изменится, это приведет к нарушению равновесия мембраны 46, которая изменит проходное сечение клапана 4 7.
Изменение расхода, определяемое клапаном 47, приводит к изменению давления перед жиклером А (а значит, и внутри сильфона 49), что вызывает изменение проходного сечения клапана 77 и, как следствие, изменение производительности насоса в сторону восстановления первоначального перепада на дозирующей игле.
Например, увеличилась высота полета и баростат уменьшил сечение дозирующей иглы. Перепад Р на ней увеличится, что вызовет понижение давления в левой мембранной полости. Мембрана 46 начнет перемещаться влево, увеличивая проходное сечение клапана 47, давление в сильфоне 49 повысится. Через рычаг 78 сильфон увеличит проходное сечение клапана 77, давление в полости а1 насоса понизится, и наклонная шайба установится на меньший угол, обеспечивая снижение производительности насоса. За счет уменьшения производительности насоса перепад на дозирующей игле уменьшится и станет равным первоначальному.
При заворачивании винта 82 (85) проходное сечение жиклера Б уменьшается,
Рб возрастает и расход топлива увеличивается.
При выворачивании винта 82 (85) расход топлива уменьшается.
Работа регулирующих элементов и сервомеханизмов АДТ и НД основана на протоке топлива через отверстия малого сечения (жиклеры, клапаны, дроссельные пакеты). Для предотвращения их засорения топливо, идущее к регулирующим элементам, дополнительно фильтруется фильтрами тонкой очистки 5 в НД и 85 - в АДТ. Внутри фильтров имеются предохранительные шариковые клапаны, которые при загрязнении сетки фильтра пропускают топливо помимо фильтрующих элементов.
Для получения стабильных характеристик сервомеханизмов НД и АДТ давлениетоплива, подводимого для их работы, на всех режимах с помощью специальных клапанов (6 в НД и 84 в АДТ) поддерживается постоянным.
Работа клапана постоянного давления (например, клапана 84 АДТ) основана на изменении величины дросселирования в зависимости от величины давления за клапаном.
Кромка Щ КПД обеспечивает такую степень дросселирования, что в полости б за клапаном поддерживается постоянное давление. Если это давление начинает возрастать, клапан перемещается вниз, степень дросселирования возрастает и давление восстанавливается.
Аналогично действует клапан постоянного давления 6 в НД.
Кроме своего основного назначения, клапан постоянного давления 84 еще блокирует работу дифференциального клапана в процессе запуска. Блокировка заключается в том, что на первом этапе запуска каналы Д и М АДТ разобщены и к дифференциальному клапану не подводится топливо из канала Н1 перед дозирующей иглой. Блокировка необходима для исключения влияния дифференциального клапана АДТ на работу топливного насоса до момента открытия дозирующей иглы.
Полости Д и М сообщаются между собой проточкой Э клапана 84 на втором этапе запуска, когда дозирующая игла уже открыта.
Примечание. Фильтр тонкой очистки 85 АДТ включен последовательно с жиклером Б дифференциального клапана.
При засорении фильтра увеличивается общий перепад давлений в системе фильтр-жиклер Б, что приводит к самопроизвольному увеличению расхода топлива двигателем. Такой же эффект наблюдается и при засорении фильтрующей сетки жиклера Б.
При засорении сетки жиклера А расход топлива самопроизвольно понижается.
В связи с этим для нормальной работы системы топливорегулирования особо важен вопрос чистоты применяемого топлива, что необходимо иметь в виду при эксплуатации двигателя.
Рис.1.