Тема 15 Занятие 3 (Вопросы по Военке и материал по планеру и КД)

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Факультет военного обучения

Экз.№ УТВЕРЖДАЮ:

Начальник кафедры №2

Полковник В, Фролов
« » 2000г.

МАТЕРИАЛЫ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ Курс Д-21 «Авиационные двигатели»

по теме №15

«Системы топливопитания и автоматического управления подачей

топлива в двигатели»

Занятие 3 для студентов 4 курсов, факультетов №1, 2, «Стрела», «Ухтомское»

Учебное время 2 часа

Составил: п/п-к Пономарёв Э.Б. Редактировал: пол-к Фролов В.А.

Тираж 5 экз.

Рассмотрено на заседании кафедры

Протокол № от 2000г.

Москва 2000г.

ТЕМА № 15.

СИСТЕМЫ ТОПЛИВОПИТАНИЯ И

АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ

ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ.

Занятие № 3.

Система топливопитания основной камеры сгорания

двигателя РД-33-2С.

Время - 2 часа.

Цель занятия; Изучить общую характеристику топливной системы, назначение, устройство и работу системы топливопитания основной камеры сгорания.

Вопросы занятия:

1. Общая характеристика топливной системы.

2. ТС низкого давления.

3. ТС основного контура.

1. Общая характеристика топливной системы.

Топливная система двигателя обеспечивает подвод топлива в основную и ' форсажную камеры сгорания, а также использование его для охлаждения масла в масляной системе двигателя и как рабочей жидкости в гидроприводах управляющих органов двигателя. Управление расходом топлива в камерах сгорания и гидроприводах осуществляет система управления двигателем, работающая совместно с топливной системой.

В качестве топлива для двигателя применяют авиационные керосины РТ (основное), ТС-1 (резервное) и Т-1 (ситуационное).

В состав топливной системы входят: ( Рис 15.1 )

• подкачивающий центробежный насос ДНЦ-78;

• плунжерный насос-регулятор НР-59А основного контура;

• центробежный насос ФН-59А форсажного контура;

• фильтр низкого давления;

• клапан сброса и останова КСО-59;

• распределитель топлива (основного) РТ-59И;

• распределитель топлива (форсажного) РТФ-59Б;

• топливомасляные радиаторы (в основном и форсажном контурах)
  4700Т;

• топливные коллекторы и форсунки основной и форсажной камер
  сгорания;

- агрегаты системы управления двигателем и системы контроля.
В состав топливной системы входит также дренажная система.

Из топливных баков самолёта топливо поступает через входную проставку (см. Рис 15.1) на вход в подкачивающий насос (ДЦН-78), который подаёт его к фильтру тонкой очистки. Отфильтрованное топливо поступает одновременно к насосу-регулятору (НР-59А), форсажному насосу (ФН-59А) и к насосу высокого давления (НП-96М) системы управления реактивным соплом.

Из НР-59А дозированное топливо поступает через КСО-59, топливно-масляный радиатор (ТМР) и РТ-59И в коллекторы основной камеры сгорания.

Из ФН-59 топливо подаётся в регулятор сопла и форсажа (РСФ-59А), а затем через ТМР и РТФ-59Б в коллекторы форсажной камеры.

Сливные полости агрегатов основного и форсажного контуров сообщаются со входом в подкачивающий насос.

Дренажные полости агрегатов и топливные коллекторы сообщаются с дренажным бачком, (см. Рис. 15.11)

Топливную систему двигателя можно условно разделить на отдельные подсистемы: систему низкого давления; систему основного контура; систему форсажного контура; системы управления агрегатами и реактивным соплом, в которых топливо используется как рабочее тело.

2. ТС низкого давления.

Система низкого давления предназначена для повышения давления топлива, поступающего из топливных баков самолёта, фильтрации его и подачи на вход в агрегаты топливной системы двигателя.

Система низкого давления включает в себя (Рис 15.1): входную топливную проставку, подкачивающий насос (ДЦН), фильтр, кран слива топлива, трубопроводы.

Входная топливная проставка. Проставка 1 (Рис. 15.2) предназначена для перемешивания топлива из сливных полостей агрегатов с топливом, поступающим из баков. Проставка изготовлена из титанового сплава и представляет из себя конической формы трубу с прикреплёнными фланцами и кожухом 2. К кожуху приварены штуцера, соединяющиеся со сливными магистралями из агрегатов топливной системы. Отверстия Б служат для равномерного смешения потоков топлива.

Подкачивающий насос ДЦН-78 (Рис. 15.2) предназначен для создания необходимого давления на входе в основной и форсажный насосы высокого давления, с целью обеспечения необходимого их кавитационного запаса при заданных расходах топлива.

Насос состоит из корпуса 6 и ротора. Корпус 6 насоса задним фланцем крепится к коробке двигательных агрегатов (КДА). К переднему фланцу корпуса присоединена входная проставка. В корпусе выполнен спиральный диффузор - улитка 10 и прямолинейный конический диффузор - патрубок 11 отвода топлива от насоса.

Ротор насоса состоит из рабочего колеса (крыльчатки) 7 закрытого типа и подпорного шнека 4. Крыльчатка и шнек установлены на выходном валу КДА. Крутящий момент с вала на крыльчатку и шнек передаётся с помощью шпонок 8 и 5. Применяемый здесь осевой шнековый преднасос 4 повышает кавитационный запас центробежного насоса.

Для разгрузки ротора насоса от осевых сил осуществляется перезапуск топлива из камеры А за крыльчаткой через отверстие 9 в диске колеса.

Давление топлива на входе в насос 0,05...0,33 МПа. На выходе из насоса давление топлива 0,27...1,38 МПа. Производительность насоса 3500...50000 л/ч.

Топливный фильтр низкого давления предназначен для очистки топлива от механических примесей размером 16...25 мкм.

Фильтр состоит (Рис. 15.3) из корпуса 2 со штоком 14, фильтрующего пакета 1, перепускного клапана 10 и клапана стравливания воздуха 4.

Шток 14 закреплён в корпусе с помощью вкладыша 15 и разрезного кольца

16. В верхней части в
корпус установлена

втулка 8,

предохраняющая корпус
от повреждений при
монтаже и демонтаже
фильтрующего пакета.
На корпусе расположены
фланцы подвода и отвода
топлива, замеров

параметров. В корпусе установлен приёмник замера температуры 9 топлива на выходе из фильтра.

Фильтрующий пакет
состоит из сетчатого
гофрированного
цилиндра, помещённого
в стальной

перфорированный кожух
1 и закреплённого в
каркасе 5 с помощью
гильзы 1 1,

установленной на штоке

14, пружины 12 и нижней крышки 13. Каркас выполнен заодно с верхней крышкой, в которой гайкой крепится втулка 6 с воротком 7 для монтажа и демонтажа фильтрующего пакета. На каркасе расположен проволочный щелевой фильтр 3 грубой очистки.

Герметизация всех наружных и внутренних соединений осуществляется резиновыми уплотнительными кольцами.

Топливо поступает в полость А корпуса и внутреннюю полость Б каркаса, проходит через фильтрующий пакет и поступает в полость В корпуса, откуда через выходные фланцы поступает к потребителям.

В случае засорения фильтрующего элемента и достижения перепада давления на перепускном клапане 0,2+0,03 МПа, клапан открывается и в

систему поступает топливо, отфильтрованное только проволочным щелевым фильтром 3.

Клапан стравливания воздуха 4 используется только при заправке системы топливом. При этом вместо заглушки на клапан устанавливается специальное приспособление, которым отжимается шарик от седла и открывается вход для воздуха из полости фильтра. Для слива топлива из фильтра и трубопроводов используется сливной кран 17.

3. ТС основного контура.

Система основного контура предназначена для подачи топлива в основную КС, управления механизацией компрессора и других агрегатов и включает в себя:

• агрегат НР-59А;

• клапан сброса и останова КСО-59;

• топливомасляный радиатор (ТМР);

• распределитель топлива РТ-59И;

• топливные коллекторы с форсунками;

• агрегаты системы автоматического управления.
  Конструкция ТМР была описана в разделе 2 «Масляная система».
  КСО-59 и агрегаты системы управления будут рассмотрены в разделе 5

«Система управления двигателем».

Агрегат НР-59А обеспечивает подачу и дозирование топлива в основном контуре, и питание топливом автоматики форсажного контура на бесфорсажных режимах.

Здесь будет рассмотрен качающий узел агрегата НР-59А.

Качающий узел агрегата НР-59А представляет собой плунжерный насос переменной производительности и состоит из ротора 3 (Рис. 15.4), наклонной шайбы 9 и сервопоршня 17. Все элементы насоса собраны в едином корпусе НР-59А.

Ротор насоса состоит из конусообразного барабана 8 с хвостовиком и установлен на двух подшипниках скольжения 7 и 13. Ротор прижимается к золотниковой шайбе 15 пружиной 5, а при работе двигателя - и давлением топлива. В барабане равномерно по окружности выполнено семь наклонных цилиндрических камер. Со стороны хвостовика в пазы запрессованы бронзовые втулки, в которых располагаются плунжеры 2. Привод ротора осуществляется с помощью рессоры 6.

Плунжеры 2 - стальные. На их головках установлены и завальцованы стальные подпятники 10 с бронзовой подкладкой, опирающейся на сферическую поверхность наклонной шайбы. Подпятники зафиксированы в сепараторе 4, который обеспечивает их прилегание к наклонной шайбе. Величина хода плунжеров зависит от угла установки наклонной шайбы. Для

изменения производительности насоса шайбу крепят в корпусе так, что её можно поворачивать относительно оси, перпендикулярной оси ротора. Перестановочное усилие создаётся с помощью сервопоршня 17, связанного с шайбой штоком и серьгой.

Золотниковая шайба 15 выполнена с двумя дугообразными окнами, через

которые подводится к
плунжерам и отводится от
них топливо. Поверхность
контакта шайбы с ротором
притирается для

обеспечения

герметичности каналов входа и выхода топлива.

Принцип действия

насоса заключается в том,
что при вращении ротора
благодаря наклонному
положению шайбы 9
плунжеры 2 совершают
относительно ротора

возвратно-поступательное движение. При переме­щении плунжеров в течение первого полуобо­рота ротора топливо поступает в их внутренние полости через всасывающее окно 1 золотниковой шайбы 15, а в течение второго полуоборота выталкивается через нагнетающее окно 14 в магистраль высокого давления.

При постоянной частоте вращения ротора n_р производительность насоса Q_H, определяется углом установки шайбы φ_Ш (Рис. 15.5), имеющей регулируемый упор максимальной производительности 11. Упор минимальной производительности 18 ограничивает перемещение сервопоршня 17 вправо (по рисунку).

Наклонные сверления 3 в роторе выполняют при его вращении роль центробежного насоса, повышающего давление в полости корпуса, что увеличивает силу прижатия ротора к золотниковой шайбе 15. Это способствует уменьшению перетекания топлива через зазор между ротором и шайбой.

Эксплуатационные параметры насоса:

- максимальная производительность Q_{H макс} - не менее 7000 кг/ч;

- давление топлива на выходе из насоса при n_р=4500 об/мин - не более 9,5 МПа.

Топливный коллектор с форсунками предназначен для подвода топлива в основную камеру сгорания и представляет собой кольцевой узел, состоящий из 24 корпусов форсунок, соединённых между собой двумя рядами трубок, закрытыми теплозащитными кожухами для уменьшения нагрева топлива в коллекторе.

Топливный коллектор крепиться на корпусе камеры сгорания с помощью пяти подвесок 20 ( см. разрез двигателя). Такое крепление обеспечивает свободу температурных перемещений коллектора при работе двигателя. Подвод топлива к коллекторам осуществляется по трубопроводам 76, проходящим в наружном контуре двигателя.

Форсунки. Расход топлива через топливные форсунки определяется зависимостью