Система управління газотурбінним двигуном з реверсивним пристроєм

Система управління газотурбінним двигуном з реверсивним пристроєм, що містить важіль управління двигуном, сполучений з важелем управління реверсивним пристроєм, які сполучені важільнотросовою проводкою з сектором паливного регулювальника, взаємодіючого із золотниковим агрегатом управління реверсивним пристроєм, важелі і тяги, яка відрізняється тим, що агрегат управління реверсивним пристроєм виконаний у вигляді автономного електрогідравлічного блоку, в корпусі якого розміщені електромагніти управління відсічним клапаном, золотниками управління реверсом, витратою і гідрозамком, золотники електромагнітів управління, відсічний клапан, золотники управління реверсом, витратою і гідрозамком, дроселі збільшення і зменшення витрати, клапан ручного скинення робочої рідини, запобіжний клапан, фільтроелементи і клапан вмикання, причому якір електромагніту управління відсічним клапаном сполу A (54) СИСТЕМА УПРАВЛІННЯ ГАЗОТУРБІННИМ ДВИГУНОМ З РЕВЕРСИВНИМ ПРИСТРОЄМ 39341 наннях, що впливають на точність відпрацьовування агрегатом управління РП двигуна заданих пілотом команд, низька надійність через наявність складного кінематичного ланцюга як в лінії управління, так i в лінії зворотного зв'язку, а також конструктивна складність, значні габариту i відповідно велика вага кінематичної системи проводки. В основу винаходу поставлене завдання поліпшення габаритно-масових характеристик, підвищення надійності і точності системи управління газотурбінним двигуном з реверсивним пристроєм шляхом усунення нестач, перерахованих в аналогах i властиви х також прототипу, i забезпечення електронного управління за електричними сигналами, що надходять із системи управління в агрегат управління реверсивним пристроєм. Для досягнення цього технічного результату в системі управління газотурбінним двигуном з реверсивним пристроєм, що містить важіль управління двигуном, сполучений з важелем управління реверсивним пристроєм, які сполучені важільнотросовою проводкою з сектором паливного регулювальника, взаємодіючого із золотниковим агрегатом управління реверсивним пристроєм, важелі i тяги, згідно з винаходом агрегат управління реверсивним пристроєм виконаний у вигляді автономного електрогідравлічного блоку, в корпус! якого розміщені електромагніти управління відсічним клапаном, золотниками управління реверсом, витратою і гідрозамком, золотники електромагнітів управління, відсічний клапан, золотники управління реверсом, витратою і гідрозамком, дроселі збільшення і зменшення витрати, клапан ручного скинення робочої рідини, запобіжний клапан, фільтроелементи і клапан вмикання, причому якір електромагніту управління відсічним клапаном сполучений через важіль з опірним на сідло підпружиненим клапаном вмикання, порожнина якого через фільтроелемент сполучена з пружинною порожниною відсічного клапана, усередині якого встановлений дросельний пакет, сполучений через розточку клапана ручного скинення з магістраллю нагнітання, а вихідний канал відсічного клапана сполучений з відповідними проточками золотників управління реверсом і гідрозамком, а також через фільтроелемент - з верхніми проточками підпружинених двопояскових золотників електромагнітів управління реверсом, витратою і гідрозамком, середні проточки яких сполучені з керувальними торцевими проточками відповідних підпружинених золотників управління реверсом, витратою і гідрозамком, а нижні проточки - зі зливною магістраллю, з якою також сполучені пружинні порожнини золотників управління, до того ж верхня проточка золотника управління витратою сполучена з нижньою порожниною дроселя збільшення витрати i верхньою порожниною дроселя зменшення витрати, а нижня порожнина цього золотника з нижньою проточкою дроселя зменшення витрати, в лінії нагнітання встановлений клапан ручного скинення робочої рідини, усередині якого встановлений запобіжний термоклапан, сполучений зі зливною магістраллю, з якою також сполучена верхня порожнина дроселя збільшення витрати. Управління автономним блоком здійснюється за електричними командами від електронної системи управління двигуном або від ручки ВУД піло том, а зворотний зв'язок по положенню РП здійснюється за допомогою електричного датчика, встановленого у ньому, електричні сигнали від якого надходять у систему управління. У корпусі агрегату управління РП розміщені: - клапан електромагніту, керуючого відсічним клапаном; - клапан електромагніту, керуючого золотником реверса, проточки якого відповідно сполучені з виконавчим гідродвигуном РП; - клапан електромагніту, керуючого золотником витрати, проточки якого відповідно сполучені з дроселями, керуючими витратою робочої рідини в злив; - клапан електромагніту, керуючого золотником гідрозамка, проточки якого відповідно сполучені з виконавчим пристроєм гідрозамка; - клапан ручного скинення робочої рідини з магістралі високого тиску в злив; - запобіжний термоклапан, встановлений в клапані ручного скинення робочої рідини. Між суттєвими ознаками винаходу і те хнічним результатом, що досягається, існує причиннонаслідковий зв'язок. У системі, що пропонується, агрегат управління РП виконаний у вигляді автономного електрогідравлічного блоку, управління яким здійснюється за електричними командами, що поступають від електронної системи управління двигуном або від ручки ВУД, при цьому зворотний зв'язок по положенню РП здійснюється за допомогою електричного датчика, встановленого в РП. У результаті через відсутність в системі управління тросововажільної передачі, пов'язаної з командним золотником агрегату управління РП, і відсутність у системі зворотного зв'язку РП тяг і важелів, зв'язуючих його із золотником зворотного зв'язку агрегату управління РП, поліпшені габаритно-масові характеристики, підвищена надійність і точність відпрацьовування керуючих команд, що поступають із системи управління РП. Економічна ефективність технічного рішення полягає в тому, що за рахунок усунення вказаних важільно-тросових передач значно знижена вага системи управління РП, а внаслідок, знижена вартість одного льотного часу об'єкту встановлення системи. Технічна сутність винаходу, що пропонується, пояснюється кресленням. на якому показана схема агрегату управління реверсивним пристроєм газотурбінного двигуна (РП з виконавчим гідродвигуном і виконавчим пристроєм гідрозамка не показано). Агрегат управління РП газотурбінного двигуна має корпус, в якому розміщені електромагніт 1 управління відсічним клапаном, електромагніти 2, 3 i 4 управління реверсом, витратою i гідрозамком відповідно, причому якір електромагніту 1 сполучений через важіль 5 з підпружиненим клапаном 6 вмикання. що встановлений на сідлі 7, порожнина якого каналом 8 через фільтроелемент 9 сполучена з порожниною 10 підпружиненого відсічного клапана 11, всередині якого встановлений дросельний пакет 12, сполучений через канал 13, проточку 14 з лінією нагнітання 15, а вихідний канал 16 сполучений з центральною проточкою 17 золотника 18 реверса i верхньою проточкою 19 золот 2 39341 ника 20 управління гідрозамком, одночасно через фільтроелемент 21, канал 16 сполучений з верхніми проточками 22, 23 i 24 золотників клапанів електромагнітів 2, 3 i 4 i з гніздом 25, виконаним для установлення сигналізатора тиску. Клапани електромагнітів 2, 3 i 4 виконані у вигляді підпружинених двопояскових золотників 26, центральні проточки 27 яких верхньою кромкою нижнього пояска відсічені від проточок 28, 29 i 30, які, в свою чергу, відповідно сполучені з керуючими торцевими проточками 31, 32 i 33 i через нижню кромку нижнього пояска золотника каналами 34, 35 i 36 сполучені зі зливною магістраллю 37. Проточки 38 i 39 золотника 18 реверсу сполучені з порожнинами виконавчого гідродвигуна РП, а проточки 40 i 41 сполучені між собою i з центральною проточкою 42 золотника 43 управління витратою, проточка 44 якого сполучена з проточкою 45 дроселя 46 зменшення витрати, а проточка 47 з проточкою 48 i одночасно з проточкою 49 дроселя 50 збільшення витрати. Центральна проточка 51 золотника 20 сполучена з порожниною виконавчого пристрою гідрозамка РП двигуна, а пружинна порожнина 52 i проточка 53 сполучені між собою, з порожнинами 54, 55 i зливною магістраллю, 37. У корпусі агрегату в лінії нагнітання 15 встановлений клапан 56 ручного скинення робочої рідини, виконаний у вигляді підпружиненого конічного клапана, всередині якого встановлений запобіжний термоклапан 57, виконаний у вигляді кулькового клапана. Агрегат управління РП газотурбінного двигуна працює у таких режимах: - "Прямої тяги" при положенні елементів системи відповідному установленню РП, що забезпечує пряму тягу двигуна; - "Зворотної тяги" при положенні елементів системи відповідному установленню РП, що забезпечує зворотну тягу двигуна; - Повернення РП з режиму "Зворотної тяги" у режим "Прямої тяги" двигуна. Управління тягою газотурбінного двигуна здійснюється від електронної системи управління за електричними командами, що поступають в агрегат управління РП у вигляді, наприклад, напруги 27 В або від ручки пілота, що впливає на важелі ВУД і ВУР. Для забезпечення режиму "Зворотної тяги" від електронної системи управління надходить електричний сигнал у вигляді напруги 27 В на електромагніт 1, внаслідок чого якір електромагніту, переміщуючись вниз, впливає на важіль 5, який стискає пружину клапана 6 і відкриває прохід робочої рідини з порожнини 10 відсічного клапана 11 через отвір в сідлі 7 в злив. За рахунок зміни перепаду тиску на дроселі 12 відсічного клапана 11 клапан стискає пружину, переміщується вниз (по схемі) і сполучає лінію нагнітання 15 через проточку 14 i канал, 13 з вихідним каналом 16, з проточкою 17, сполученою через проточку золотника 18 з проточкою 39 i відповідно з однією із порожній виконавчого гідродвигуна РП, умовно названої першою. Друга порожнина гідродвигуна в цей час через проточки 38, 40, 42, 47, 49 i робочу щілину дроселя 50, налагодженого на максимальну витрату, сполучена зі зливною магіст раллю 37, одночасно вихідний канал 16 через фільтроелемент 21 сполучається з проточками 22, 23 i 24, які відсічені верхніми кромками нижніх поясків золотників 26 від проточок 28, 29 i 30, сполучених через нижні кромки нижніх поясків золотників 26 з каналами 34, 35 i 36, що виходять в зливну магістраль 37, внаслідок чого золотники 18, 20 i 43 підтиснені пружинами до своїх торцевих упорів, при цьому сигналізатор тиску, встановлений в гнізді 25, сигналізує про наявність високого тиску в агрегаті управління РП i готовності його до виконання подальших команд. Далі із системи управління надходить електричний сигнал на електромагніт 4, якір якого, переміщуючись вниз, стискає пружину i переміщує золотник 26 вниз, сполучаючи проточку 24 з проточкою 30 i відсікаючи проточку 30 від зливної магістралі 37, при цьому робоча рідина під тиском з лінії нагнітання 15 подається в проточку 33, впливаючи на торець золотника 20, який переміщується угору, ви тісняючи робочу рідину через пружинну порожнину 52 в злив, i, стискаючи пружину, встановлюється на верхній упор, сполучаючи при цьому проточку 19 через центральну проточку золотника 20 з проточкою 51 i порожниною виконавчого пристрою гідрозамка РП, який при цьому знімається зі стопора. Далі із системи управління надходить електричний сигнал на електромагніт 2, при цьому якір електромагніту, переміщуючись вниз, стискає пружину i переміщує золотник 26 вниз, сполучаючи проточку 22 з проточкою 28 i відсікая проточку 28 від зливної магістралі 37, при цьому робоча рідина під тиском з лінії нагнітання 15 подається в проточку 31, впливаючи на торець золотника 18, який переміщується вниз, витісняючи робочу рідину через пружинну порожнину 54 в злив, i, стискаючи пружину, встановлюється на нижній упор, сполучаючи при цьому проточку 17 з проточкою 38, при цьому робоча рідина під високим тиском із проточки 38 надходить у другу порожнину виконавчого гідродвигуна РП, а його перша порожнина при цьому через проточки 39, 41, 42, 47, 49, через робочу щілину дроселя 50. налагодженого на максимальну витрату, сполучається із зливною магістраллю 37. Виконавчий гідродвигун при цьому переміщує РП з максимальною швидкістю, здійснюючи режим "Зворотної тяги". При підході РП до упора спрацьовує кінцевий перемикач, при цьому із системи управління надходить електричний сигнал на електромагніт 3 управління витратою, якір якого, переміщуючись вниз, стискає пружину i переміщує золотник 26 вниз, сполучаючи проточку 23 з проточкою 29, при цьому робоча рідина під тиском із лінії нагнітання 15 подається в проточку 32, впливаючи на торець золотника 43, переміщує його вниз, витісняючи робочу рідину через пружинну порожнину 55 в злив, після чого він, стискаючи пружину, встановлюється на нижній упор, при цьому проточка 42 сполучається з проточками 44, 45 i через робочу щілину дроселя 46, налагодженого на зменшену витрату, через проточки 48, 49 i робочу щілину дроселя 50 - зі зливною магістраллю 37, проточка 47 при цьому відключається від проточки 42. Завдяки опору, що виник на робочій щілині дроселя 46, швидкість переміщення РП зменшується, i до упора він підходить м'я ка без удару. Пі 3 39341 сля установлення на упор РП забезпечує режим "Зворотної тяги". Повернення РП з режиму "Зворотної тяги" в режим "Прямої тяги" здійснюється аналогічно в зворотній послідовності. Спочатку знімається електричний сигнал з електромагніту 3, при цьому золотник 43 під впливом пружини переміщується на верхній упор, відключає дросель 46, підключає дросель 50 збільшення витрати, потім знімається електричний сигнал з електромагніту 2, керувальна торцева проточка 31 при цьому сполучається через нижню, що відкрилася, кромку нижнього пояска золотника 26 зі зливною магістраллю 37, під впливом пружини золотник 18 переміщується на верхній упор, міняючи при цьому комутацію каналів виконавчого гідродвигуна РП для здійснення повернення РП з режиму "Зворотної тяги" в режим "Прямої тяги" двигуна. Реверсивний пристрій при цьому з максимальною швидкістю рухається до упора установлювання на режим "Прямої тяги", а при підході до нього спрацьовує кінцевий перемикач, при цьому на електромагніт 3 надходить електричний сигнал, внаслідок чого підключається дросель 46 зменшення витрати, i швидкість переміщування РП зменшується. При поставленні РП на упор спрацьовує кінцевий перемикач, який знімає електричний сигнал з електромагнітів 3 i 4, при цьому РП стопориться гідрозамком і забезпечує режим "Прямої тяги "двигуна. Далі знімається електричний сигнал з електромагніту 1. під впливом зусилля пружини клапан 6 закриває отвір в сідлі 7, внаслідок чого тиск в "порожнині 10 відсічного клапана 11 зростає, і під впливом зусилля пружини i тиску в порожнині 10 відсічний клапан 11 перекриває вихідний канал 16, сполучений через золотник 18 з виконавчим гідродвигуном РП, при цьому канал 13 i лінія нагнітання 15, що сполучені із замкненою гідросистемою об'єкта, знаходяться під високим тиском. Для запобігання агрегату управління РП і гідросистеми об'єкта від руйнування при температурному розширенні робочої рідини усередині клапана 56 ручного скинення робочої рідини встановлений запобіжний термоклапан 57, що сполучає лінію нагнітання 15 зі зливною магістраллю 37 при перевищенні тиску в лінії нагнітання 15 понад встановлену величину. Використання агрегату управління РП в системі управління газотурбінним двигуном може бути показано на прикладі структурної електросхеми управління РП двигуна АИ-22. [1]. Агрегат управління РП, зазначений на схемі як агрегат управління реверсом АУР-22, має чотири електромагніти, підключених до блоку комутації, який на схемі займає центральне місце i до якого підключені також кінцеві перемикачі на важелях В УД i ВУР, сигналізатори положення замків і рухомого корпусу РП, сигналізатор i датчик тиску, електронна система управління ЕСУ-22 та інші елементи. Напрями подачі керуючих сигналів показані стрілками. Винахід, що пропонується, є новим, має винахідницький рівень, оскільки запропоноване рішення, що направлене на досягнення поставленого завдання, не виходить з рівня техніки. Винахід промислово застосовний, оскільки він призначений для використання в промисловості, в цей час на агрегат управління РП АУР-22 випущена робоча конструкторська документація, виготовлені дослідні зразки, які проходять конструкторські випробування. Агрегат управління РП газотурбінного двигуна АУР-22 розроблений на основі технічного завдання, виданого Запорізьким машинобудівним КБ "Прогрес", і призначений для управління реверсивним пристроєм двигуна АИ-22, що встановлюється на літаках ТУ-324, ТУ-324А. Використані джерела. Структурна електросхема управління реверсивним пристроєм двигуна АИ-22. 4 39341 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5