Система вприскування палива у турбомашинах

1. Система вприскування палива в турбомашині, що містить насос високого тиску (10) для нагнітання під високим тиском Р1 палива з паливного бака (12), паливні форсунки (16), розташовані в камері (18) згоряння турбомашини, та дозуючий пристрій (14), який розташований між насосом високого тиску і паливними форсунками та служить для регулювання витрати палива, яке надходить в паливні форсунки від насоса високого тиску, яка відрізняється тим, що дозуючий пристрій містить нагнітальний клапан (28), що керується відповідно до двох рівнів нагнітання за допомогою дозуючого клапана (22), в який подається паливо від насоса високого тиску, нагнітальний клапан містить перший торцевий вхід (280), зв’язаний з першим робочим виходом (222) дозуючого клапана, та другий торцевий вхід (282), розташований протилежно першому торцевому входу та C2 2 (11) 1 3 75576 4 раметрів турбомашини, які поступають від обчисгого входу подачі палива із вказаним другим роболювального пристрою. Така відома система опичим виходом у другому положенні золотника. сана в патентній заявці Франції №2718190 на ім'я В оптимальному прикладі виконання дозуючий заявника даного винаходу. На етапі запуску турпристрій додатково містить електроуправляючий бомашини паливо переливається насосом із баку запірний клапан, який виконаний з можливістю та напрямляється до дозуючого пристрою. Як тільвпливу на вказаний нагнітаючий клапан для відсіки буде досягнуто мінімального тиску, в дію встучення подачі палива до вказаних паливних форсупає засіб регулювання, та запобіжний клапан відкнок. Цей електроуправляючий запірний клапан ривається для подачі палива до форсунок. Після містить перший вхід, що пов'язаний із вказаним цього можуть здійснюватись безперервне регулюнасосом високого тиску, другий вхід, до якого чевання розходу у функції параметрів двигуна за рез другу мембрану подається низький тиск Р2, та допомогою впливу на цей засіб регулювання. вихід, що пов'язаний із вказаним другим торцевим При задовільній роботі в цілому, уся система входом нагнітаючого клапану. уприскування все ж має деякі недоліки. Так, в ній Властивості та переваги даного винаходу буне зараховуються різні режими функціонування дуть детальніше виявлені в нижчевикладеному турбомашини, що веде до підвищених розмірів описі, який ілюструє винахід, із посиланнями на певних компонентів системи та до небажаного креслення, що додаються, не обмежуючи його. підвищення температури палива. Фіг.1 схематично відображає систему уприскуЗадача, на рішення якої напрямлений даний вання палива у відповідності з винаходом, в первинахід, заключається в видаленні цих недоліків шому положенні; та у створенні системи уприскування, яка обмежує Фіг.2 схематично відображає систему уприскупідігрів палива та дозволяє задавати оптимальні вання палива у другому положенні. розміри компонентів системи. Система уприскування палива в турбомашині У відповідності з винаходом рішення поставсхематично представлена на Фіг.1 та 2. Система леної задачі досягається за рахунок створення містить паливний насос 10 високого тиску, який такої системи уприскування палива турбомашині, забирає паливо з паливного баку 12 для його пояка містить насос високого тиску для нагнітання дачі через дозуючий паливний пристрій 14 до фопід високим тиском Р1 палива, яке поступає з парсунок 16 камери 18 згоряння турбомашини. Клаливного баку, паливні форсунки, що розташовані в пан типу перепускного клапану 20 приєднаний камері згоряння турбомашини, та дозуючий припаралельно насосу 10 для перепуску або рециркустрій, який розташований між вказаним насосом ляції палива при надлишковій подачі. Високий тиск високого тиску та вказаними паливними форсунна напірній стороні насосу 10 зазначено , як Р1. ками та служать для регулювання розходу палива, Дозуючий пристрій утворений трьома елеменяке поступає в паливні форсунки від насосу висотами, які пов'язані між собою за схемою трикутникого тиску. Система за винаходом характеризуєтька. Першим з них є власне дозуючий клапан 22, ся тим, що дозуючий пристрій містить нагнітаючий перший вхід 220 якого призначений для подачі клапан, що управляється відповідно двом рівням палива та пов'язаний з виходом насосу 10 високонагнітання завдяки дозуючого клапану, в який пого тиску. Дозуючий клапан 22 забезпечує регулюдається паливо від вказаного насосу високого тисвання розходу палива в залежності від обчислюку. вального пристрою 24, з яким він пов'язаний. Завдяки цим двом рівням нагнітання, що задаІншим елементом є запірнийклапан 26, що управється дозуючим клапаном, тиск в системі подачі ляється електрично. Його перший вхід 260 також палива обмежується до низьких розходів, а макпов'язаний з виходом насосу 10 високого тиску, а симальний тиск використовується тільки для велидругий вхід 262 приєднаний до гідравлічної лінії ких розходів палива, яке використовується турбонизького тиску, що зазначена як Р2. Запірний кламашиною. пан 26 призначений для відсікання подачі палива Нагнітаючий клапан переважно містить пердо форсунок по командам обчислювального приший торцевий вхід, що пов'язаний з першим робострою 24, з яким він також пов'язаний. Третім елечим виходом вказаного дозуючого клапану, та друментом є пригнічуючий клапан 28, перший торцегий торцевий вхід, що розташований протилежно вий вхід 280 якого пов'язаний з першим робочим першому торцевому входу та пов'язаний із вказавиходом 222 дозуючого клапану 22, а другий торним насосом високого тиску через першу мембрацевий вхід 282, що розташований протилежно ну та з другим робочим виходом вказаного дозуюпершому торцевому входу 280, пов'язаний з вихочого клапану через третю мембрану. При цьому дом 264 запірного клапану 26, що електрично подача палива до вказаних паливних форсунок управляється. через регульований вихід цього клапану визначаДозуючий клапан 22 містить гідравлічний зоється дисбалансом тисків, які подаються на ці два лотник 224, який може лінійно пересуватись за торцевих входи під контролем обчислювального командою обчислювального пристрою 24. Цей пристрою. золотнику містить дві кільцеві проточки 226, 228. Переважно дозуючий клапан містить гідравліПерша проточка призначена для дозування паличний золотник, що виконаний з можливістю лінійва, яке поступає через перший вхід 220 подачі ного пересування під управлінням вказаного обчипалива та нагнітається через перший робочий вислювального пристрою для забезпечення, завдяки хід 222. Друга проточка 228 забезпечує сполучендвох кільцевих проточок, сполучення першого ня між другим входом 230 подачі палива, що зв'явходу подачі палива із вказаним першим робочим заний з виходом насосу 10 високого тиску, та виходом в першому положенні золотника або друдругим виходом 232, що пов'язаний з другим тор 5 75576 6 цевим входом 282 нагнітаючого клапану 28. палива золотник 224 дозуючого клапану знахоРізниця тисків на двох торцевих входах 280, диться в позиції за Фіг.1, закриваючи перший вхід 282, управляючи зміщенням гідравлічного поршня 230 подачі палива. Таким чином, третя мембрана 284 нагнітаючого клапану, сприяє впливу на пода34 відсічена від тиску Р1, та тиск на другому торчу палива через регульований вихід 286 цього цевому вході 282 нагнітаючого клапану визначаклапану, який безпосередньо пов'язаний з форсується першою мембраною 30, до якої подається нками 16 камери 18 згоряння. тиск Р1, та другою мембраною 32, до якої подаВідповідно винаходу нагнітаючий клапан 28 ється низький тиск Р2. В результаті нижній рівень функціонує на двох рівнях нагнітання в залежності тиску на виході клапану 28 визначається рівнянвід режиму двигуна турбомашини - верхньому та ням: нижньому. Наприклад, верхній рівень може відпоРвих-Р2=(Р1-Р2)/[1+(К2/К1)2], відати підвищеному рівню нагнітання, який необде К1 та К2 - це відповідно коефіцієнти перехідний для забезпечення функціонування у фазах дачі першої і другої мембран. роботи турбомашини при крейсерському русі відДля роботи з великими розходами золотник повідного літаючого апарату (функціонування з 224 дозуючого клапану 22 переводиться в позицію великим розходом), а нижній рівень відповідає за Фіг.2, відкриваючи перший вхід 230 подачі парівню нагнітання, що достатній тільки для забезлива під високим тиском Р1. При цьому до третьої печення функціонування в фазах роботи турбомембрани 34 подається високий тиск Р1, та тиск машини при злітанні або русі по землі (функціонуна другому торцевому вході 282 нагнітаючого клавання з низьким розходом). пану 28 визначається першою та третьою мемДійсно, підвищений рівень нагнітання, що влабранами 30, 34, які підпитуються тиском Р1, та стивий важким режимам, надто інтенсивний та, як другою мембраною 32, яка залишається під низьправило, не годиться для фаз з низьким розходом; ким тиском Р2. Результатом є високий рівень тиску як наслідок, він викликає великий розхід рециркуна виході клапану 28, що визначається рівнянням: ляції палива. За рахунок зниження рівню нагнітанРвих-Р2=(P1-Р2)/[1+(К2)2(К1+К3)2], ня на режимах з низькою потребою досягається де К1, К2 і К3 - це відповідно коефіцієнти пеобмеження перепуску та зниження нагрівання від редачі першої, другої та третьої мембран. рециркуляції через перепускний клапан. Такий приклад виконання винаходу представЦей подвійний рівень нагнітання клапану 28 ляє особливий інтерес, оскільки він припускає: досягається за рахунок дії трьох мембран (мем- повторне запалювання в польоті при устанобранних клапанів) 30, 32, 34. Перша мембрана 30 вленні насосу високого тиску на повний газ, розташована на трубопроводі, який під'єднаний - зниження нагрівання рециркуляції в критичній паралельно запірному клапану 26, який електричзоні зниження швидкості (за рахунок зниження но управляється, між виходом насосу 10 високого величин розходу та стику рециркуляції), тиску та другим торцевим входом 282 нагнітаючо- оптимальний підбір розмірів різних циліндрів, го клапану 28. які потребують підвищений тиск в тому режимі, В нормальних умовах система вприскування коли він необхідний (тобто, зниження маси циліндпалива працює наступним чином. Слід відмітити, рів). що при зупинці (цей режим не зображений) запірОкрім того, завдяки винаходу знижується ний клапан 26, який електрично управляється, об'ємна подача насосу високого тиску, яка потрепропускає високий тиск Р1, подаючи його прямо на бується, та досягається кращий ккд цього насосу, другий торцевий вхід 282 нагнітаючого клапану 28, що дозволяє використовувати насос меншого тищо викликає закриття цього клапану (перехід в порозміру зі зниженням надлишків розходу у фазапірну позицію). зах зниження швидкості. При роботі з низькими значеннями розходу 7 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 75576 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601