Что такое суфлирование масляной системы

Система суфлирования двигателя предназначена для сообщения масляных полостей двигателя с атмосферой, обеспечения работы масляных уплотнений и воздушно-масляных лабиринтов и для устранения возможности перетекания масла через уплотнения в проточную часть двигателя при повышении давления в масляных полостях опор роторов двигателя. Система суфлирования (рис. 6.7) состоит из системы суфлирующих каналов, трубопроводов и центробежного суфлера.

Рис. 6.7. Схема системы суфлирования полостей опор роторов двигателя:

I — V — опоры двигателя; 1 — центробежный суфлер; 2 — трубка суфлирования масляной полости II опоры; 3 — трубка суфлирования масляной полости III опоры;

4 — трубка суфлирования полости V опоры; 5— трубка суфлирования предмасляной полости III опоры; 6—трубка суфлирования предмасляной полости II опоры

Суфлирование полостей опор роторов двигателя осуществляется двумя способами: суфлированием предмасляных полостей непосредственно в атмосферу и суфлированием масляных полостей через центробежный суфлер коробки приводов.

Предмасляные полости задней опоры ротора компрессора (полость Б) и задней опоры ротора

турбины компрессора (полость Г), в которые может прорываться воздух под повышенным давлением из проточной части двигателя, суфлируются непосредственно в атмосферу через каналы в корпусах и наружные трубки 6 и 5. Концы трубок выведены к срезу выхлопного сопла.

Масляные полости задней опоры ротора компрессора (полость В), задней опоры ротора турбины компрессора (полость Д) и опоры ротора свободной турбины (полости Е и Ж) через каналы в корпусах и наружные трубки 2, 3 и 4 суфлируются через приводной центробежный суфлер 1, расположенный в коробке приводов.

Воздух, отделенный в суфлере от масла, выводится за борт вертолета. Суфлирование коробки приводов также осуществляется через центробежный суфлер. Конструкция и работа суфлера изложены в пособии «Передачи и приводы двигателя ТВ2-117».

Полость передней опоры ротора компрессора (полость А) не суфлируется.

Суфлирование масляного бака осуществлено независимо от системы суфлирования двигателя.

Масляный бак суфлируется через расширительный бачок 17 (см. рис. 6.1), в котором масло отделяется от воздуха, путем конденсации. Масляный конденсат собирается в нижней части расширительного бачка, сообщающегося с маслобаком.

Схема объединенных масляной и суфлирующей систем двигателя приведена на рис. 6.8.

Рис. 6.8. Объединенная схема масляной и суфлирующей систем двигателя

ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЕ ДВИГАТЕЛЯ ТВ2-117

Топливная система предназначена для питания двигателя топливом, регулирования режимов работы двигателя (путем изменения подачи топлива в камеру сгорания), а также обеспечения работы отдельных агрегатов управления двигателем.

Условно топливную систему двигателя по назначению и величине давления можно разделить на четыре системы:

— систему низкого давления;

— систему высокого давления;

— пусковую топливную систему;

— систему дренажа.

СИСТЕМА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Система низкого давления состоит из расходного бака левого и правого подвесных баков,

подкачивающих и перекачивающих топливных насосов, пожарных кранов блоков фильтров, системы трубопроводов, обратных клапанов, сигнализаторов давления, перекрывных кранов.

Для увеличения продолжительности и дальности полета в фюзеляже вертолета может быть

установлен дополнительный топливный бак.

Система низкого давления предназначена для размещения необходимого запаса топлива на борту вертолета, очистки и подачи его под давлением к насосам-регуляторам НР-40ВР. Все агрегаты этой системы входят в состав топливной системы вертолета и были рассмотрены в пособии «Силовая установка вертолета Ми-8».

СИСТЕМА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Система высокого давления осуществляет регулирование режимов работы двигателя путем

изменения подачи топлива в камеру сгорания.

Система высокого давления (рис. 7.1) включает в себя: насос-регулятор НР-40ВА (НР-40ВГ),

регулятор числа оборотов РО-40ВА (РО-ВР) частоты вращения ротора свободной турбины,

синхронизатор мощности двигателей СО-40, исполнительный механизм ИМ-40 ограничителя

температуры газа перед турбиной компрессора, клапан постоянного давления топлива, рабочие топливные форсунки.

ПУСКОВАЯ ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА

Пусковая топливная система обеспечивает подачу в двигатель пускового топлива. Она состоит из блока электромагнитных клапанов 5 с клапаном постоянного давления 6 и двух пусковых форсунок, установленных на воспламенителях 7.

СИСТЕМА ДРЕНАЖА

Система дренажа обеспечивает слив топлива и масла: из уплотнений агрегатов топливной и

гидравлической систем; из полости камеры сгорания и корпуса опор свободной турбины двигателя; из коллекторов рабочих форсунок при выключении двигателя.

Основными агрегатами этой системы являются блок дренажных клапанов19 и дренажный бачок.

В данном пособии будет рассмотрена работа топливных систем высокого давления, пусковой системы и системы дренажа.

Применяемые на вертолетах Ми-8 двигатели могут иметь различные модификации агрегатов. На большинстве двигателей ТВ2-117 установлен агрегат РО-40ВА, являющийся основным агрегатом системы защиты турбины винта от раскрутки (сокращенно СЗТВ). Подробно работа системы защиты винта от раскрутки будет рассмотрена в п.7.4 настоящего пособия.

Схема топливных коммуникаций этих систем для двигателя, не оборудованного СЗТВ, приведена на рис.7.2.

Рис. 7.1. Схема топливной системы двигателя не оборудованного СЗТВ:

1 — подвод топлива (рком) из КА-40; 2 — слив в магистраль гидросистемы; 3 — подвод давления от агрегата КА-40; 4 — слив из гидросистемы; 5 — блок электромагнитных клапанов; 6—клапан постоянного давления (КПД); 7 — пусковой воспламенитель со свечой и пусковой форсункой; 8 — отвод воздуха (р2) к спаренному двигателю; 9 — подвод воздуха (р2) от спаренного двигателя; 10 — топливный коллектор (второй контур); 11 — топливный коллектор (первый контур); 12 — рабочая форсунка; 13 — слив топлива в магистраль гидросистемы; 14 — камера сгорания; 15 — корпус турбины; 16 — дренаж; 17 — дренаж из четвертой опоры роторов двигателя и выхлопного патрубка; 18 — фильтр дренажный; 19 — блок дренажных клапанов; 20 — дренаж из агрегатов КА-40 и ПН-40; 21 — дренаж; 22 — подвод топлива к агрегату НР-40ВГ; 23 — подвод рслива из КА-40

Рис. 7.2. Схема топливных коммуникаций двигателя, не оборудованного СЗТВ:

1 — насос-регулятор НР-40ВГ;

2 — диффузор камеры сгорания;

3 — синхронизатор мощности СО-40;

4 — датчик ИД-100 манометра топлива;

5 — исполнительный механизм ИМ-40;

6 — пусковые воспламенители;

7 — рабочие топливные форсунки;

8 — топливный коллектор рабочих форсунок (первый контур);

9 — топливный коллектор рабочих форсунок (второй контур);

10 — топливный коллектор пусковых воспламенителей;

11 — клапан постоянного давления (КПД);

12 — блок электромагнитных клапанов;            

13 — регулятор частоты вращения РО-40ВР ротора свободной турбины;

14 — сопловой аппарат II ступени турбины компрессора;

15 — фильтр дренажный;

16 — камера сгорания;

17 — блок дренажных клапанов

НАСОС-РЕГУЛЯТОР НР-40ВА (НР-40ВГ)

Насос-регулятор НР-40ВР (НР-40ВГ) (рис. 7.3, 7.4, 7.5) установлен на коробке приводов, привод имеет вращение от ротора компрессора и обеспечивает: подачу топлива к форсункам двигателя, поддержание заданной частоты вращения ротора компрессора, подачу топлива в зависимости от заданного режима работы (при запуске и разгоне двигателя от режима минимальных чисел оборотов до максимального режима), ограничение приведенных чисел оборотов ротора компрессора, ограничение максимального расхода топлива, ограничение максимальной температуры газа, распределение топлива по двум контурам рабочих форсунок, остановку двигателя стоп-краном.

Рис. 7.3. Насос-регулятор НР-40ВА (вид слева):

1 — корпус дроссельного пакета; 2 — штуцер (с фильтром) подвода топлива; 3 — жиклер

регулировки открытия запорного клапана по числам оборотов; 4 — рычаг стоп-крана; 5 — штуцер (обозначен № 22) замера давления в коллекторе второго контура топливных форсунок; 6 — упор максимальных чисел оборотов; 7 — упор минимальных чисел оборотов; 8 — рычаг управления; 9 — штуцер (обозначен № 211) замера давления в коллекторе первого контура топливных форсунок; 10 — выходной жиклер АЗ для стравливания воздуха; 11 — штуцер подвода топлива (рслива) от КА-40 к ограничителю приведенных чисел оборотов nт.к; 12 — входной жиклер АЗ; 13 — штуцер подвода воздуха к воздушному фильтру; 14 — штуцер отвода топлива из пружинной полости КПП к РО-40ВА

Рис. 7.4. Насос-регулятор НР-40ВГ (внешний вид):

1 — корпус дроссельного пакета; 2 — штуцер (с фильтром) подвода топлива; 3—жиклер

регулировки открытия запорного клапана по оборотам; 4 — рычаг стоп-крана; 5 — штуцер (№ 22) замера давления в коллекторе второго контура топливных форсунок; 6 — упор максимальных чисел оборотов; 7 — упор минимальных чисел оборотов; 8 — рычаг управления; 9 — штуцер (№ 21) замера давления в коллекторе первого контура топливных форсунок; 10 — выходной жиклер АЗ для стравливания воздуха; 11 — штуцер подвода рслива от КА-40 к ограничителю приведенных чисел оборотов nт.к.; 12 — входной жиклер АЗ (расположен в штуцере); 13 — штуцер подвода воздуха к воздушному фильтру

Рис. 7.5. Насос-регулятор НР-40ВА (внешний вид):

1 — винт регулировки минимальных чисел оборотов; 2 — винт регулировки максимальных чисел оборотов; 3 — винт регулировки ограничителя приведенных чисел оборотов nт.к; 4 — колпачок клапана стравливания воздуха; 5 — винт регулировки автомата запуска; 6 — винт регулировки максимального расхода топлива; 7 — штуцер подвода топлива (рком) от КА-40 к ограничителю приведенных чисел оборотов nт.к

Основными элементами насоса-регулятора НР-40ВР (НР-40ВГ) (рис. 7.6) являются: плунжерный насос высокого давления с ротором 4 и рессорой 1 привода (на входе в насос установлен топливный фильтр 5); дозирующая игла 37 с поршнем 38; клапан постоянного перепада 66 с мембранным усилителем 64; тахиметрический датчик 8 всережимного регулятора числа оборотов с маятником 10 и рычагом 15 управления; золотник 21 клапана минимального давления; автомат запуска (клапан 70, рычаг 72, мембрана 74); ограничитель приведенных оборотов nт.к (рычаг 27, клапан 25, поршень 28, игла 32, пружины 24 и 29, винт 23); клапан 68 стравливания воздуха; ограничитель максимального расхода (винт 47, клапан 49 с мембранным усилителем 51); запорный клапан (поршень 43, пружина 42, резиновое седло 44); подпорный клапан 46; распределительный клапан (золотник 56, втулка 55, пружина 57); запорно-подпорный клапан 52; стоп-кран 60 с рычагом 59.

Основным условием надежной работы агрегатов топливной системы является хорошая фильтрация топлива. Топливные баки должны заправляться через фильтр с чистотой фильтрации 12—16 мкм.

Входной фильтр 5 агрегата НР-40ВА (НР-40ВГ) представляет собой грубый сетчатый фильтр и служит для защиты качающего узла от попадания случайных частиц.

Топливо подается подкачивающими насосами ЭЦН-40 из расходного топливного бака вертолета к агрегату НР-40ВА (НР-40ВГ) и, пройдя топливный фильтр 5, попадает на вход к ротору 4 плунжерного насоса. В процессе работы насос повышает давление топлива и подает его к дозирующей игле 37 и параллельно к клапану перепада 66, перепускающему излишек топлива на слив.

Топливо, пройдя дозирующее сечение иглы 37, кран 60 и ограничитель максимального расхода, по двум параллельным каналам поступает к коллекторам форсунок, к первому и второму. На пути к первому контуру топливо проходит поршень 43 запорного клапана и подпорный клапан 46, расположенные последовательно. На пути ко второму контуру топливо проходит золотник 56 распределительного клапана и запорный клапан 52.

Дозирующей иглой управляют: автомат запуска, регулятор оборотов, клапан минимального

давления, ограничитель приведенных оборотов nт.к исполнительный механизм ограничителя

температуры газа, регулятор частоты вращения ротора свободной турбины и синхронизатор мощности.

Примечание . На двигатели, не оборудованные системой защиты турбины винта от раскрутки, установлен насос-регулятор НР-40ВГ, который конструктивно отличается от НР-40ВА отсутствием штуцера 14 (см. рис. 7.3) для отвода топлива из пружинной полости клапана постоянного перепада к регулятору числа оборотов РО-40ВА.

Ниже приводится краткое описание принципа работы основных элементов насоса-регулятора НР- 40ВА (НР-40ВГ) (см. рис. 7.6).

НАСОС ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Насос высокого давления* состоит из ротора 4 наклонной шайбы 2, закрепленной неподвижно, семи плунжеров 3 и распределительного золотника 6. Ротор насоса приводится во вращение рессорой 1 от коробки приводов двигателя.

Принцип действия насоса основан на том, что при вращении ротора благодаря наклонному

расположению шайбы 2 плунжеры совершают возвратно-поступательные движения в своих гнездах, расположенных в роторе. При этом каждый плунжер засасывает в течение примерно полуоборота ротора топливо через всасывающее окно золотника 6 и выталкивает его в течение второго полуоборота через нагнетающее окно на линию высокого давления.

· Подробно конструкция и работа насоса высокого давления рассмотрены в п.7.5.1.

Рис. 7.6. Насос-регулятор НР-40ВА (конструктивная схема):

1 — рессора качающего узла; 2 — наклонная шайба; 3 — плунжер; 4 — ротор; 5 — входной фильтр; 6 — распределительный золотник; 7 — рессора тахометрического датчика; 8 — тахометрический датчик; 9 — грузик; 10 — маятник; 11 — пружина маятника; 12 — опора; 13 — рычаг; 14 — кулачок; 15 — рычаг управления; 16 — винт настройки минимальных чисел оборотов; 17 — винт настройки максимальных чисел оборотов; 18 — выходное окно маятника; 19 — упор клапана минимального давления; 20 — пружина; 21 — золотник; 22 — колпачок; 23 — винт регулировочный; 24 — пружина; 25 — клапан; 26 — жиклер; 27 — рычаг; 28 — поршень; 29 — пружина; 30 — штуцер; 31 — воздушный фильтр; 32 — игла; 33 — штуцер; 34 — дроссельный пакет; 35 — клапан дозирующей иглы; 35 — упор дозирующей иглы; 37 — дозирующая игла; 38 — поршень дозирующей иглы; 39 — пружина;

40 — стравливающий жиклер автомата запуска; 41 — жиклер автомата запуска; 42 — пружина; 43 — поршень запорного клапана; 44 — седло клапана резиновое; 45 — пружина подпорного клапана; 46 — подпорный клапан I контура; 47 — винт ограничителя максимального расхода; 48 — втулка клапана; 49 — клапан максимального расхода; 50 — пружина клапана максимального расхода; 51 — мембранный усилитель; 52 — запорный клапан II контура; 53 — пружина; 54 — седло клапана; 55— втулка распределительного клапана; 56 — золотник распределительного клапана; 57-пружина; 58 —винт регулировочный; 59 — рычаг стоп-крана; 50 — стоп-кран; 61 — топливный канал; 62 — полость под мембраной; 63 — пружина клапана постоянного перепада давлений; 64 — мембрана клапана постоянного перепада давлений; 65 — винт; 66 — клапан постоянного перепада; 67 — жиклер запорного клапана I контура; 68 — клапан стравливания воздуха; 69 — жиклер регулятора; 70 — клапан автомата запуска; 71 — сухарь автомата запуска; 72 — рычаг автомата запуска; 73 — игла; 74 — мембрана автомата запуска; 75 — пружина;

76 — мембрана; 77 — жиклер (вновь введенный); 78 — канал отвода топлива из пружинной полости КПП к золотнику агрегата РО-40ВА

7.2.1.2. КЛАПАН ПОСТОЯННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ (КППД) И ДОЗИРУЮЩАЯ ИГЛА *

КППД поддерживает постоянный перепад давления топлива на дозирующем сечении иглы 37 (см. рис. 7.6). Он состоит из клапана 66 (перемещающегося во втулке), скрепленного с мембраной 64, и пружины 63.

Клапан 66 и полость 62 под мембраной 64 (слева по схеме) соединены с линией высокого давления за качающим узлом (перед дозирующей иглой).

Полость 62 соединяется с линией высокого давления через каналы 61 и далее через прецизионный зазор между клапаном и втулкой — для демпфирования клапана при работе. Полость справа от мембраны сообщена с линией высокого давления за дозирующей иглой 37. Натяжением пружины задана величина перепада давлений топлива.

На заданном режиме количество проходящего через иглу 37 топлива определяется величиной ее дозирующего сечения и перепадом давлений. Упором 36 ограничивается ход иглы в сторону увеличения расхода топлива. Излишки топлива, подаваемого насосом, перепускаются на слив торцом клапана 66 через отверстия во втулке.

*Подробно совместная работа КППД и дозирующей иглы приведена в п.7.5.2.

На поршне дозирующей иглы установлен клапан 35, назначение и работа которого рассмотрены при описании принципа работы автомата запуска.

РЕГУЛЯТОР ОБОРОТОВ

Регулятор оборотов служит для поддержания заданного числа оборотов ротора компрессора

двигателя. Регулятор состоит из тахометрического датчика 8 (см. рис.7.6) с грузиками 9, маятника 10, пружины 11, поршня 38 с пружиной 39, дроссельного пакета 34 и жиклера 69.

Грузики 9, получая вращение через рессору 7 от ротора 4 насоса, вращаются с числом оборотов, равным оборотам привода агрегата. При вращении грузики развивают центробежную силу, которая уравновешивается силой пружины 11, затянутой на заданный режим. При этом маятник 10 своей отсечной кромкой установит соответствующее сечение выходного окна 18.

Режим работы двигателя определяется количеством подаваемого в камеру сгорания топлива. Подача топлива регулируется перемещением иглы 37 путем изменения давления в полости над поршнем 38.

На заданном режиме поршень 38 уравновешивается силами от указанных выше давлений и пружины 39 и устанавливает дозирующую иглу в нужном положении. При отклонении числа оборотов в сторону увеличения от заданных увеличивается сила, развиваемая грузиками 9, которая, преодолев противодействие пружины 11, переместит отсечную кромку маятника 10 вправо, увеличив сечение выходного окна 18. Перепуск дозированного топлива на слив увеличится и подача топлива в двигатель уменьшится (статическая цепь).

С другой стороны, увеличение сечения выходного окна вызовет падение давления за жиклером 69 и поршень начнет медленно перемещаться вверх, вытесняя топливо через дроссельный пакет из полости над поршнем и перемещая дозирующую иглу в сторону уменьшения подачи топлива (астатическая цепь). Скорость перемещений зависит от пропускной способности дроссельного пакета. Двигатель уменьшит число оборотов, и система придет в равновесие при новом положении дозирующей иглы, восстановив заданное число оборотов.

При отклонении числа оборотов в сторону уменьшения от заданного весь процесс будет протекать аналогично, в обратном порядке, в сторону увеличения подачи топлива. Число оборотов задается натяжением пружины 11 посредством рычага 13 через опору 12. На рычаг 13 воздействует кулачок 14, поворачиваемый рычагом 15 управления. Таким образом, каждому положению рычага управления соответствует определенное натяжение пружины регулятора и, следовательно, определенное число оборотов двигателя.

Винт 16 служит для настройки величины минимального числа оборотов (малый газ). Винт 17

настраивает максимальное число оборотов.

Дозировка подачи топлива при резком перемещении рычага управления из положения меньшего режима в положении большего режима (полная или частичная приемистость) определяется профилем дозирующей иглы 37. Время разгона двигателя регулируется подбором дроссельного пакета 34.

Управлять величиной давления в полости над поршнем кроме регулятора оборотов могут: регулятор частоты вращения ротора свободной турбины РО-40ВА (РО-40ВР), ограничитель приведенного числа оборотов nт.к, исполнительный механизм ограничителя температуры газа и синхронизатор мощности СО-40.

Ограничители включаются в работу только на режимах ограничения, а на остальных режимах в работе не участвуют. Игла 37 связана с поршнем 38. К поршню снизу подводится полное давление дозированного топлива, а сверху — давление, редуцированное входным жиклером 69 и сечением выходного окна 18.

Для поддержания заданного числа оборотов при подъеме на высоту требуется уменьшить подачу топлива, что в свою очередь ухудшает работу камеры сгорания. Существует предел, ниже которого уменьшать подачу топлива нельзя, так как двигатель заглохнет. Для того чтобы не допустить уменьшения подачи топлива в двигатель ниже определенной величины, служит клапан минимального давления (КМД). Он состоит из золотника 21, перемещающегося во втулке и нагруженного слева пружиной 20 и давлением сливаемого топлива. На торец золотника справа действует давление топлива за дозирующей иглой 37 (это давление определяет величину подачи топлива в двигатель).

На всех режимах от земного малого газа до максимального золотник 21 прижат давлением топлива к упору 19 и сообщает своей проточкой канал за жиклером 69 (перед дроссельным пакетом 34) с маятником регулятора (через окно 18), с ограничителем приведенного числа оборотов nт. к с регулятором РО-40ВА (РО-40ВР), исполнительным механизмом ограничителя температуры газа и синхронизатором мощности.

Если давление топлива за дозирующей иглой начнет падать ниже значения, заданного натяжением пружины 20, то золотник 21, перемещаясь вправо, разобщит своей кромкой канал за жиклером 69 от маятника и ограничителей и прекратит перемещение дозирующей иглы в сторону уменьшения подачи топлива.

АВТОМАТ ЗАПУСКА

Автомат запуска (АЗ) * в процессе запуска двигателя подает топливо в камеру сгорания. Количество подаваемого топлива зависит от давления воздуха за компрессором р2 и давления рн (окружающей среды). Автомат запуска состоит из клапана 70, сухаря 71 с мембраной 76, пружины 75, мембраны 74, рычага 72 и иглы 73.

Воздух от компрессора проходит через фильтр 31, редуцируется жиклерами 41 и 40 и подается на мембрану 74 (р2). С другой стороны на мембрану действует давление рн. Переменными усилиями, действующими на рычаг 72, являются давление топлива на сухарь 71 и давление воздуха на мембрану 74.

* Подробно работа автомата запуска приведена в п.7.5.3.

Мембрана передает усилие, зависящее от разности давления р2 — pн и натяжения пружины 75, на иглу 73. Для равновесия рычага 72 необходимо, чтобы изменению усилия на рычаг от иглы 73 соответствовало бы изменение усилия от давления на сухарь 71.

В процессе запуска давление на сухарь 71 характеризует расход топлива. При нарушении равновесия рычага 72 клапан 70 изменяет свое проходное сечение, изменяя давление в полости перед дроссельным пакетом 34, а значит и над поршнем 38, что приводит к изменению положения дозирующей иглы и, следовательно, к изменению подачи топлива.

На неработающем двигателе дозирующая игла 37 поставлена пружиной 39 на упор 36. Требуемое положение перед запуском двигателя обеспечивается клапаном 35, который сообщает полость над поршнем 38 с каналом слива топлива. При раскрутке двигателя давление за дозирующей иглой начинает расти и быстро перемещает иглу в положение минимальной подачи (вверх до упора).

При контакте с упором клапан 35 закрывается, разобщая полость над поршнем с каналом слива.

Давление над поршнем повышается, и клапан 35 как на режиме запуска, так и на всех остальных режимах остается закрытым. После остановки двигателя клапан открывается, подготавливая иглу к новому запуску.

Рис. 7.25. Принципиальная схема автомата запуска:

1— внутренний жиклер фильтра; 2— стравливающий жиклер; 3— мембрана; 4— фильтр;

5— двуплечий рычаг; 6— плоский клапан; 7 — воздушный фильтр; 8— упор максимальной подачи топлива; 9— дозирующая игла; 10— втулка иглы; 11, 12, 17 — пружины; 13— клапан дозирующей иглы;14— топливный жиклер; 15— дроссельный пакет; 16— клапан с мембраной; 18— регулировочный винт

Ограничитель приведенных чисел оборотов (nт.к привед.) ротора компрессора уменьшает подачу топлива в двигатель по гидравлическому сигналу командного давления топлива (pком), поступающего от командного агрегата КА-40.

Ограничитель состоит из клапана 25, поршня 28, двуплечего рычага 27, иглы 32, пружин 24 и 29 и регулировочного винта 23.

Сверху на поршень 28 действует сила от давления топлива рком, подводимого от КА-40 через штуцер 30. Снизу на поршень 28 действуют силы натяжения пружин 24 и 29 и давление топлива pслива, подводимого от КА-40 через штуцер 33. Таким образом, на двуплечий рычаг 27 с одной стороны действуют постоянные силы натяжения пружин 24 и 29, с другой стороны переменная сила Δpком = pком — pслива

При работе двигателя на режимах ниже зоны ограничения клапан 25 под действием пружин 24 и 29 перекрывает канал слива топлива из полости за жиклером 69. При достижении ротором чисел оборотов ограничения nт.к привед. сила от Δpком = f (ТН, nт.к) преодолеет силы натяжения пружин 24 и 29, переместит поршень 28 вниз и через иглу 32, двуплечий рычаг 27 и клапан 25 откроет канал перепуска части дозированного топлива из полости за жиклером 69 на слив.

Открытие клапана 25 вызовет перемещение дозирующей иглы 37 в сторону уменьшения подачи топлива в двигатель, число оборотов ротора компрессора упадет и система придет в равновесие при новом положении дозирующей иглы и при уменьшенном числе оборотов ротора компрессора.

Настройка ограничителя числа оборотов nт.к. привед. производится регулировочным винтом 23,

изменяющим затяжку пружины 24 ограничителя.

Рис. 7.26. Схема ограничителя максимального расхода топлива:

1, 2, 5, 9, 12 — топливные каналы; 3 — дозирующее отверстие; 4 — регулировочный винт;

6— мембрана; 7— пружина; 8— золотник; 10,11— отверстия слива топлива; 13— втулка

КЛАПАН СТРАВЛИВАНИЯ ВОЗДУХА

Наличие воздуха (или паров топлива) во внутренних полостях топливного насоса нарушает

нормальную работу агрегата. Для выпуска воздуха из агрегата НР-40ВГ служит специальный клапан 68.

Выпуск воздуха производится нажатием на шарик клапана.

ОГРАНИЧИТЕЛЬ МАКСИМАЛЬНОГО РАСХОДА

Ограничитель максимального расхода* поддерживает стабильность максимального расхода топлива в случае изменения противодавления. Ограничитель состоит из винта 47, при помощи которого устанавливается сечение на выходе топлива из агрегата, и клапана 49 с мембранным усилителем 51, поддерживающего на выходном сечении постоянный перепад давлений.

Необходимый перепад давлений обеспечивается усилием пружины 50. Изменение максимального расхода приводит к изменению перепада на выходном сечении и перемещению клапана 49 во втулке 48.

При этом клапан изменяет величину перепуска излишков топлива на слив и восстанавливает расход до заданной величины. Излишек топлива, подаваемого к клапану 49, задается положением упора 36 дозирующей иглы 37. Величина максимального расхода регулируется винтом 47.

* Подробно работа ограничителя максимального расхода топлива приведена в п.7.5.4.

ЗАПОРНЫЙ КЛАПАН

Запорный клапан открывает или прекращает доступ топлива к коллектору форсунок двигателя (первый контур) в зависимости от положения стоп-крана. При остановке двигателя клапан полностью герметизирует выход топлива из агрегата. Клапан состоит из поршня 43, перемещающегося во втулке и нагруженного пружиной 42, и резинового седла 44.

При запуске двигателя давление топлива перед клапаном нарастает, и когда оно достигнет

величины, соответствующей силе натяжения пружины, клапан открывается. Резкость открытия обусловливается наличием дифференциальной площади. Момент открытия клапана по числу оборотов (начало подачи топлива при запуске) регулируется подбором жиклера 67.

ПОДПОРНЫЙ КЛАПАН

На выходе из агрегата к коллектору форсунок первого контура установлен тарельчатый клапан 46, нагруженный пружиной 45. Клапан представляет собой дополнительное сопротивление и введен в схему для того, чтобы поднять давление топлива за дозирующей иглой и этим обеспечить необходимые усилия для установки поршня 38 в режим запуска двигателя. Так как поршень 43 запорного клапана в открытом положении практически не имеет сопротивления, то давление топлива, подаваемого к золотнику 56 распределительного клапана, выше давления в коллекторе первого контура на величину сопротивления подпорного клапана 46.

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН

Распределительный Клапан в зависимости от давления в коллекторе первого контура подает топливо в коллектор второго контура по заданному закону. Клапан состоит из золотника 56, перемещающегося во втулке 55. Втулка имеет два прямоугольных окна, перекрывающихся торцовой кромкой золотника.

На золотник 56 действуют с одной стороны сила натяжения пружины 57 и давление сливаемого топлива, а с другой стороны высокое давление топлива перед подпорным клапаном 46. При достижении заданной величины давление перед подпорным клапаном, действуя на торец золотника 56, преодолевает силу натяжения пружины 57 и открывает проход топливу к запорному клапану 52 и далее к коллектору форсунок (второго контура).

Давление, необходимое для открытия клапана, задается натяжением пружины 57, которое

регулируется винтом 58. По мере нарастания давления количество топлива, подаваемого в коллектор второго контура, увеличивается в зависимости от жесткости пружины и величины открытия дозирующих окон во втулке 55.

На выходе из агрегата к коллектору второго контура установлен тарельчатый клапан 52,

нагруженный пружиной 53. Давление открытия клапана выше давления слива. При закрытом стоп-кране топливо под давлением слива, просочившееся по зазору между золотником 56 и втулкой 55, неможет открыть клапан 52.

Пружина 53 прижимает клапан к резиновому седлу 54, не допуская подтекания топлива в коллектор второго контура.

СТОП — КРАН

Прекращение подачи топлива в двигатель осуществляется поворотом стоп-крана 60 при помощи рычага 59. При этом вначале магистраль за дозирующей иглой сообщается со сливом, а затем перекрывается доступ топливу к ограничителю максимального расхода и распределительному клапану.

Запорные клапаны 43 и 52 закрываются силой натяжения пружин и обеспечивают герметичность на выходе топлива из агрегата.

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ НАСОСА — РЕГУЛЯТОРА НР -40 ВР ( ОГРАНИЧИТЕЛЬ СТЕПЕНИ СЖАТИЯ )

Особенностью конструкции насоса-регулятора НР-40ВР является наличие в нем ограничителя степени сжатия воздуха в компрессоре (рис. 7.7), установленного на месте установки ограничителя приведенных чисел оборотов.

Ограничитель степени сжатия уменьшает подачу топлива в двигатель насосом-регулятором НР-40ВР при достижении заданной величины степени сжатия воздуха в последних ступенях компрессора.

Ограничитель состоит из плоского клапана б, мембраны 5, рычага 5, иглы 3 и пружин 2, 4     и 7.

Рис. 7.7. Ограничитель степени сжатия:

1 — трубка; 2, 4 и 7 — пружины; 3 — дозирующая игла; 5 — мембрана; 6 — плоский клапан;

8 — рычаг; 9, 10 и 11 — жиклеры

С одной стороны мембраны через трубку 1 подается воздух под давлением р1/2 из-за компрессора, редуцированное жиклерами 10 и 11. С другой стороны мембраны подается воздух под давлением р1 из- за VI ступени компрессора. При достижении заданной величины степени сжатия πк усилие от давления р1/2 на мембрану преодолевает суммарное усилие от давления р1 и пружин и откроет перепуск части дозированного топлива из полости под поршнем дозирующей иглы через жиклер 9 клапана 6 на слив.

Подача топлива в двигатель уменьшится. С другой стороны, открытие клапана 6 вызовет движение дозирующей иглы также на уменьшение подачи топлива. Число оборотов ротора компрессора упадет и система придет в равновесие при новом положении дозирующей иглы и при уменьшенных числах оборотов ротора компрессора.

В остальном по конструкции и принципу действия насос-регулятор НР-40ВР не отличается от насоса-регулятора НР-40ВГ.

РЕГУЛЯТОР ЧИСЛА ОБОРОТОВ РО-40ВР

Регулятор числа оборотов РО-40ВР (рис. 7.8) ограничивает заданные числа оборотов ротора

свободной турбины, воздействуя на сервомеханизм дозирующей иглы насоса-регулятора НР-40ВА (НР- 40ВГ) в сторону уменьшения подачи топлива.

Рис. 7.8. Регулятор числа оборотов РО-40ВР (внешний вид):

1 — клапан для прокачки масла при консервации; 2 — винт регулировки максимальных чисел

оборотов; 3 — штуцер (№ 32) слива; 4 — штуцер (№ 33) подвода топлива

Регулятор числа оборотов РО-40ВР (рис. 7.9) включает в себя следующие узлы: датчик числа

оборотов 4 с грузиками 9 и приводной рессорой 1; плоский клапан 7, закрепленный в рычаге 5,

нагруженном пружиной 12; клапан 15, применяемый для стравливания воздуха из агрегата и при консервации агрегата на двигателе.

Жиклер 6 регулятора числа оборотов соединен каналом «В» с полостью между жиклером 69 (см. рис. 7.6) и дроссельным пакетом 34 насоса-регулятора НР-40ВА (НР-40ВГ). Величина ограничиваемых чисел оборотов ротора свободной турбины задается винтом 14, (рис. 7.9), который перемещает опору 13, изменяя натяжение пружины 12.

Датчик числа оборотов 4 с грузиками 9 через рессору 1 получает вращение от ротора свободной турбины. При увеличении числа оборотов центробежная сила от грузиков растет. Эта сила, приложенная к оси иглы 10, до заданного числа оборотов ограничения не может преодолеть натяжение пружины 12. Плоский клапан 7 запирает выход топливу из канала «В» через жиклер 6.

При росте числа оборотов выше заданных центробежная сила от грузиков преодолеет натяжение пружины 12, рычаг 8 повернется и клапан 7 откроет щель, через которую топливо начнет стравливаться из канала «В» на слив. Это вызовет перемещение дозирующей иглы агрегата НР-40ВА (НР-40ВГ) в сторону уменьшения подачи топлива и снижения числа оборотов ротора компрессора, что, в свою очередь, предотвратит рост оборотов ротора свободной турбины и, следовательно, несущего винта.

Допустимое максимальное число оборотов несущего винта составляет 95 — 2%.

Рис. 7.9. Регулятор числа оборотов РО-40ВР (конструктивная схема):

1 — рессора; 2 — уплотнитель; 3 и 12 — пружины; 4 — датчик числа оборотов;

5 — шарикоподшипник; 6 — жиклер; 7 — клапан; 8 — рычаг; 9 — грузик; 10 — игла; 11 — втулка; 13 — опора; 14 — винт регулировочный; 15 — клапан для стравливания воздуха

Золотник каждого из агрегатов СО-40 включается последовательно в топливную магистраль, соединяющую насос-регулятор НР-40ВА (НР-40ВГ) с регулятором числа оборотов РО-40ВА (РО-40ВР) ротора свободной турбины двигателя.

СИНХРОНИЗАТОР МОЩНОСТИ СО-40

Синхронизатор мощности СО-40 (рис. 7.10) устанавливается на среднем корпусе компрессора в верхней части двигателя и предназначен для обеспечения синхронности режимов работы спаренных двигателей силовой установки вертолета.

Рис. 7.10. Синхронизатор мощности СО-40 (внешний вид):

I — штуцера подвода и отвода топлива; 2 — пробка; 3 — штуцер отвода воздуха (р2) к агрегату СО-40 2-го двигателя; 4 — штуцер подвода воздуха (р2) от 2-го двигателя

Введение на двигатели агрегата СО-40 вызвано тем, что регулятор числа оборотов РО-40 с

совершенно одинаковыми характеристиками подобрать трудно, а услыовия эксплуатации двух

двигателей, работающих на общий редуктор вертолета, требуют синхронности их работы по режимам.

Синхронизатор мощности СО-40 (рис. 7.11) представляет собой золотниковый механизм,

управляемый мембранным чувствительным элементом. Принцип работы агрегата основан на сравнении давлений за компрессорами двух спаренных двигателей и в устранении разницы между этими давлениями путем подачи команды на увеличение режима тому двигателю, у которого давление воздуха за компрессором меньше.

Камеры мембранных чувствительных элементов агрегата СО-40 соединены с полостями давлений за компрессорами двигателей. Подключение агрегатов СО-40 на спаренных двигателях вертолета показано на рис. 7.12.

Рис. 7.11. Синхронизатор мощности СО-40 (конструктивная схема):

1 — пружина; 2 — золотник; 3 — винт

Положение золотника 2 (см. рис. 7.11) задано пружиной 1 таким образом, что при равенстве

давлений в мембранных камерах или при большем давлении в камере «А» золотник не дросселирует выходное отверстие и агрегат РО-40ВР не изменяет положения дозирующей иглы агрегата НР-40ВА (НР-40ВР).

Допустим, что агрегат РО-40ВР левого двигателя настроен на несколько большее число оборотов свободной турбины, чем агрегат РО-40 правого двигателя. В этом случае золотник агрегата СО-40 правого двигателя вследствие повышенного давления в камере «Б» по сравнению с давлением в камере «А» начнет перемещаться вниз (по схеме) и дросселировать выходное отверстие к агрегату РО-40ВР правого двигателя. Это вызовет перемещение дозирующей иглы агрегата НР-40ВА (НР-40ВГ) на увеличение подачи топлива до момента установления равенства давлений в мембранных камерах агрегатов СО-40. В результате этого режимы работы обоих двигателей будут примерно одинаковы.

Рис. 7.12. Схема соединения агрегатов СО-40 спаренных двигателей вертолета

МАКСИМАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗА

Исполнительный механизм ИМ-40 (рис.7.13) является составной частью системы ограничения температуры газа перед турбиной компрессора двигателя. Кроме ИМ-40, в систему входят комплект сдвоенных термопар и усилитель ограничителя температуры

УРТ-27.

Исполнительный механизм ИМ-40 ограничивает:

а) рост температуры газа выше заданной величины путем воздействия на сервомеханизм насоса- регулятора НР-40ВА (НР-40ВГ), который уменьшает подачу топлива в камеру сгорания двигателя;

б) уменьшение числа оборотов ротора компрессора ниже заданных (при повышенных сигналах от УРТ-27).

Основными элементами агрегата ИМ-40 (рис.7.14) являются: электромагнитный клапан 1, жиклер 2, клапан блокировки 5, постоянный жиклер 3 с фильтром и сменный жиклер 4.

Плоский клапан 1 жестко связан с подвижным сердечником электромагнитного клапана МКТ-4-2.

При отсутствии напряжения на электромагните клапан 1 под действием пружины, расположенной внутри электромагнита, поджат к жиклеру 2. При подаче напряжения сердечник электромагнита вместе с клапаном 1 втягивается, преодолевая натяжение пружины, и открывает отверстие жиклера 2.

Рис. 7.13. Исполнительный механизм ИМ-40 (внешний вид):

1 — пробка, закрывающая жиклер

Рис. 7.14. Исполнительный механизм ИМ-40 (конструктивная схема):

1 — клапан электромагнитный; 2 —жиклер; 3 — жиклер с фильтром; 4 — сменный жиклер;

5 — клапан блокировки; 6 — пружина; 7 — винт регулировочный

Жиклер 2 через полость клапана блокировки 5, жиклеры 4 и 3 и канал «Б» соединен с полостью сервомеханизма агрегата НР-40ВА (НР-40ВГ) (между жиклером 69 и дроссельным пакетом 34, показанными на рис. 7.6). На торец клапана блокировки 5 по каналу «А» подается от агрегата КА-40 топливо с сигнальным давлением pсигн, пропорциональным числу оборотов ротора компрессора; с другого конца клапан поджат пружиной 6, натяжение которой регулируется винтом 7. Канал «В» сообщается со сливными полостями агрегата КА-40.

Ограничиваемая температура газа определяется настройкой усилителя ограничения температуры УРТ-27. При повышении температуры газа сверх допустимой УРТ-27 подает электрические импульсы на электромагнитный клапан МКТ-4-2 исполнительного механизма, который открывает жиклер 2, перепуская топливо из полости сервомеханизма на слив. Это приводит к падению давления в полости сервомеханизма и перемещению дозирующей иглы агрегата НР-40ВА (НР-40ВГ) в сторону уменьшения подачи топлива. С уменьшением подачи топлива снижаются режимы работы двигателя и температуры газа перед турбиной.

Клапан блокировки 5 введен в схему агрегата ИМ-40 с целью предотвращения резкого снижения мощности двигателя при подаче на электромагнит повышенных (не расчетных) сигналов от усилителя УРТ-27. Вступление клапана в работу при заданной частоте вращения определяется натяжением пружины 6.

При частоте вращения ротора компрессора выше заданной клапан 5 под действием давления рсигн прижимается к упору в крышке, при этом канал Б сообщается с жиклером 2. При уменьшении частоты вращения пружина 6 преодолевает давление pсигн и перемещает клапан вверх. Клапан прикрывает своей кромкой отверстия во втулке, уменьшая их сечение, и тем самым ослабляет воздействие от электромагнитного клапана на сервомеханизм агрегата НР-40ВА (НР-40ВГ) до установления равновесия сил, действующих на клапан блокировки.

ПОСТОЯННОГО ДАВЛЕНИЯ

Блок электромагнитных клапанов с клапаном постоянного давления (рис.7.15) установлен на

корпусе компрессора в левой части двигателя. Клапан постоянного давления, выполненный в блоке электромагнитных клапанов, обеспечивает с помощью электромагнитного клапана № 1 (рис.7.16) подачу топлива к пусковым форсункам.

Рис. 7.15. Блок электромагнитных клапанов с клапаном постоянного давления топлива

(внешний вид)

Топливо с высоким давлением, поступающее в клапан, дросселируется золотником 1 до давления 3—4 кгс/см2 и подается к. пусковым форсункам при включении электромагнитного клапана № 1.

Регулирование давления перед пусковыми форсунками осуществляется подбором шайб 3, изменяющих давление пружины 2 на золотник 1.

В конце цикла работы пусковой панели электромагнитный клапан № 1 закрывается и включается на несколько секунд электромагнитный клапан №2, перепускающий воздух из камеры сгорания через пусковую магистраль. Воздух проходит через пусковые форсунки и продувает пусковую магистраль в дренаж, предотвращая коксование топлива в пусковых форсунках и магистралях.

Рис. 7.16. Блок электромагнитных клапанов с клапаном постоянного давления топлива

(конструктивная схема):

1 — золотник; 2 — пружина; 3 — шайба

ДРЕНАЖНАЯ СИСТЕМА

Дренажная система (рис. 7.17) обеспечивает:

а) слив топлива из агрегатов топливной и гидравлической систем;

б) слив топлива и масла из камеры сгорания, из корпусов сопловых аппаратов турбин, из полости четвертой опоры роторов двигателя и из выхлопного патрубка;

в) слив топлива из коллекторов рабочих форсунок после остановки двигателя, а также из

магистралей пусковой системы.

Рис. 7.17. Схема дренажной системы двигателя:

1 — подвод топлива под давлением; 2 — клапан дренажа из камеры сгорания, турбин и выходного патрубка; 3 — клапан дренажа из коллектора I контура; 4 — слив топлива из коллектора I контура; 5 — золотник; 6 — пружина; 7 — шайбы регулировочные; 8 — камера сгорания; 9 — штуцер; 10 — дренаж из пусковой системы; 11 — турбина; 12 — дренаж в сливной бачок вертолета; 13 — дренаж от четвертой опоры роторов двигателя; 14 — фильтр сетчатый; 15 — клапан дренажа из коллектора II контура; 16 — слив топлива из коллектора II контура

Дренаж из сальников приводов агрегатов НР-40ВА (НР-40ВГ) и РО-40ВА (РО-40ВР) отводится отдельной трубкой в сливной бачок, установленный на вертолете.

Несгоревшее топливо из камеры сгорания, из корпусов сопловых аппаратов турбин и из коллекторов рабочих форсунок обоих контуров сливается через блок дренажных клапанов. Слив производится только при остановленном двигателе, когда все дренажные клапаны открыты. Во время работы двигателя дренажные клапаны закрыты.

В процессе запуска двигателя дренажные клапаны закрываются под действием давления топлива, подводимого к торцам золотников 5, когда давление топлива за насосом-регулятором достигает 2,5— 3 кгс/см2. При остановке двигателя и прекращении работы топливного насоса клапаны открываются под действием пружины 6. Давление топлива, при котором закрываются клапаны, зависит от натяжения пружин и регулируется подбором шайб 7.

Во избежание засорения дренажных клапанов топливо, сливаемое из камеры сгорания и корпусов сопловых аппаратов турбин, фильтруется сетчатым фильтром 14, установленным в штуцере 9.

Из блока дренажных клапанов топливо отводится в сливной бачок вертолета отдельной трубкой, в которую также подключается дренаж из топливной пусковой системы, полости четвертой опоры роторов двигателя и выхлопного патрубка.

 Внешний вид блока дренажных клапанов показан на рис. 7.18.

Рис. 7.18. Блок дренажных клапанов (внешний вид)

РАСКРУТКИ

Система СЗТВ предназначена для быстрого автоматического выключения двигателя с любого режима работы в случае нарушения кинематической связи ротора турбины винта с валом несущего винта и последовавшей за этим аварийной раскрутки ротора свободной турбины.

У двигателей, оборудованных системой СЗТВ, вместо регулятора РО-40ВР установлен регулятор РО-40ВА. (рис.7.19). Регулятор числа оборотов РО-40ВА отличается от регулятора РО-40ВР вновь введенными узлами в конструктивно измененной крышке 24 (см. рис. 7.20).

Регулятор числа оборотов РО-40ВА, кроме ограничения заданных чисел оборотов ротора свободной турбины производит выключение двигателя на любом режиме работы в случае нарушения кинематической связи ротора турбины винта с валом несущего винта и последующей раскрутки ротора турбины винта. Отключение происходит при оборотах свободной турбины, соответствующих 117,5±2% оборотам вала несущего винта.

В случае раскрутки несущего винта в полете по причинам, не зависящим от двигателей и редуктора, до числа оборотов система СЗТВ также выключает двигатели. Повторный запуск двигателей в воздухе невозможен.

При достижении числа оборотов ротором турбины винта до nн.в. = 117,5±2% срабатывает

автоматически система СЗТВ в следующей последовательности: грузики 9 (см. рис. 7.20) регулятора числа оборотов РО-40ВА через опорную иглу 10 передадут усилие на рычаг 16, который переместит клапан 23 золотника 22 до упора в его обрезиненное седло. При этом прекращается утечка на слив топлива, подводимого через штуцер А из полости за качающим узлом агрегата НР-40ВА. Создается высокое давление топлива под действием которого золотник 22 резко переместится вправо до упора в толкатель 25. Толкатель 25 вместе с золотником 22 фиксируется рычагами ,21 в данном положении и топливо, подводимое к штуцеру Б от пружинной полости клапана постоянного перепада агрегата НР- 40ВА, по проточке и каналу в золотнике пойдет на слив. При этом клапан 66 (рис.7.6) постоянного

перепада агрегата НР-40ВА резко переместится на полное открытие.

При открытом клапане КПП агрегата НР-40ВА топливо после качающего узла будет сливаться в полость на вход в насос-регулятор НР-40ВА (раньше окончания закрытия дозирующей иглы) и тем самым обеспечит быстрое отключение подачи топлива в двигатель на любом режиме. Двигатель выключится.

Рис. 7.19. Регулятор числа оборотов РО-40ВА (внешний вид):

14 — винт регулировочный для регулирования числа оборотов срабатывания регулятора; 17 — винт регулировочный для регулирования числа оборотов срабатывания аварийного золотника; 19 — винт фиксации режима; 20 — заглушка; 24 — крышка; 26 — паз контрольного режима; 27 — замок контровочный; 28 — головка настройки числа оборотов срабатывания регулятора; 29 — гайка; 34 — штуцер для подвода топлива под высоким давлением от агрегата НР-40ВА к клапану золотника; 35 — штуцер для подвода топлива к золотнику из пружинной полости КПП агрегата НР- 40ВА (цифры «34» и «35» написаны белой краской на приливах крышки под штуцера)

Рис. 7.20. Регулятор числа оборотов РО-40ВА (конструктивная схема):

1 — рессора; 2 — уплотнитель; 3 и 12 — пружины; 4 — датчик числа оборотов;

5 — шарикоподшипник; 6 — жиклер; 7 — клапан; 8 — рычаг; 9 — грузик; 10 — игла; 11 — втулка; 13 — опора; 14 — винт регулировочный; 15 — клапан для стравливания воздуха; 16 — рычаг; 17 — винт регулировочный для регулирования числа оборотов срабатывания золотника 22; 18 — термокомпенсатор; 19 — винт с элементом контрольного режима срабатывания системы СЗТВ; 20 — заглушка; 21 — рычаги механизма захвата; 22 — золотник аварийного выключения двигателя; 23 — клапан золотника; 24 — крышка;

25 — толкатель; 26 — паз контрольного режима; 27— втулка жиклерная; 28 — головка настройки числа оборотов срабатывания регулятора (позиции с 1 по 15 совпадают с позициями на рис.7.9)

Для снятия блокировки рычагами 21 (см. рис. 7.20) золотника 22 аварийного останова после

срабатывания системы СЗТВ необходимо вывернуть заглушку 20, завернуть до упора винт-

приспособление, который нажмет на толкатель 25 и освободит золотник 22 от захвата рычагами 21, после чего золотник 22 займет исходное положение.

Вывернуть винт-приспособление, ввернуть и законтрить заглушку 20.

Для периодической проверки надежности работы системы СЗТВ в конструкции агрегата РО-40ВА предусмотрен специальный элемент, представляющий собой устройство с двухпозиционной фиксацией винтом 19 для двух режимов работы системы СЗТВ:

1) рабочий режим — число оборотов срабатывания nн.в. = 117,5±2%;

2) контрольный режим — число оборотов срабатывания nн.в. = 95±2%.

При проверке системы СЗТВ винт 19 перевести из рабочего положения в фиксированное положение контрольного режима, пружина 12 расслабится и золотник 22 сработает при более низких числах оборотов nн.в., которые допустимы при работе двигателя.

После перевода винта 19 в рабочее фиксированное положение настройка агрегата РО-40ВА не нарушается.

В агрегате РО-40ВА установлен термокомпенсатор 18 для повышения точности срабатывания по числу оборотов как регулятора оборотов, так и системы СЗТВ при изменении температурных условий агрегата РО-40ВА.

Схема топливной системы и схема топливных коммуникаций двигателя, оборудованного СЗТВ показаны на рисунках 7.21 и 7.22.

Рис. 7.21. Схема топливной системы двигателя, оборудованного СЗТВ:

1 — подвод топлива (pком) из КА-40; 2 — слив в магистраль гидросистемы; 3 — подвод сигнального давления от агрегата КА-40; 4 — слив из гидросистемы; 5 — блок электромагнитных клапанов; 6 — клапан постоянного давления (КПД); 7 — пусковой воспламенитель со свечой и пусковой форсункой; 8 — отвод воздуха (р2) к спаренному двигателю; 9 — подвод воздуха (р2) от спаренного двигателя; 10 —топливный коллектор (второй контур); 11 — топливный коллектор (первый контур); 12 — рабочая форсунка; 13 — слив в магистраль гидросистемы; 14 — камера сгорания; 15 — корпус турбины; 16 — дренаж; 17 — дренаж из четвертой опоры роторов двигателя и выхлопного патрубка;

18 — фильтр дренажный; 19 — блок дренажных клапанов; 20 — дренаж из агрегатов КА-40 и ПН-40; 21 — дренаж; 22 — подвод топлива к агрегату НР-40ВА; 23 — подвод топлива (pслива) из КА-40

Рис. 7.22. Схема топливных коммуникаций двигателя, оборудованного системой защиты

турбины винта:

1 — насос-регулятор НР-40ВА; 2 — диффузор камеры сгорания; 3 — синхронизатор мощности СО-40; 4 — датчик ИД-100 манометра топлива; 5 — исполнительный механизм ИМ-40; 6 — пусковые воспламенители; 7 — рабочие топливные форсунки; 8— топливный коллектор рабочих форсунок (первый контур); 9 — топливный коллектор рабочих форсунок (второй контур); 10 — топливный коллектор пусковых воспламенителей; 11 — клапан постоянного давления (КПД); 12 — блок электромагнитных клапанов; 13 — регулятор РО-40ВА частоты вращения ротора свободной турбины; 14— сопловой аппарат II ступени турбины компрессора; 15 — фильтр дренажный; 16 — камера сгорания; 17 — блок дренажных клапанов; 18 — корпус турбины; 19 — трубопровод подвода топлива из пружинной полости КПП агрегата НР-40ВА к золотнику аварийного останова агрегата РО-40ВА; 20 — трубопровод подвода топлива из-за качающего узла агрегата НР-40ВА к

аварийному золотнику агрегата РО-40ВА; 21 — трубопровод подвода топлива высокого давления от агрегата НР-40ВА к блоку дренажных клапанов

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Гидравлическая система двигателя ТВ2-117 выполняет следующие функции:

а) поворачивает лопатки входного направляющего аппарата и направляющих лопаток I, II и III

ступеней компрессора по заданной программе в зависимости от числа оборотов ротора компрессора и температуры воздуха на входе в двигатель;

б) при запуске двигателя на заданных числах оборотов ротора компрессора выдает электрические сигналы на отключение пусковой системы и включение регулятора тока генератора, на отключение стартера, на включение противообледенительной системы;

в) на заданных числах оборотов ротора компрессора закрывает клапаны перепуска воздуха;

г) выдает сигнальное давление на механизм ограничителя температуры газа по физическим числам оборотов ротора компрессора;

д) выдает командное давление на ограничение приведенных чисел оборотов ротора компрессора в агрегат НР-40ВА (НР-40ВГ).

В гидравлическую систему входят следующие агрегаты и узлы: плунжерный насос ПН-40Р;

командный агрегат КА-40; два гидромеханизма; два клапана перепуска воздуха и клапан

противообледенения.

Агрегаты гидравлической системы и схема их соединения трубопроводами показаны на рисунке 8.1.

Рис. 8.1. Схема гидравлической системы:

1 —командный агрегат КА-40; 2 — плунжерный насос ПН-40Р; 3 — клапан перепуска воздуха;

4 — гидромеханизм; 5 —клапан противообледенения; каналы: А — отвода воздуха; Б — подвода воздуха В — слива топлива из агрегата ИМ-40; Г — подвода воздуха; Д — отвода воздуха; Е — подвода рабочего давления; Ж — подвода командного давления; З — подвода сигнального давления к агрегату ИМ-40; И — подвода топлива от входа в НР-40ВА; К — дренаж; Л — подвода воздуха; М и Н — отвода воздуха; О — слива топлива в НР-40ВА; П — рком в НР-40ВА

Работает гидросистема двигателя следующим образом.

Топливо из топливных баков вертолета подкачивающим насосом подается под избыточным

давлением 0,4—1,2 кгс/см2 к входному ниппелю насоса-регулятора НР-40ВР и от него по внешнему трубопроводу к плунжерному насосу ПН-40Р (канал «И»). Пройдя сетчатый фильтр насоса, топливо поступает к качающему узлу плунжерного насоса 2, где давление повышается до Рраб=27,5±2,5 кгс/см2.

От плунжерного насоса топливо направляется: по трубопроводам в командный агрегат (КА-40) 1, к гидромеханизму 4 и к клапану противообледенения 5.

При запуске двигателя двухпозиционный датчик командного агрегата 1 направляет топливо по каналу «Е» под поршень клапана перепуска 3 воздуха из компрессора. При этом клапан будет открыт, и воздух от VI ступени компрессора перепускается в атмосферу. При достижении оборотов ротора турбокомпрессора nт.к=53±3% двухпозиционный датчик командного агрегата 1 сообщает канал «Е» с каналом «В» .и топливо из-под поршня клапана перепуска 3 сливается на вход в плунжерный насос 2.

При выходе двигателя на рабочий режим от командного агрегата 1 по каналу 5 подается топливо под давлением Рком, зависящим от оборотов ротора турбокомпрессора и температуры воздуха на входе в двигатель, для управления золотником гидромеханизма 4. Золотник перепускает топливо от насоса ПН- 40Р с давлением Рраб в ту или иную полость поршня, который через рычаги, тяги и механизм поворота лопаток разворачивает лопатки ВНА и направляющих аппаратов І—ІІІ ступеней на соответствующие углы. Кроме того, командный агрегат 1 в зависимости от оборотов турбокомпрессора по каналу «З» подает топливо с давлением Рсигн к исполнительному механизму ИМ-40 для ограничения максимальной

температуры газов перед турбиной компрессора.

Слив топлива из командного агрегата КА-40, исполнительного механизма ИМ-40 и из полости золотника гидромеханизма 4 производится на вход в плунжерный насос ПН-40Р. Слив топлива из клапана противообледенения 5, полостей поршня гидромеханизма 4 и просочившегося топлива из клапанов перепуска 3 производится на вход в насос-регулятор НР-40ВА (НР-40-ВГ).

ПЛУНЖЕРНЫЙ НАСОС ПН-40Р

Плунжерный насос ПН-40Р (рис. 8.2) установлен на коробке приводов. Насос получает вращение от ротора компрессора и предназначен для подачи топлива под давлением Рраб в командный агрегат КА-40 и систему управления двигателем.

Рис. 8.2. Плунжерный насос ПН-40Р (внешний вид):

1 — штуцер с фильтром подвода топлива

Агрегат ПН-40Р (рис. 8.3) представляет собой насос высокого давления, состоящий из ротора 4, наклонной шайбы 2, закрепленной неподвижно, семи плунжеров 3 и плоского золотника 6. Ротор приводится во вращение рессорой 1 от коробки приводов. На входе в насос установлен топливный фильтр 5, а в магистраль высокого давления вмонтирован редукционный клапан 3, обеспечивающий заданное давление топлива на выходе из агрегата.

Топливо подается подкачивающим насосом из топливного бака вертолета в канал «А» агрегата.

Пройдя топливный фильтр 5, топливо попадает на вход к ротору 4 насоса, который в процессе работы повышает давление топлива и через канал Б подает его в командный агрегат КА-40.

Основным условием надежной работы агрегата является хорошая фильтрация топлива. Топливные баки вертолета должны заправляться топливом со степенью очистки 12—16 мкм. Входной фильтр 5 грубой очистки топлива служит для защиты качающего узла насоса от попадания случайных частиц.

Принцип действия насоса основан на том, что при вращении ротора 4 благодаря наклонному

расположению шайбы 2 плунжеры 3 совершают возвратно-поступательные движения в своих гнездах, расположенных в роторе. При этом каждый плунжер засасывает в течение примерно полуоборота ротора топливо через всасывающее окно золотника 6 и нагнетает его в течение второго полуоборота через окно в линию высокого давления.

Редукционный клапан поддерживает на выходе из агрегата постоянное давление путем перепуска части топлива после качающего узла на вход в агрегат. Клапан 8 перемещается во втулке, нагружен слева пружиной 7 и давлением сливаемого топлива. Справа на торец клапана действует давление топлива за качающим узлом. Величина давления обеспечивается силой натяжения пружины 7. Если давление на выходе из агрегата начнет падать, клапан 8 под действием пружины 7 переместится вправо, перепуск топлива на слив уменьшится и давление восстановится до заданного. Если давление на выходе начнет повышаться, то клапан, преодолев усилие пружины, переместится влево и увеличит перепуск топлива на слив, при этом давление опять восстановится до заданного.

Рис. 8.3. Плунжерный насос ПН-40Р (конструктивная схема):

1 — рессора; 2 — шайба наклонная; 3 — плунжер; 4 — ротор; 5 — фильтр; 6 — золотник плоский; 7 — пружина; 8 — клапан редукционный; А — вход; Б — слив; В — дренаж

КОМАНДНЫЙ АГРЕГАТ КА-40

Командный агрегат КА-40 (рис. 8.4 и 8.5) установлен на коробке приводов, имеет привод от ротора компрессора и предназначен для управления двигателем путем выдачи гидравлических и электрических сигналов в систему управления.

Рис. 8.4. Командный агрегат КА-40 (внешний вид с левой стороны):

1 — винт термокоррекции; 2 — винт регулирования числа оборотов закрытия клапанов перепуска воздуха; 3 — пробка фильтра; 4 — штуцер замера давления, подводимого к клапанам перепуска воздуха;

5 — штуцер замера командного давления;

6 — клапан стравливания воздуха.

Командный агрегат обеспечивает:

а) подачу командного давления (Рком) к гидромеханизмам поворота лопаток направляющих

аппаратов компрессора по заданной программе в зависимости от числа оборотов ротора компрессора и температуры воздуха на входе в двигатель;

б) подачу командного давления (Рком) на ограничитель приведенных чисел оборотов ротора

компрессора [в агрегат НР-40ВА (НР-40ВГ)];

в) подачу сигнального давления (Рсигн) в клапан блокировки исполнительного механизма ИМ-40 при заданных оборотах ротора турбокомпрессора;

г) подачу электрических сигналов на отключение стартера, включение регулятора тока генератора и включение противообледенительной системы на заданных числах оборотов ротора компрессора двигателя;

д) подачу рабочего давления (Рраб) на исполнительный механизм перепуска воздуха из компрессора на заданных числах оборотов ротора компрессора двигателя.

Рис. 8.5. Командный агрегат КА-40 (внешний вид с правой стороны):

1 — штепсельный разъем; 2 — контргайка фиксации фланца отвода воздуха; 3 — фланец отвода воздуха от термокомпенсатора; 4 — шайба регулировки включения регулятора тока; 5 — фланец подвода воздуха к термокомпенсатору; 6 — шайба регулировки включения блокировки противообледенительной системы и отключения стартера-генератора

Основными элементами командного агрегата КА-40 (рис. 8.6) являются: центробежный датчик чисел оборотов с приводной рессорой (рессора 1, грузики 2, вращающийся золотник 3); датчик полной температуры воздуха на входе в двигатель (теплоприемник 6, биметаллическая пластина 5, толкатель 7); датчик командного давления гидромеханизма (золотник 8, ползун 9, сильфон 16); двухпозиционный датчик (золотник 10 с пружиной); блок контактов (мембраны 21 и 26, пружина 24, шток 23, микровыключатели 20 и 25 с колодкой штепсельного разъема 22); фильтр 13; клапан 11 стравливания воздуха.

В агрегат КА-40 (в канал Д) топливо подается под постоянным давлением от плунжерного насоса ПН-40Р и по двум параллельным каналам поступает к двухпозиционному датчику и к сетчатому фильтру. Пройдя фильтр 13, топливо поступает к вращающемуся золотнику 3 центробежного датчика числа оборотов. От золотника 3 топливо под давлением, пропорциональным квадрату числа оборотов привода, подается к трем элементам агрегата — к мембране 21 блока электроконтактов, под золотник 10 двухпозиционного датчика и через систему жиклеров 19, 27 и 28 внутрь сильфона 16.

От фильтра 13 топливо под постоянным давлением проходит через жиклер 15, поступает в полость снаружи сильфона 16 и частично перепускается на слив по отверстиям в золотнике 8. Давление топлива за жиклером 15 (командное давление) определяется величиной давления внутри сильфона и положением конца биметаллической пластины 5. Топливо с командным давлением по каналу Г подается к гидромеханизмам поворота лопаток направляющих аппаратов компрессора двигателя и к ограничителю приведенных оборотов ротора компрессора в агрегат НР-40ВА (НР-40ВГ).

В зависимости от частоты вращения привода агрегата золотник 10 двухпозиционного датчика перепускает топливо под рабочим давлением по каналу В на открытие клапанов перепуска воздуха из компрессора.

Сетчатый фильтр 13 агрегата КА-40 служит для защиты прецизионных скользящих пар и агрегата от попадания случайных частиц. В случае засорения фильтра топливо поступает в агрегат, минуя фильтр, через шариковый клапан, вмонтированный в корпус фильтра.

Рис. 8.6. Командный агрегат КА-40 (конструктивная схема):

1 — рессора; 2 — грузик; 3, 8 и 10 — золотники; 4 и 12 — винты регулировочные; 5 — пластина биметаллическая; 6 — теплоприемник; 7 —толкатель; 9— ползун; 11 — клапан стравливания воздуха; 13— фильтр; 14, 15, 19, 27 и 28 — жиклеры; 16— сильфон; 17, 18 и 24 — пружины; 20 и 25 — микровыключатели; 21 и 26 — мембраны; 22 — штепсельный разъем; 23 — шток

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ДАТЧИК

Центробежный датчик числа оборотов ротора компрессора обеспечивает подвод топлива под

давлением (пропорциональным квадрату числа оборотов привода) в блок электроконтактов, в

двухпозиционный датчик и датчик командного давления (полость снаружи сильфона).

Вращающийся золотник 3 (см. рис. 8.6) датчика перемещается во втулке и нагружен слева

центробежными силами, развиваемыми грузиками 2, и давлением слива. Справа золотник

уравновешивается редуцированным входным давлением топлива (Рп). Давление Рп подводится к торцу золотника через канал в золотнике и далее по диаметральному зазору. Подвод топлива по диаметральному зазору демпфирует давление в полости над торцом золотника. Если давление Рп создает силу большую, чем центробежная сила грузиков, то золотник переместится влево и рабочей кромкой будет прикрывать отверстия подвода входного давления во втулке до тех пор, пока сила от давления на торец золотника 3 не будет равна центробежной силе грузиков. При увеличении числа оборотов привода грузики 2 перемещают золотник 3 вправо, рабочая кромка золотника увеличивает открытие отверстий подвода входного давления до тех пор, пока сила от давления на торец золотника не уравновесит центробежную силу грузиков. Поэтому можно сделать вывод, что давление топлива за

центробежным датчиком будет зависеть от частоты вращения ротора турбокомпрессора. Такое

давление, как было сказано выше, называется сигнальным: Рп = Рсигн = f (nтк).

Так как центробежная сила грузиков пропорциональна квадрату оборотов, то и величина Рсигн будет пропорциональна квадрату оборотов ротора турбокомпрессора.

БЛОК КОНТАКТОВ

Блок контактов предназначен для выдачи сигналов на отключение стартера и на включение

противообледенительной системы. К штепсельному разъему 22 (рис.8.6) присоединены

микровыключатели 25 включения регулятора тока и отключения пускового топлива и 20 отключения стартера и включения блокировки противообледенительной системы. Мембраны 21 и 26 отделяют микровыключатели от топливных полостей блока и воспринимают давление топлива.

На мембрану 26 действуют давление сливаемого топлива (на площадь мембраны) и сила натяжения пружины 24. Под действием этих сил мембрана 26 прижимает торец гайки к левой упорной шайбе и держит кнопку микровыключателя 25 в замкнутом положении. Посредством штока 23 мембрана 26 и пружина 24 связаны с мембраной 21, на площадь которой действует давление Рсигн. При достижении заданных чисел оборотов сила, действующая на мембрану 21, преодолев силу натяжения пружины 24, переместит мембрану 26 вправо и, освободив кнопку микровыключателя 25, выдаст сигнал на включение регулятора тока и отключение пускового топлива.

При дальнейшем нарастании давления Рсигн мембрана 21 продолжает перемещаться вправо. При новом заданном значении числа оборотов торец гайки мембраны 21 дойдет до упора в правую шайбу и, нажав на кнопку микровыключателя 20, выдаст сигнал на отключение стартера и включение блокировки противообледенительной системы.

Регулировка моментов срабатывания микровыключателей производится их перемещением путем подбора по толщине шайб, прокладываемых под фланцы микровыключателей.

ДВУХПОЗИЦИОННЫЙ ДАТЧИК

Двухпозиционный датчик предназначен для выдачи гидравлических сигналов (рабочего давления топлива) в механизмы клапанов перепуска воздуха из компрессора при заданных физических числах оборотов ротора компрессора двигателя. При давлении в канале «В», равном входному давлению топлива, поступающему от агрегата ПН-40Р, перепуск открыт, а при давлении, равном сливному давлению, перепуск закрыт.

Золотник 10 датчика справа нагружен пружиной и давлением сливаемого топлива, а слева —

давлением Рсигн . До заданной величины Рсигн определяемой затяжкой пружины винтом 12, золотник 10 отсоединяет канал «В» от канала «Б» слива и подает в него (через наружную проточку «А» на золотнике) входное топливо из полости расположения фильтра — перепуск откроется.

На заданном числе оборотов при достижении соответствующего давления Рсигн золотник сожмет пружину и переместится вправо до упора в пробку. При этом канал «В» отсоединится от канала входного топлива и сообщится через отверстия в золотнике с каналом «Б» слива — перепуск закроется.

ДАТЧИК ПОЛНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

Датчик полной температуры воздуха на входе в двигатель предназначен для преобразования

изменения температуры в поступательное движение толкателя 7 (см. рис. 8.6). Сигнал от датчика полной температуры передается в датчик командного давления, где суммируется с сигналом центробежного датчика. Датчик представляет собой биметаллическую пластину 5, консольно закрепленную в трубе теплоприемника 6, имеющей внутренний теплоизолятор.

Свободный конец пластины при изменении температуры перемещается: увеличение температуры приводит к изгибу пластины вверх, уменьшение температуры вызывает изгиб конца ее вниз (к сильфону 16). Перемещение конца пластины пропорционально изменению температуры.

Ход толкателя 7 в заданном диапазоне изменения температуры зависит от рабочего плеча пластины, т. е. от расстояния между точкой контакта толкателя с пластиной и местом закрепления пластины; ход пластины пропорционален квадрату плеча пластины.

Толкатель 7 под действием пружины 17 постоянно находится в контакте с золотником 8.

ДАТЧИК КОМАНДНОГО ДАВЛЕНИЯ

Датчик командного давления предназначен для выдачи гидравлического сигнала (командного давления) в гидромеханизмы поворота лопаток направляющих аппаратов компрессора и к ограничителю приведенных чисел оборотов ротора компрессора в агрегат НР-40ВА (НР-40ВГ) по заданной программе в зависимости от числа оборотов ротора компрессора и температуры воздуха на входе в двигатель.

Сильфон 16 нагружен снизу редуцированным давлением Рсигн воздуха (внутри сильфона), пружиной 18 и сопротивлением деформации сильфона, а сверху — командным давлением Рком (снаружи сильфона) и пружиной 17.

При увеличении числа оборотов ротора компрессора двигателя давление внутри сильфона растет, но так как золотник 8 неподвижен (при постоянной температуре воздуха на входе в двигатель), ползун 9 прикрывает перепуск топлива под давлением на слив через отверстия в золотнике. Это вызывает увеличение давления Рком, которое будет расти до тех пор, пока не уравновесит редуцированное давление Рсигн. Так как эти давления действуют на одну и ту же площадь, то прирост редуцированного Рсигн вызывает равный прирост Рком.

Характеристика функциональной зависимости Рком = f(nтк) при постоянной температуре Tвх*

подбирается отношением площадей входного жиклера 19 и выходных жиклеров 27 и 28. При

увеличении этого отношения наклон кривой характеристики увеличивается. Величина Рком

определяется предварительной деформацией сильфона и пружин и регулируется винтом 4. При вращении винта по часовой стрелке пластина 5 перемещается вверх от сильфона и тем самым уменьшаются деформации сильфона и пружины 18. Это вызывает уменьшение давления Рком. Винт 4 осуществляет параллельное смещение характеристики Рком = f(nтк) при постоянной температуре Tвх*.

При уменьшении температуры воздуха на входе в двигатель датчик полной температуры

перемещает толкатель 7 с золотником 8 вниз. Это приводит к уменьшению открытия тверстия в золотнике 8 перепуска топлива под давлением Рком на слив (т. е. к увеличению Рком), и сильфон с поршнем занимают новое равновесное положение, соответствующее положению золотника 8.

Диапазон изменения Рком в зависимости от Твх* при постоянных числах оборотов зависит от хода толкателя 7 и регулируется рабочим плечом пластины 5. Для увеличения диапазона изменения командного давления в зависимости от изменения температуры муфту с регулировочным винтом 4 и пластиной 5 перемещают влево. При этом увеличивается рабочее плечо пластины и конец ее в заданном диапазоне температур будет делать больший ход и, следовательно, Рком будет изменяться на большую величину. Для уменьшения диапазона муфту перемещают вправо.

Таким образом можно сделать вывод, что величина командного давления зависит как от оборотов ротора турбокомпрессора, так и от температуры воздуха на входе в компрессор. Причем, рост оборотов приводит к росту Рком , а рост температуры — к снижению. Поэтому величина Рком определяется приведенными оборотами ротора турбокомпрессора: Рком = f (nтк.пр).

КЛАПАН СТРАВЛИВАНИЯ

Клапан 11 стравливания (см. рис. 8.6) предназначен для выпуска воздуха и паров топлива из

внутренних полостей агрегата при заполнении топливной системы двигателя топливом. Для открытия клапана применяют специальное приспособление, с помощью которого нажимают на шарик клапана.

Жиклер 14 — вентиляционный. При заполнении системы двигателя топливом воздух и пары из агрегата ПН-40Р через жиклер 14 вытесняются к клапану 11.

ГИДРОМЕХАНИЗМЫ

Для поворота лопаток входного направляющего аппарата и направляющих аппаратов первых трех ступеней компрессора по обеим сторонам корпуса компрессора установлено по одному гидромеханизму (рис. 8.7). Каждый гидромеханизм имеет один ведущий и три ведомых рычага, соединенных между собой тягами. Ведущий рычаг соединен с поршнем 6 (рис.8.8), управляемым сервозолотником 11.

Топливо с командным давлением, подаваемое агрегатом КА-40, подводится к штуцеру 14. Топливо с рабочим давлением подводится к штуцеру 13. Каналы 10 и 15 соединены со сливным каналом.

Рис. 8.7. Гидромеханизмы (внешний вид):

а — правый; б — левый

С увеличением командного давления сервозолотник 11 вместе с сервопоршнем 16, сжимая пружину 3, отходит влево, открывает вход топливу с рабочим давлением в правую полость поршня 6, а левую полость поршня соединяет со сливом. Поршень 6 начинает перемещаться влево, поворачивая против часовой стрелки ведущий рычаг 4 и сидящий с ним на одном валике профильный кулачок 9.

Профильный кулачок 9 смещает гильзу 12 обратной связи вслед за сервозолотником 11.

С уменьшением командного Давления сервозолотник 11 под действием пружины движется вправо и топливо с рабочим давлением подается в левую полость поршня, а правая полость соединяется со сливом. Гильза 12 обратной связи всегда прижата командным давлением к кулачку 9 и перемещается вслед за сервозолотником 11.

Для визуального контроля за углом поворота гидромеханизма имеется стрелка 8, укрепленная на оси рычага направляющего аппарата III ступени компрессора, и шкала 7, которые показывают положение лопаток направляющих аппаратов I и II ступеней. Углы поворота лопаток входного направляющего аппарата и лопаток направляющего аппарата III ступени зависят от замеренного угла также как, отношение длины плеч соответствующих ведущих рычагов к длине плеч ведущих рычагов направляющих аппаратов I и II ступеней.

Для регулирования уголов поворота лопаток направляющих аппаратов компрессора по

соответствующему командному давлению предусмотрен регулировочный винт 2 с контргайкой 1.

Рис. 8.8. Гидромеханизм (конструкция и конструктивная схема):

1 — контргайка; 2 — винт регулировочный; 3 — пружина; 4 — рычаг; 5 — ползун; 6 — поршень; 7 — шкала; 8 — стрелка; 9— кулачок профильный; 10 и 15 — каналы слива; 11 — сервозолотник; 12 — гильза; 13 — штуцер подвода рабочего давления; 14 — штуцер подвода командного давления; 16 — сервопоршень

КЛАПАН ПРОТИВООБЛЕДЕНЕНИЯ

Клапан противообледенения (рис. 8.9) устанавливается на среднем корпусе компрессора с правой стороны двигателя и предназначен для перепуска горячего воздуха из-за компрессора в

противообледенительную систему двигателя.

Клапан противообледенения (рис. 8.10) состоит из корпуса, поршневого и золотникового

механизмов и электромагнитного клапана. Горячий воздух к клапану подводится по каналу «Л», а отводится по каналам «Б» и «Г».

Топливо к клапану подводится от плунжерного насоса ПН-40Р под рабочим давлением,

создаваемым насосом, и поступает в клапан по каналу В.

Рис. 8.9. Клапан противообледенения (внешний вид)

С двигателем № С94101082 на клапан противообледенения установлен топливный фильтр 6 для дополнительной очистки топлива под рабочим давлением подводимого от ПН-40Р.

По электрическому сигналу от системы сигнализации обледенения РИО-3 (установленной на

вертолете) или вручную соленоид электромагнита 3 клапана перемещает золотник 4 влево и открывает доступ топливу из канала В в левую полость поршня 2, а правую полость поршня сообщает каналом Д со сливом. При этом поршень 2 вместе с обтекателем 1 переместится вправо и откроет канал для перепуска горячего воздуха в каналы противообледенительной системы, т. е. в каналы корпуса первой опоры двигателя.

При выключенном соленоиде электромагнитного клапана золотник 4 под действием пружины 5 смещен вправо, топливо с рабочим давлением поступает в правую полость поршня 2 и удерживает клапан противообледенения в закрытом положении.

Рис. 8.10. Клапан противообледенения (конструктивная схема):

1 — обтекатель; 2 — поршень; 3 — электромагнитный клапан;

4 — золотник; 5 — пружина; 6 — фильтр топливный

КЛАПАН ПЕРЕПУСКА ВОЗДУХА

На двигателе установлены два клапана (рис. 8.11) перепуска воздуха из средних ступеней

компрессора. При неработающем двигателе клапаны перепуска воздуха закрыты. Закрытие клапана обеспечивается силой пружины 3, воздействующей на поршень 2 и, следовательно, на клапан 1.

Рис. 8.11. Клапан перепуска воздуха (конструктивная схема):

1 — клапан; 2 — поршень; 3 — пружина

При запуске двигателя и создании давления в топливной системе топливо, из агрегата ПН-40Р через командный агрегат КА-40 под рабочим давлением через канал «В» поступает под поршень 2 клапана.

Под действием топлива поршень 2 поднимается вверх и открывает соединенный с ним клапан 1 перепуска воздуха. При этом воздух из компрессора проходит по кольцевому каналу между клапаном и его седлом и отводится по каналу «Б».

Клапаны перепуска остаются открытыми от начала запуска двигателя до достижения ротором компрессора двигателя числа оборотов, равного 53±3%. При этих числах оборотов командный агрегат отключает подачу давления под поршень клапана перепуска, в результате чего поршень 2 под действием силы натяжения пружины 3 перемещается вниз и закрывает клапан 1 перепуска воздуха.

Каналом «А» клапан перепуска соединен с магистралью слива.

СИСТЕМА ЗАПУСКА

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЗАПУСКЕ ТВД

Запуском называется процесс вывода двигателя из нерабочего состояния на режим самостоятельной устойчивой работы — режим малого газа. Для запуска газотурбинного двигателя необходимо:

а) раскрутить ротор турбокомпрессора до оборотов, при которых компрессор в состоянии всасывать, сжимать и подавать сжатый воздух в камеру сгорания, а турбина компрессора развивать мощность, достаточную для привода компрессора при допустимой температуре газа перед турбиной;

б) образовать топливовоздушную смесь в камере сгорания двигателя и обеспечить ее воспламенение и устойчивое сгорание.

Агрегат, который обеспечивает раскрутку ротора турбокомпрессора при запуске двигателя,

называется пусковым устройством или стартером. На двигателе ТВ2-117 пусковым устройством является стартер-генератор ГС-18МО, который при запуске работает стартерном режиме (режиме электродвигателя). Для образования и воспламенения топливовоздушной смеси на камере сгорания двигателя установлены два пусковых воспламенителя с пусковыми форсунками и запальными свечами СП-18УА.

Наличие на двигателе свободной турбины, обеспечивающей привод несущего и рулевого винтов, накладывает определенный отпечаток на его запуск. Так, в начальный момент запуска, когда повышение давления в компрессоре незначительно, полное расширение газа происходит только в турбине компрессора. При этом ротор свободной турбины практически не вращается.

Увеличение оборотов турбокомпрессора сопровождается ростом степени повышения давления в компрессоре. Это приводит к увеличению перепада давления на свободной турбине, плавной раскрутке свободной турбины, а значит и несущего и рулевого винтов. Наличие свободной турбины исключает необходимость постановки муфты включения трансмиссии вертолета — устройства достаточно громоздкого, сложного и неотъемлемого для вертолетных поршневых и одновальных газотурбинных двигателей.

Минимальное число оборотов установившейся самостоятельной работы двигателя зависит от его пусковых характеристик. Под пусковыми характеристиками ТВаД обычно понимают зависимость мощности пускового устройства (Nст), потребной для вращения ротора турбокомпрессора , и мощности, развиваемой турбиной компрессора (Nт.к.), от числа оборотов турбокомпрессора (nт.к) при заданном законе изменения температуры газа перед турбиной.

Примерный вид пусковой характеристики двигателя показан на рис.9.1. Из рисунка следует, что самостоятельная работа двигателя невозможна при числе оборотов турбокомпрессора, меньше равновесных (nр), что запуск двигателя возможен только с помощью мощного и действующего в течение относительно длительного промежутка времени источника энергии — стартера.

Рис. 9.1. Примерная пусковая характеристика газотурбинного двигателя:

N ст— мощность, развиваемая стартером; N т.к.— мощность, развиваемая турбиной компрессора; N к — потребная мощность для вращения ротора компрессора; 1— момент воспламенения рабочего топлива; 2—момент отключения стартера; 3— режим малого газа

Однако отключать стартер-генератор ГС-18МО из стартерного режима, при достижении ротором турбокомпрессора равновесных оборотов нельзя, так как при этих оборотах турбина не создает избытка мощности, необходимого для перехода на более высокие режимы. Незначительное же ухудшение условий работы двигателя, а также наличие ветра со стороны выходного устройства может привести к тому, что мощность, развиваемая турбиной, окажется меньше потребной и двигатель остановится.

Обороты отключения стартера должны быть такими, при которых мощность, развиваемая турбиной, становится достаточной для уверенного выхода двигателя на режим малого газа. Для обеспечения возможности перехода двигателя на рабочие режимы температура газа перед турбиной компрессора на режиме малого газа должна быть меньше максимально допустимой. Турбина компрессора начинает развивать положительный крутящий момент с начала подачи в двигатель рабочего топлива.

В соответствии с изложенным весь процесс запуска можно разделить на три основных этапа.

ПЕРВЫЙ ЭТАП

Первый этап продолжается с момента включения стартера-генератора ГС-18МО в стартерный режим работы (nтк=0) до момента подачи в камеру сгорания и воспламенения в ней рабочего топлива (nтк = 17÷19%).

Раскрутка ротора турбокомпрессора на этом этапе осуществляется только стартером-генератором ГС-18МО.

ВТОРОЙ ЭТАП

Второй этап длится с момента, когда турбина компрессора начинает развивать положительный крутящий момент (n1) до момента отключения стартера-генератора ГС-18МО (n2). Раскрутка ротора турбокомпрессора на этом этапе осуществляется как стартером-генератором ГС-18МО, так и турбиной компрессора. Стартер-генератор ГС-18ГС на этом этапе работает в режиме сопровождения.

Отключение ГС-18МО происходит при nтк=57÷63%.

ТРЕТИЙ ЭТАП

Третий этап продолжается с момента отключения стартера-генератора ГС-19МО (n2) до момента выхода двигателя на режим малого газа (nмг). Раскрутка ротора турбокомпрессора на этом этапе осуществляется только его турбиной. При работе двигателя на малом газе обороты турбокомпрессора должны быть равны 65 2 -1%.

Как видно из вышесказанного, в запуске двигателя ТВ2-117 должны принимать участие несколько систем:

— электрическая система;

— система зажигания;

— пусковая топливная система.

Кроме запуска двигателя система запуска может осуществлять холодную прокрутку и ложный запуск.

Холодная прокрутка предназначена для удаления из проточной части двигателя остатков топлива после неудавшегося запуска, охлаждения деталей проточной части двигателя. При холодной прокрутке осуществляется раскрутка ротора турбокомпрессора без подачи топлива в камеру сгорания. При холодной прокрутке работает только электрическая система, система зажигания и топливная система не задействованы.

Ложный запуск, т.е. запуск без воспламенения топливовоздушной смеси, производится с целью проверки работы систем, участвующих в запуске, а также при проведении консервации и расконсервации двигателя. При ложном запуске работают электрическая и топливная системы, система зажигания не задействована.

При использовании для раскрутки ротора турбокомпрессора ТВД электрической системы в

качестве пускового устройства (стартера) применяется стартер-генератор ГС-18МО, работающий в режиме электродвигателя. Источниками напряжения могут быть бортовые аккумуляторные батареи или наземные средства обеспечения электроэнергией.

Для сокращения продолжительности запуска двигателя стартер должен обеспечивать раскрутку ротора турбокомпрессора на первом этапе с большими угловыми ускорениями (400÷600 с-2). Кроме того, стартер должен сопровождать раскрутку ротора турбокомпрессора до частоты вращения nтк=57÷63% и при этом иметь своем валу достаточно большой момент для увеличения частоты вращения ротора.

Стартер-генератор ГС-18МО представляет собой шестиполюсную электрическую машину

постоянного тока с шунтовым возбуждением (рис.9.2,а). Такие электрические машины при работе в режиме электродвигателя имеют характеристики, представленные на рисунке 9.2,б.

Рис. 9.2. Характеристики электродвигателя постоянного тока с шунтовым возбуждением:

а) схема подключения якоря (Я) и обмотки возбуждения (ОВ);

б) скоростная 1, токовая 2 и моментная 3характеристики пуска электродвигателя при

постоянном значении напряжения источника питания (U=const) ;Iя — ток, проходящий через якорь электродвигателя; n— частота вращения ротора электродвигателя; М— момент на валу электродвигателя; τ— время

На графиках (рис.9.2,б) можно выделить два участка: I участок неустановившегося переходного процесса и II участок установившихся параметров частоты вращения n и величины тока Iя. Из анализа графиков можно сделать выводы:

— сразу после подачи напряжения на электродвигатель (τ ≈ 0) происходит интенсивная раскрутка его ротора с большими угловыми ускорениями, электроток, проходящий через якорь максимален. В этот момент времени на валу электродвигателя максимальный крутящий момент и, следовательно, детали кинематически связанные с ротором электродвигателя, нагружены максимальными нагрузками.

Большая величина тока якоря приводит к значительному тепловыделению в обмотках стартера;

— в процессе раскрутки ротора электродвигателя нагрузки, тепловыделение снижаются, но (в

пределах I участка) снижается также интенсивность раскрутки ротора;

— на II участке величины Iя и n стабилизируются, их дальнейшее увеличение при U=const

невозможно. На этом участке М=Мсопр. т.е. вся энергия, подводимая к стартеру, расходуется на нагрев обмоток, преодоление сил трения в подшипниках и др.

Из сказанного можно сделать выводы:

— первоначально к стартеру необходимо подавать пониженное напряжение, это снизит нагрузки на его детали, нагрев обмоток;

— по мере раскрутки ротора необходимо увеличивать подаваемое к стартеру напряжение или не допускать падения величины тока, проходящего через якорь стартера.

Пониженное напряжение к стартеру можно подавать, включив последовательно с ним добавочное сопротивление (Rд) (рис.9.3,а). На этом сопротивлении происходит падение напряжения и, следовательно, к стартеру будет подаваться пониженное напряжение. Затем в соответствии с программой запуска это сопротивление выключается из работы (шунтируется) при подаче напряжения на контактор К6.

Еще одним способом изменения напряжения, подаваемого к стартеру, является изменение схемы включения источников постоянного тока, например, аккумуляторных батарей. На рисунке 9.3,б видно, что при нижнем положении контактов (контактор К5 обесточено) батареи Ак1 и Ак2 включены параллельно. Так как напряжение на каждой из батарей равно 24 В, то к стартеру будет подавать такое же напряжение 24 В. При подаче напряжения на К5 контакты занимают верхнее положение — аккумуляторные батареи будут включены последовательно и к стартеру будет подаваться напряжение 24 24=48 В.

Рис. 9.3. Способы изменения напряжения, подаваемого к стартеру:

а)— включением добавочного сопротивления (Rд);

б)— изменением схемы включения аккумуляторных батарей (Ак1 и Ак2)

Для сохранения величины тока, проходящего через якорь стартера, включение стартера

осуществляется через регулятор тока. На вертолете Ми-8 применен угольный регулятор тока РУТ-600Д.

РУТ-600Д обеспечивает поддержание постоянной мощности стартера при запуске двигателя.

Регулятор включается в схему на I участке работы электродвигателя (стартера), когда по токовой обмотке 8 (рис. 9.4) протекает ток большой величины. Под действием магнитного поля, создаваемого током обмотки 8, якорь 3, преодолевая сопротивление пружины 4, сжимает угольный столбик 1. В результате этого по обмотке возбуждения стартера (ОВ) будет протекать ток определенной величины и создается магнитный поток. По мере возрастания скорости вращения увеличивается противоэлектродвижущая сила якоря стартера. Ток в цепи якоря будет уменьшаться (Iя↓), что приведет к уменьшению магнитного потока обмотки 8. Следовательно, якорь 3 будет сжимать угольный столбик 1 с меньшей силой, сопротивление столбика увеличится, а ток в цепи возбуждения стартера и магнитный поток уменьшатся. Это вызовет увеличение тока, проходящего через якорь стартера (Iя↑), и скорости вращения ротора стартера.

Таким образом, регулятор тока РУТ-600Д, поддерживая потребляемый якорем стартера ток

постоянным (Iя=const), поддерживает мощность стартера неизменной. Управляющая обмотка 7 и сопротивление 11 предназначены для коррекции тока якоря по напряжению источника питания.

Стабилизирующая обмотка 6 обеспечивает устойчивую работу РУТ (без колебаний) при переходных процессах.

Регулятор тока может быть выключен из работы при замыкании контактов К7, при этом угольный столбик шунтируется и РУТ-600Д не влияет на работу стартера.

Рис. 9.4. Принципиальная электрическая (а) и конструктивная схемы регулятора тока:

1— угольный столбик; 2— упорный винт; 3— якорь; 4— пружина; 5— магнитопровод;

6— стабилизирующая обмотка; 7— управляющая обмотка; 8— токовая (рабочая) обмотка;

9— контактный винт; 10— электростартер; 11— регулировочное сопротивление

СИСТЕМА ЗАПУСКА

Система запуска двигателей ТВ2-117 на вертолете Ми-8 обеспечивает:

— автоматический запуск на земле и в полете;

— холодную прокрутку ротора турбокомпрессора;

— ложный запуск;

— прекращение процесса запуска.

Запуск может быть осуществлен:

а) от шести бортовых аккумуляторных батарей 12САМ-28;

б) от аэродромного источника питания;

При запуске двигателя ТВ2-117 принимать участие несколько систем:

—электрическая система;

— система зажигания;

— топливная система.

При запуске от аккумуляторных батарей без их подзарядки разрешается производить не более 5 запусков. Продолжительность запуска при использовании аккумуляторных батарей не более 50 с, аэродромного источника питания — не более 40 с.

АГРЕГАТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ

ЗАПУСК ДВИГАТЕЛЯ*

К агрегатам электрической системы (рис.9.5), участвующим в процессе запуска двигателей,

относятся:

— стартеры-генераторы постоянного тока (ГС-18МО), по одному на каждый двигатель;

— пусковая панель (ПСГ-15), одна панель на оба двигателя;

— шесть аккумуляторных батарей (12САМ-28), разбитых на две группы (AK1 и АК2);

— две аэродромные розетки (ШРАП-500), обозначенные на рис. 9.5 AP1 и АР2;

— переключающие контакторы и блокировочные реле.

* Электрическая система запуска входит в состав более сложной системы электропитания и запуска (СПЗ-15). В данном пособии будет рассмотрено только ее работа при запуске двигателя. Размещение агрегатов СПЗ-15 см. на рисунке 15 приложения.

Рис. 9.5. Электрическая схема питания и запуска двигателя ТВ2-117 на вертолете Ми-8

(упрощенная):

AP1 и АР2— розетки аэродромного питания; AK1 и АК2— бортовые аккумуляторные батареи;

K1 и К2— силовые контакторы; ПСГ-15— пусковая панель; Л1— световое табло «Автомат включен»; 1— автомат защиты сети «Зажигание»; 2— переключатель «Запуск — Холодная —прокрутка»; 3— переключатель выбора запускаемого двигателя; 4— кнопка «Запуск»; 5—кнопка «Прекращение запуска»; 6— агрегат зажигания; 7— запальная свеча; 8— реле включения клапанов подачи пускового топлива, продувки и регулятора тока; 9— контакт №1 агрегата КА-40; 10— стартер-генератор ГС-18МО; 11— электроклапан продувки; 12— электроклапан подачи пускового топлива;13— контакт №2 агрегата КА-40 (ДМР, РН— агрегаты, обеспечивающие питание бортовой сети вертолета постоянным током)

Рис. 9.6. Стартер-генератор ГС-18МО (разрез):

1 — фланец; 2 — шарикоподшипники; 3 — щит со стороны патрубка; 4 — клеммная панель;

5 — клеммные болты; 6 — щетки; 7 —коллектор; 8 — якорь; 9 — корпус; 10 — полюс;

11 —шунтовая обмотка возбуждения; 12 — щит со стороны привода; 13 — крыльчатка

вентилятора; 14 — полный вал якоря; 15—приводной гибкий вал

СТАРТЕР-ГЕНЕРАТОР ГС-18МО

Стартер-генератор ГС-18МО (рис. 9.6 и 9.7) представляет собой шестиполюсную электрическую машину постоянного тока с шунтовым возбуждением теплостойкого исполнения. Охлаждение стартера- генератора принудительное — от вентилятора вертолета, с полным напором охлаждающего воздуха на входе в патрубок стартера-генератора, не менее 400 мм вод. ст.

Стартер-генератор предназначен для раскрутки ротора турбокомпрессора двигателя при запуске.

При раскрутке ротора стартер-генератор работает как электродвигатель постоянного тока (стартерный режим)

В стартерном режиме стартер-генератор ГС-18МО обеспечивает мощность на валу двигателя до 26 кВт. Направление вращения — левое.

Стартер-генератор установлен на задней крышке коробки приводов и связан с валом ротора

компрессора зубчатой передачей.

Рис. 9.7. Стартер-генератор ГС-18МО (внешний вид)

ПУСКОВАЯ ПАНЕЛЬ ПСГ-15

Пусковая панель ПСГ-15 (см. рис. 9.5) предназначена для автоматического управления запуском двигателя вертолета. В системе СПЗ-15 панель обеспечивает запуск двигателей на земле и в полете, холодную прокрутку двигателя, ложный запуск и прекращение процессов запуска, как от аэродромных источников питания, так и от аккумуляторов, установленных на борту вертолета.

Панель представляет собой комплект элементов, размещенных на литом алюминиевом основании и закрытых штампованной алюминиевой крышкой, крепящейся к основанию винтами. Внутри панели смонтированы программный механизм (ПМЖ-2), регулятор тока (РУТ-600Д), добавочное сопротивление (Rд) и контакторы управляющие работой схемы (К6, К7).

Программный механизм ПМЖ-2 представляет собой моторное реле времени, предназначенное для управления процессом запуска по времени. Началом отсчета временной программы считается нажатие летчиком кнопки «Запуск». После этого включается в работу механизм ПМЖ-2 и в определенные моменты времени выдает в систему запуска электрические сигналы. Программный механизм состоит из следующих основных элементов (рис.9.8):

— электродвигателя постоянного тока (1), снабженного регулятором скорости вращения;

— редуктора (2), обеспечивающего вращение вала;

— профильных кулачков (3), жестко закрепленных на валу (4);

— микровыключателей (6);

— рычагов (5), обеспечивающих включение и выключение микровыключателей в  соответствии с профилем кулачков;

Кулачки установлены на валу таким образом, что при определенном положении вала через рычаги замыкают и размыкают контакты различных микровыключателей. Это позволяет при стабильной угловой скорости вращения электродвигателя выдавать в систему электрические сигналы по времени от начала отработки программы запуска.

Программа работы панели рассчитана на 40-секундный цикл запуска.

Рис.9.8. Принципиальная схема программного механизма управления запуском

двигателя:

1— электродвигатель; 2— редуктор; 3— кулачек; 4— вал; 5— микровыключатель;

 6— рычаг

СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ

Система зажигания обеспечивает воспламенение топливовоздушной смеси в камере сгорания при запуске двигателя на земле и в полете. Состав системы зажигания:

— два агрегата зажигания СКНА-22-2А, по одному на каждый двигатель;

— четыре полупроводниковые свечи зажигания СП-18УА, по две на каждый двигатель.

АГРЕГАТ ЗАЖИГАНИЯ СКНА-22-2А

Агрегат зажигания СКНА-22-2А установлен на вертолете (рис.9.9). Он представляет собой

низковольтную конденсаторную систему зажигания, которая является источником электрической энергии, необходимой для образования электрического разряда, между электродами запальной свечи.

В основу работы агрегата положен принцип накопления электрического заряда на накопительном конденсаторе, пробой газонаполненного разрядника и мгновенного разряда накопленной энергии по полупроводниковому слою запальной свечи. С целью предотвращения выхода из строя агрегата при превышении нормы пробивного напряжения свечи в систему введен активизатор.

Пробивное напряжение разрядника 1,5÷2,5 кВ, количество разрядов на свечах при напряжении питания агрегата 27 ±1 В от 6 до 31 в секунду.

Рис. 9.9. Установка агрегата зажигания СКНА-22-2А в двигательном отсеке

Конструктивно агрегат зажигания состоит из двух одинаковых блоков, выполненных в общем корпусе. Каждый блок (рис.9.10) включает в себя индукционные катушки W1 и W2, прерыватель Пр с искрогасящим конденсатором Сп, блок селеновых выпрямителей ВС, накопительный конденсатор Сн с шунтирующим сопротивлением Rн, газонаполненный разрядник Р и активизатор, представляющий собой колебательный контур с конденсаторами C1a и С2а, индукционными катушками W1a и W2a и сопротивлением Ra.

Рис. 9.10. Принципиальная схема блока агрегата зажигания СКНА-22-2А:

Сп — конденсатор прерывателя; Пр — прерыватель; W1 и W2 — первичная и вторичная

индукционные катушки; ВС — выпрямитель селеновый; Rн и Сн — сопротивление и конденсатор накопительного устройства; Р — разрядник; W1a и W2a — первичная и вторичная индукционные катушки активизатора; C1a, С2а и Ra — конденсаторы и сопротивление активизатора

В процессе запуска при нажатии кнопки «Запуск» подается питание на первичную обмотку W1. Так как контакты прерывателя Пр замкнуты, то ток, проходя через витки обмотки, создает

электромагнитное поле, намагничивающее сердечник катушки. Намагниченный сердечник, преодолевая силу упругости пружины подвижного контакта, притягивает его и размыкает первичную цепь.

При размыкании цепи ток в ней исчезает и происходит размагничивание сердечника катушки. Пружина возвращает подвижный контакт в исходное положение, цепь замыкается, и процесс повторяется. Таким образом, по первичной обмотке W1 катушки проходит пульсирующий ток, который наводит в сердечнике переменный магнитный поток. Этот магнитный поток, пересекая витки катушки W1 и W2, наводит в них электродвижущие силы, соответственно e1 и e2. Величина e2 пропорциональна коэффициенту трансформации и величине электродвижущей силы e1:

Процесс размыкания и замыкания контактов прерывателя Пр повторяется частотой 600÷1000 циклов в секунду. В результате наведения в индукционной катушке W2 э. д. с. по ней через блок селеновых выпрямителей ВС течет ток, который заряжает накопительный конденсатор Сн. Через каждые 50÷150 циклов прерывателя Пр. индукционной катушки W1 накопительный конденсатор Сн заряжается до напряжения 1500÷2000 В, достаточного для пробоя разрядника Р. В процессе разряда конденсатора Сн в цепи активизатора возбуждаются высокочастотные колебания и в индукционной катушке W2a трансформируется напряжение, достаточное для пробоя искрового промежутка свечи.

ЗАПАЛЬНАЯ СВЕЧА СП-18УА

Запальная свеча СП-18УА (рис. 9.11) предназначена для воспламенения топливовоздушной смеси емкостным разрядом высокой мощности, протекающим между ее электродами по полупроводниковому слою. Свеча СП-18УА представляет собой полупроводниковую, экранизированную свечу-угольник с керамической изоляцией и фланцевым креплением.

Рис. 9.11. Запальная свеча СП-18УА (внешний вид)

Свеча СП-18УА состоит из трех узлов (рис.9.12): корпуса свечи 1, корпуса угольника 2 и

контактного устройства 6.

Корпус свечи 1 — основной рабочий элемент, который преобразовывает электрическую энергию агрегата зажигания в тепловую, выделяемую в виде конденсаторного разряда на торце «А», имеющем полупроводниковое покрытие.

Рис. 9.12. Запальная свеча СП-18УА (разрез):

1 — корпус свечи; 2 — корпус угольника; 3 — изолятор центрального электрода; 4 — контактная головка; 5 — контактная втулка; 6 — контактное устройство; 7 — втулка 8— пружина; 9 — защитный колпачок

Корпус угольника 2 с контактным устройством 6 служит для закрепления высоковольтного провода и осуществления надежного электрического контакта между проводом и центральным электродом свечи, а также для придания нужного изгиба при монтаже на двигателе. При подаче напряжения на центральный электрод ток поступает по полупроводниковому слою к корпусу свечи. При прохождении тока через полупроводниковый слой последний ионизируется и при достижении напряжения в 1000÷2000 В происходит сильный искровой разряд по кольцевому рабочему зазору свечи.

При установке свечи в систему зажигания вместо защитного колпачка 9 на свечу навертывается накидная гайка экранирующего шланга, которая через пружину 8, втулку 7 и контактное устройство 6 поджимает контактную втулку 5 к контактной головке 4 свечи.

Свечи смонтированы в пусковых воспламенителях, установленных на наружном корпусе диффузора камеры сгорания. С агрегатом зажигания свечи соединены высоковольтными проводами, заделанными в экранирующие шланги.

ПУСКОВАЯ ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА

При подаче топлива в камеру сгорания при запуске двигателя работают агрегаты топливной системы двигателя и камеры сгорания:

— два пусковых воспламенителя;

— рабочие форсунки камеры сгорания;

— блок электромагнитных клапанов;

— насос-регулятор НР-40ВА (НР-40ВГ).

Описание конструкции и работы агрегатов пусковой топливной системы приведено в пособиях «Камера сгорания двигателя ТВ2-117» и «Топливная система двигателя ТВ2-117».

Перед запуском двигателя необходимо в соответствии с эксплуатационной документацией

подготовить площадку, на которой расположен вертолет, проверить внешнее состояние вертолета, подготовить к запуску кабину вертолета.

При запуске двигателя от аэродромного источника питания к розеткам штепсельных разъемов ШРАП-500К (АР1 и АР2) (рис.9.5) подключаются вилки аэродромного источника. При этом контакты контакторов К1 и К3 замыкаются, К2 и К4 размыкаются, обеспечивая отключение бортовых аккумуляторных батарей от бортсети, и бортсеть питается от аэродромного источника.

При отключении вилок аэродромного источника контакторы К1, К2, К3, К4 автоматически

подключают аккумуляторные батареи на бортсеть вертолета.

Исходное положение контактов и агрегатов системы пред запуском двигателя:

— контакты К1, К2, К3, К4 обеспечивают подключение к бортовой сети вертолета аэродромного источника или аккумуляторных батарей;

— контакты контактора К5 находятся в нижнем положении, источники электроэнергии соединены параллельно, на шину запуска подается напряжение 24 В;

— контактор К6 обесточен, его контакты разомкнуты, последовательно со стартерами включено добавочное сопротивление (Rд);

— контактор К7 обесточен, его контакты замкнуты, угольный столб регулятора тока РУТ-600Д зашунтирован, РУТ-600Д в работе не участвует;

— контакторы К8 и К11 обесточены, их контакты разомкнуты, стартеры не соединены с шиной запуска;

— контакторы К9 и К10 обесточены___8<0268>, замкнуты их левые контакты, стартеры не соединены с ПСГ-15;

— контакт №1 агрегата КА-40 (поз.9) не замкнут, контакты реле (поз.8) находятся в верхнем

положении, электроклапан пускового топлива (поз.12) соединен с ПСГ-15, но до начала запуска напряжение на обмотку клапана не подается и он остается закрытым;

— контакт №2 агрегата КА-40 13 замкнут, на панель ПСГ-15 может быть подано напряжение 24 (28)

В при включении АЗС 1;

— программный механизм ПМЖ-2 находится в исходном положении;

— рычаг управления стоп-краном находится в положении «Закрыто» *, канал подачи топлива к рабочим форсункам камеры сгорания перекрыт;

— ручка «Шаг-газ» находится в нижнем положении, коррекция «Левая», при этом регулятор

оборотов насоса НР-40 настроен на режим работы двигателя «Малый газ» *;

— несущий винт заторможен, при этом концевой выключатель, установленный рядом с ручкой тормоза НВ блокирует включение системы запуска*.

Непосредственно перед запуском двигателя необходимо растормозить несущий винт, разблокировав этим включение системы запуска, включить АЗС «Зажигание» и другие выключатели и АЗС необходимые для запуска двигателей.

· См. пособие «Система управления вертолета Ми-8»

Управление запуском двигателей осуществляется с помощью пульта, расположенного на средней панеле электропульта в кабине экипажа (рис.9.13). Для включения в работу системы запуска необходимо установить переключатель 1 «Прокрутка-запуск» в положение «Запуск», переключатель 3«Запуск двигателей» в положение «Лев.» или «Прав.» и на 2÷3 с нажать кнопку 2 «Запуск». Для обеспечения подачи топлива в двигатель после загорания табло 4 «Автомат включен» перевести рычаг управления стоп-краном в положение «Открыто» (вперед). Соответствующие переключатели обозначены на рис. 9.5 поз 2—5.

Рис. 9.13. Пульт управления запуском двигателей:

1— переключатель «Прокрутка—запуск»; 2— кнопка «Запуск»; 3— переключатель «лев. — запуск двигателей — прав.»; 4— табло «Автомат включен»

НАЖАТИЕ КНОПКИ «ЗАПУСК» (1-Я СЕКУНДА)

При нажатии на кнопку «Запуск» (рис.9.5 поз.4) питание через автомат защиты сети «Зажигание» 1, подается к электродвигателю программного механизма ПМЖ-2. Начинается отработка автоматической программы запуска, загорается табло «Автомат включен».

Подается питание на обмотки контакторов К8 и К9, замыкаются контакты К8 правые контакты К9, в результате стартер через добавочное сопротивление подключается на шину запуска. При этом напряжение на зажимах стартера равно 2÷3 В, а пусковой ток— 200÷250 А. Начинается медленная раскрутка двигателя (выборка люфтов в передачах).

Подается питание на агрегат зажигания 6, при этом ни свечах 7 начинается образование искры.

Напряжение подается на блок электромагнитных клапанов к клапану пускового топлива 12. В результате клапан пускового топлива открывается, но топливо через него в пусковые топливные форсунки не поступает, так как давление топлива ниже настройки КПД (3÷4 кгс/см2).

Я СЕКУНДА)

На третьей секунде кулачком программного механизма подается питание на контактор К6, который обеспечивает шунтирование добавочного сопротивления, и к стартеру подается напряжение 24 В. В результате ток, потребляемый стартером, увеличивается до 1100÷1200 А и начинается энергичная раскрутка ротора турбокомпрессора двигателя. Одновременно возрастает частота вращения ротора насоса высокого давления агрегата НР-40 и растет давление топлива.

9.3.5.3. (ртопл=3÷4 кгс/см2)

При достижении давления топлива за насосом высокого давления ртопл=3÷4 кгс/см2 открывается клапан постоянного давления блока электромагнитных клапанов. Топливо поступает в пусковые воспламенители и от искры на свечах воспламеняется, образуется пусковой факел. Так как расход топлива через пусковые топливные форсунки небольшой, то воспламенение этого топлива не приводит к заметному росту температуры газов в камере сгорания.

9.3.5.4. (nт.к.=19÷21%)

При частоте вращения турбокомпрессора nт.к.=19÷21% открывается запорный клапан насоса-регулятора НР-40 и к рабочим форсункам камеры сгорания начинает поступать топливо.

Воспламенение этого топлива от пусковых факелов сопровождается резким ростом температуры газов.

Частота вращения ротора турбокомпрессора начинает возрастать более интенсивно.

С этого момента и до окончания запуска дозирование топлива, поступающего к рабочим форсункам, будет осуществляться автоматом запуска агрегата НР-40. По мере увеличения nт.к. расход топлива будет возрастать.

Я СЕКУНДА)

На девятой секунде кулачок программного механизма подает питание на контакторы К5, которые включают последовательно розетки аэродромного источника питания (группы аккумуляторных батарей AK1 и АК2). Это приводит к увеличению напряжения на клеммах стартера с 24 до 48 В, увеличению силы тока источников питания до 1100 А и увеличению интенсивности роста частоты вращения ротора турбокомпрессора.

Рис. 9.14. Изменение основных параметров работы двигателя в процессе запуска

9.3.5.6. (nт.к.=34÷36%)

При достижении частоты вращения турбокомпрессора nт.к.=34÷36% замыкаются контакт №1 командного агрегата КА-40*. В результате подается питание на контактор К7 регулятора тока пусковой панели. Вследствие этого ток на обмотку возбуждения стартера будет подаваться через регулятор тока РУТ-600Д. В результате величина тока, проходящего через якорь стартера, остается неизменной, снижается интенсивность падения тока, потребляемого стартером, мощность стартера с этого момента поддерживается постоянной, независимо от изменяющейся внешней нагрузки.

Одновременно с включением РУТ-600Д подается напряжение на обмотку реле 8. В результате размыкаются верхние и замыкаются нижние контакты реле, происходит закрытие клапана пускового топлива 12 и на 2÷3 с открывается клапан продувки 11. Вследствие этого прекращается горение топлива в пусковых воспламенителях и включается продувка пусковой топливной системы в дренаж.

В случае если вышеуказанные операции не произойдут по достижении nт.к=34÷36%, то они

произойдут по команде ПМЖ-2 на тридцатой секунде.

9.3.5.7. (nт.к =40÷50%)

При частоте вращения турбокомпрессора nт.к =40÷50% возможен кратковременный заброс

температуры газов (не выше 600° С). Объясняется это тем, что автомат запуска насоса-регулятора НР- 40 резко уменьшает перепуск топлива на слив, а регулятор частоты вращения турбокомпрессора еще не вступил в работу. Точка заброса температуры газов может быть перемещена по линии nт.к в зависимости от регулировки автомата запуска.

9.3.5.8. (nт.к =50÷56%)

При частоте вращения турбокомпрессора nт.к =50÷56% система автоматического регулирования двигателя закрывает клапан перепуска воздуха из компрессора в атмосферу*.

9.3.5.9. (nт.к =57÷63%)

При частоте вращения турбокомпрессора nт.к =57÷63% размыкается контакт №2 агрегата КА-40* 13 в результате происходит отключение пусковой панели ПСГ-15 и гаснет табло «Автомат включен».

Прекращается подача напряжения на агрегат зажигания СКНА-22-2А.

Прекращается подача напряжения на обмотки контакторов К8 и К9, вследствие этого размыкаются контакты К8 и замыкаются левые контакты К9, происходит переключение стартера в генераторный режим. Если пусковая панель и стартер не отключаются по частоте вращения, то на сороковой секунде кулачок программного механизма отключает всю систему запуска.

Программный механизм устанавливается в исходное положение.

* См. пособие «Гидравлическая система двигателя ТВ2-117»

9.3.5.10. (nт.к=56 ÷ 58%)

При достижении частоты вращения турбокомпрессора примерно nт.к=56÷58% происходит открытие распределительного клапана второго контура рабочих форсунок и рабочее топливо поступает во второй контур. Давление топлива по указателю (замеряемое в первом контуре форсунок) при этом несколько уменьшается вследствие уменьшения гидравлических сопротивлений.

После отключения стартера окончательная раскрутка турбокомпрессора до устойчивого режима работы производится за счет избыточной мощности турбины. Время выхода двигателя на режим малого газа контролируется по секундомеру.

Параметры работы двигателя и главного редуктора на режиме малого газа должны быть: частота вращения турбокомпрессора nт.к=64 2 -1 %, температура газов перед турбиной компрессора — не выше 600° С; давление масла в двигателе не менее 2 кгс/см2; давление топлива — 18÷35 кгс/см2, давление масла в главном редукторе — не менее 0,5 кгс/см2. *

После запуска первого двигателя установить переключатель «Лев.— запуск двигателей — Прав.» в положение запуска второго двигателя и произвести его запуск в аналогичном порядке.

Если запуск двигателей осуществляется от бортовых аккумуляторов, после запуска первого

двигателя включить его генератор и запуск второго двигателя производить от аккумуляторов с

помощью генератора работающего двигателя. Для чего рычагом раздельного управления работающего двигателя увеличить частоту вращения его турбокомпрессора до 80%.

После запуска двух двигателей и при работе их на режиме «Малый газ» частота вращения несущего винта должна быть 50÷55%.

* Расположение приборов контроля параметров двигателя и главного редуктора приведено в пособии «Оборудование вертолета Ми-8»

Рис. 9.15. Схема размещения агрегатов электрооборудования на вертолете транспортного

варианта:  (синим жирным шрифтом выделены агрегаты, участвующие в запуске двигателей)

1— аккумуляторная батарея № 3; 2— вилка штепсельного разъема аэродромного питания ШРА- 200ЛК; 3—аккумуляторная батарея № 4; 4— вилки штепсельных разъемов аэродромного питания ШРАП-500К; 5— автомат защиты сети от перенапряжения АЗП-8М 4-й серии; 6— жгут к электроагрегатам керосинового обогревателя КО-50; 7—РЩ левого генератора; 8— электролебедка ЛПГ-2 2-й серии; 9— посадочно-рулежная фара МПРФ-1А (или посадочно-поисковая фара ФПП-7); 10— жгут к приборам, расположенным на приборной доске; 11— жгут к правой ручке «Шаг—Газ»; 12— жгут к правой ручке управления вертолетом; 13— аккумуляторная батарея № 1; 14— автомат защиты сети от перенапряжения АЗП-8М 4-й серии; 15— регуляторы напряжения РН-180 2-й серии;

16— стеклоочиститель АС-2В (ЭПК-2Т); 17— терморегуляторы ТЭР-1;

18— аккумуляторная батарея № 6; 19— вентилятор ДВ-3 (ДВ-302Т);

20— аккумуляторная батарея № 5; 21— плафон освещения в кабине летчиков;

22— РЩ правого генератора и аккумуляторов; 23— контурный огонь;

24— аккумуляторная батарея № 2; 25— датчик сигнализатора обледенения РИО-3;

 26— переключатель 525А подачи горячего воздуха на обогрев воздухозаборника правого двигателя; 27— клапан с электромеханизмом ЭМТ-244 подачи горячего воздуха на обогрев входных частей правого двигателя;28—стартеры-генераторы постоянного тока ГС-18ТО; 29— нагревательный элемент лопасти несущего винта;

30— агрегат зажигания СКНА-22-2Т (СКНА-22-2А); 31— блоки противопожарных клапанов 781100; 32— токосъемник несущего винта; 33— баллоны противопожарной системы; 34— двухпозиционные электромагнитные краны ГA-74M/5;

35— преобразователь ПО-750А; 36— основной преобразователь ПТ-500Ц; 37— коробка

переключения КПР-9 3-й серии преобразователей ПТ-600Ц; 38— плафон освещения радиоотсека; 39— запасной преобразователь ПТ-5ООЦ; 40— регулятор напряжения РН-600 2-й серии; 41— электронный блок сигнализатора обледенения РИО-3; 42— автомат защиты сети от перенапряжения АЗП1-1СД; 43— РК Переменного тока; 44— проблесковый маяк МСЛ-3; 48—строевые огни ОПС-57; 46— нагревательный элемент лопасти рулевого винта;

47— токосъемник рулевого винта; 48— хвостовой огонь ХС-39, 49— плафоны освещения хвостовой балки изнутри; 50— силовой трансформатор ТС/1-2; 51— коробка регулирования напряжения КРН-0 2-й серии; 52— автотрансформатор AT-8-3; 53— трансформатор ТН115/7,5 контурных огней; 54 — коробка включения КВП-1А 2-й серии; 55— коробка отсечки частоты КОЧ-1А; 56 — коробка программного механизма ПМК-14; 57— фара ФР-100 освещения грузов; 58 — пульт освещения; 59— вентилятор ДВ-3 (ДВ-302Т) обдува регулятора напряжения РН-600 2-й серии; 60— коробка программного механизма ПМК-21; 61— электрифицированные кассеты сигнальных ракет ЭКСР-46; 62 — исполнительные блоки ССП-ФК-БИ системы сигнализации о пожаре; 63— РК противопожарной системы; 64— микровыключатель А802А сигнализации открытия створок грузового люка; 65— розетка 48К подключения переносного — перекачивающего топливного насоса; 66— жгут к замку ДГ-64 системы внешней подвески; 67— левый бортовой аэронавигационный огонь БАНО-45; 68— концевой выключатель А801 на бортовой стреле; 69—топливный насос ЭЦН-75 левого подвесного топливного бака; 70— пусковая панель ПСГ-15; 71— микровыключатель А802А

сдвижной двери; 72— коробка управления лебедкой КУЛ-2; 73, 74—плафоны освещения грузовой кабины; 75— генератор переменного тока СГО-ЗОУ 3-й серии; 76— сигнализатор давления СД-29А; 77—топливные насосы ПЦР1-Ш

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМЕ РЕГУЛИРОВАНИЯ И

УПРАВЛЕНИЯ

Система регулирования и управления двигателем включает в себя:

— топливную систему двигателя ТВ2-117;

— гидравлическую систему двигателя ТВ2-117;

— систему ограничения температуры газа двигателя ТВ2-117;

— систему электропитания и запуска двигателя ТВ2-117;

— систему объединенного управления ШАГ-ГАЗ вертолета Ми-8;

— систему управления остановом двигателей вертолета Ми-8;

— приборы, контролирующие параметры работы двигателя.

Краткое описание и принцип действия всех систем, входящих в систему регулирования и

управления двигателем, приведены в соответствующих учебных пособиях.

Система регулирования и управления двигателем обеспечивает:

а) запуск двигателя на земле и в воздухе;

б) поддержание устойчивой работы двигателя на всех установившихся режимах;

в) изменение режима работы двигателя;

г) надежную работу двигателя на переходных режимах;

д) ограничение максимального расхода топлива, максимальных чисел оборотов ротора компрессора, максимальной температуры газа перед турбиной компрессора, приведенных чисел оборотов ротора компрессора или максимальной степени сжатия в компрессоре;

е) поддержание частоты вращения несущего винта вертолета в заданных пределах;

ж) поддержание равенства мощностей двигателей при работе на несущий винт;

з) останов двигателя

РЕГУЛИРОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ ТВ2-117

РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРИ ЗАПУСКЕ

Работа системы регулирования и управления при запуске двигателя указана в пособии «Система запуска двигателя ТВ2-117».

РЕГУЛИРОВАНИЕ НА УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМАХ

Регулирование двигателя на режимах от малого газа до крейсерского и на взлетном режиме

осуществляется перенастройкой центробежного регулятора частоты вращения ротора компрессора, размещенного в агрегате НР-40*. Перенастройка регулятора числа оборотов ротора компрессора осуществляется рычагом (рис. 7.6. поз.15) управления топливного насоса НР-40, кинематически связанного с ручкой «Шаг — Газ».

На крейсерских и номинальном режимах система обеспечивает автоматическое поддержания числа оборотов ротора свободной турбины и режим двигателя определяется регулятором числа оборотов ротора свободной турбины. При движении ручки «Шаг — Газ» происходит изменение загрузки несущего винта и регулятор РО-40 изменяет режим работы двигателя так, чтобы поддержать число оборотов несущего винта в заданном пределе.

Подробно работа регуляторов НР-40 и РО-40 изложена пособии «Топливная система двигателя ТВ2-117».

* На двигателях ТВ2-117 могут применяться агрегаты НР-40ВГ, НР-40ВА, НР-40ВР и РО-40ВА, РО-40ВР. В дальнейшем, если работа их узлов в составе системы регулирования и управления двигателя аналогичны, эти агрегаты будут обозначаться HP-40 и РО-40 без указания их модификаций

РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРИ ПРИЕМИСТОСТИ

Регулирование при приемистости двигателя осуществляется резким (за 1÷2 с) перемещением рукоятки «Шаг — Газ» в сторону максимальных чисел оборотов. При даче полной приемистости рукоятка «Шаг — Газ» перемещается от упора «Малый газ» до упора «Максимальные обороты».

При перемещении рукоятки «Шаг — Газ» регулятор числа оборотов ротора компрессора

исключается из работы, и топливо подается через дроссельный пакет (рис.7.6. поз.34), который определяет скорость нарастания расхода топлива по времени.

В процессе приемистости закон изменения угла поворота лопаток направляющих аппаратов

компрессора такой же, как и при установившихся режимах работы двигателя. Закон изменения подачи топлива по времени выбран таким образом, чтобы в процессе приемистости имелись достаточные запасы по помпажу двигателя и температура не превышала допустимой величины. При повышении температуры выше допустимой дозировка топлива будет осуществляться ограничителем температуры.

РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРИ СНИЖЕНИИ РЕЖИМА

Снижение режима работы двигателя производится перемещением вниз ручки «Шаг — Газ». При резком перемещении ручки «Шаг — Газ» (за 1÷2 с) расход топлива может резко уменьшиться. Для предотвращения погасания пламени в камере сгорания при резком уменьшении подачи топлива в насосе-регуляторе имеется клапан минимального давления топлива (рис.7.6. поз.19÷21), поддерживающий минимальный расход топлива.

1. Максимальный расход топлива ограничивается с помощью дозирующей иглы максимального расхода и работающего совместно с ней клапана постоянного перепада давления (рис.7.6 поз.47÷51).

При этом косвенно ограничивается максимальная мощность двигателя в диапазоне температур на входе от —40 до 25° С. Максимальный расход топлива выбран таким, чтобы при температуре наружного воздуха 15° С мощность двигателя на взлетном режиме соответствовала ТУ двигателя.

2. Число оборотов ротора компрессора ограничивает центробежный регулятор (рис.7.6. поз.8÷18), расположенный в агрегате НР-40, при положении рычага управления 15 на упоре «Максимальные обороты». Начало срабатывания ограничителя — при числах оборотов ротора компрессора 98,5%.

3. Ограничение приведенных чисел оборотов ротора компрессора производится ограничителем приведенных чисел оборотов nт.к, расположенным в агрегате НР-40 (НР-40ВГ) (рис. 7.6. поз.22÷33), или ограничение степени сжатия в компрессоре — ограничителем степени сжатия, расположенным в агрегате НР-40ВР.

4. Температура газа перед турбиной компрессора ограничивается специальной системой, описание которой будет приведено ниже. На рабочих режимах работы двигателя максимальная температура газа поддерживается в пределах 865±5°С.

УПРАВЛЕНИЕ СИЛОВОЙ УСТАНОВКОЙ ВЕРТОЛЕТА Ми-8

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВОЙУСТАНОВКОЙ ВЕРТОЛЕТА МИ-8

Управление силовой установкой вертолета Ми-8 осуществляется путем перемещения летчиком командных рычагов в кабине. Управляющее воздействие летчик может осуществлять следующим образом :

1) Перемещением ручки «Шаг-газ» (РШГ) (рис.10.1, поз.1) вверх (вниз). Это приводит к увеличению (уменьшению) мощности обоих двигателей и увеличению (уменьшению) углов установки лопастей несущего винта.

2) Вращением рукоятки коррекции (РК) 17 относительно летчика вправо (влево). Это приводит к увеличению (уменьшению) мощности обоих двигателей без изменения углов установки лопастей несущего винта.

Рис. 10.1. Система объединённого управления «Шаг—Газ»:

1— ручки «Шаг-газ»; 2— рычаги раздельного управления двигателями;

3,6,10— тяги управления двигателями; 4— замыкающий вал; 5,11— тяги управления общим шагом несущего винта; 7— тяги раздельного управления двигателями; 9— дифференциальный узел; 12— блок валов; 13— агрегат управления; 14— гидроусилитель управления общим шагом НВ; 15— рычаг управления общим шагом НВ; 16— рычаги управления HP-40; 17— рукоятка коррекции.

3) Перемещением правого (левого) рычага раздельного управления двигателями (РРУД) 2 от его нейтрального положения вверх (вниз). Это приводит к увеличению (уменьшению) мощности только правого (левого) двигателя без изменения углов установки лопастей несущего винта.

Рычаги раздельного управления двигателями используются при раздельном опробовании двигателей на земле и выполнении полета с одним отказавшим двигателем. В настоящем пособии этот случай работы системы управления силовой установки рассматриваться не будет. В дальнейшем будем считать, что рычаги раздельного управления находятся в нейтральном положении.

4) Перемещением рукояток управления остановом двигателей (РУОД) (рис.10.2, поз.1) относительно лётчика от себя (на себя) приводит к закрытию (открытию) стоп-крана насоса-регулятора HP-40 (рис.7.6, поз. 59,60).

Перемещение РШГ, РК, РРУД приводит к изменению положения рычага управления (РУ) (рис.7.6, поз.15) на насосе-регуляторе НР-40. При этом изменяется затяжка пружины 11 регулятора оборотов, что приводит к изменению режима работы двигателя.

Рис. 10.2. Схема системы управления остановом двигателей:

1— рукоятка; 2,11— кронштейн; 3— болт; 4— крепление тросов на роликах;

5— ограничитель троса; 6,10— ролики; 7— тросы; 8— рычаги крана останова топливного насоса-регулятора HP-40; 9— тяги; 12— тендеры; 13— поводок

Управление режимами работы двигателей осуществляется агрегатами HP-40 и РО-40.

Насос-регулятор HP-40 обеспечивает поддержание или требуемое изменение частоты вращенияротора турбокомпрессора (nт.к), Настроечная характеристика HP-40 определяется профилем кулачка (рис.7.6, поз.14) и приведена на рис.10.3. На участие «А-Б» характеристики при повороте рычага управления 15 на увеличение режима работы двигателя кулачок регулятора увеличивает затяжку пружины маятника. Насос-регулятор при этом настраивается на увеличение подачи топлива. На участке «Б-В» кулачок регулятора контактирует с рычагом управления по поверхности с максимальным и постоянным радиусом. При этом затяжка пружины маятника максимальна и неизменна. Регулятор настроен на поддержание максимальных и постоянных оборотов турбокомпрессора.

Рис. 10.3. Настроечная характеристика насоса-регулятора HP-40 (H=0,V=0):

αp.y. — положение рычага управления (РУ) HP- 40,

nт.к. зад — заданная (настроечная ) частота вращения ротора турбокомпрессора.

Регулятор оборотов РО-40 ограничивает частоту вращения ротора свободной турбины, а значит, и несущего винта. Ограничение обеспечивается уменьшением подачи топлива в камеру сгорания. При этом на всех режимах работы двигателя выполняется условие:

где nс.т. — частота вращения свободной турбины двигателя,

nс.т, зад — максимально допустимая (заданная) частота вращения свободной турбины.

Для двигателя ТВ2-117. nс.т, зад определяется настройкой регулятора РО-40 и равна 95 ± 2 %

Принципиальная схема системы управления силовой установкой вертолета Ми-8 приведена на рис.10.4.

Рис. 10.4. Принципиальная схема системы управления силовой установкой

вертолёта Ми-8:

РШГ — ручка «Шаг-газ»,

РК — рукоятка коррекции,

РРУД — рычаги раздельного управления двигателями,

РУ — рычаг управления насосом-регулятором HP-40,

АП — автомат перекоса,

РСК — рычаг стоп крана на насосе-регуляторе HP-40,

РУОД — рукоятка управления остановом двигателей.

nт.к — частота вращения ротора турбокомпрессора,

nс.т. — частота вращения свободной турбины,

ϕВ — угол установки лопастей несущего винта,

Gтопл. — расход топлива.

ТУРБОКОМПРЕССОРА И СВОБОДНОЙ ТУРБИНЫ

Совместная работа регуляторов HP-40 и РО-40, имеющих общий регулирующий орган —

дозирующую иглу агрегата НР-40 (рис.7.6, поз,37) основана на том, что подачу топлива определяет тот из двух регуляторов, который в данный момент настроен на меньшую подачу топлива. Так как регулятор РО-40 при любом положении командных рычагов настроен на поддержание nс.т. ≤ nс.т, зад, а регулятор HP-40 на поддержание различных nт.к в соответствии с положением РШГ (см. рис. 10.3 ), то на различных режимах работы двигателей подачу топлива будут определять разные регуляторы.

На режиме «Малый газ» РШГ опущен вниз до упора, РК повернута влево до упора (введена левая коррекция ). Регуляторы HP-40 обоих двигателей настроены на подачу топлива, соответствующую nт.к =nт.к м.г.=64 2-1% (рис.10.3, рис.10.5, точка А). При этом мощности свободных турбин двух двигателей недостаточно для раскрутки несущего винта до частоты вращения nс.т, зад.=95±2%. Несущий винт и свободные турбины обоих двигателей вращаются с частотой 45±10% ( рис.10.5, т. Г ). Расход топлива будет определяться насосами регуляторами HP-40.

Для перевода двигателей на крейсерский режим работы летчик поворачивает РК вправо. При этом изменяется затяжка пружин регуляторов HP-40, которые увеличивают подачу топлива в соответствии с настроечной характеристикой (рис.10.3, рис.10.5). Частота вращения роторов турбокомпрессора и свободной турбины обоих двигателей увеличивается (рис.10.5, участки А-Д и Т-Е ). При достижении величины αр.у.. = αс.т. частота вращения свободной турбины достигнет величины nс.т, зад (т.Е ). В работу вступают регуляторы РО-40, которые ограничивают подачу топлива, поэтому в интервале (αс.т…αп.к.) роста частоты вращения роторов турбокомпрессора и свободной турбины не происходит. При αп.к. (введена правая коррекция) двигатели работают на крейсерском режиме. РШГ при этом продолжает находиться в нижнем положении, углы установки несущего винта минимальны (участок З-И).

Дальнейшее увеличение мощности двигателей осуществляется лётчиком перемещением РШГ вверх.

При этом увеличиваются углы установки лопастей несущего винта (участок И-К ). Расход топлива будет определяться регуляторами РО-40, которые не допустят увеличения частоты вращения свободных турбин свыше nс.т, зад. Так как при перемещении РШГ верх растёт мощность, потребляемая несущим винтом, для поддержания nс.т, зад расход топлива будет возрастать. Следовательно, будет увеличиваться частота вращения роторов турбокомпрессоров двигателей (участок Л-М).

При достижении РШГ положения αпр частота вращения турбокомпрессора достигает максимальной величины (т. М). Это соответствует максимальному расходу топлива и, следовательно, максимальной мощности двигателей (взлётный режим). При дальнейшем перемещении РШГ вверх роста расхода топлива не происходит, а углы установка лопастей несущего винта возрастают, поэтому частота вращения свободных турбин, а значит и несущего винта, несколько снижается (участок Н-П).

Для снижения мощности двигателей лётчик выполняет обратные действия: опускает РШГ вниз до упора, вводит левую коррекцию.

Рис. 10.5. Совместная работа регуляторов HP-40 и РО-40

αс .т. — положение РУ, при котором nс.т, зад= nс.т, зад

αп.к. — положение РУ при введённой правой коррекции и нижнем положении РШГ

αпр— положение РУ, при котором nт.к.= nт.к max

ϕВ — углы установки лопастей несущего винта

На всех эксплуатационных режимах работы двигателей (крейсерский, номинальный, взлётный) РК остаётся на правом упоре (введена правая коррекция). В полёте допускается вращение рукоятки влево для поддержания частоты вращения несущего винта в случае неисправности системы автоматического поддержания nс.т.. (если nс..т. превысит nс.т, зад).

На обоих двигателях силовой установки вертолёта установлены синхронизаторы мощности

двигателей СО- 40. Они установлены последовательно с регуляторами РО-40 (см. рис.7.1, 7.21).

Поэтому синхронизация мощностей двигателей осуществляется только тогда, когда режим работы двигателей определяется РО-40, т.е. на крейсерском и номинальном режимах.

Рассмотренная выше программа совместной работы регуляторов при работе двух двигателей

обеспечивает оптимальную и постоянную частоту вращения несущего винта на основных

эксплуатационных режимах (участок Е-Н ) и автоматическое увеличение мощности одного двигателя при отказе второго.

В случае отказа одного из двигателей происходит снижение суммарной располагаемой мощности и, следовательно, падение частоты вращения несущего винта ниже nс.т, зад. При этом выключается из работы РО- 40 и расход топлива работающего двигателя будет определяться регулятором HP- 40, который увеличит мощность этого двигателя в соответствии со своей настроечной характеристикой (участок «Д-Б-В»). Если отказ произошёл при αр.у- > αт.к. работающий двигатель автоматически переводится на взлетный режим работы.

Система предназначена для автоматического ограничения до заданного предела температуры газа перед турбиной компрессора путем уменьшения подачи топлива к рабочим топливным форсункам двигателя. В систему ограничения температуры газа входят комплект (17 шт.) сдвоенных термопар Т- 80Т, усилитель температуры УРТ-27 и исполнительный механизм ИМ-40 с электромагнитным клапаном МКТ-4-2.

Агрегат УРТ-27 представляет собой измерительное и усилительное устройства, выполненные с применением магнитных и полупроводниковых приборов. Датчиком температуры для агрегата являются сдвоенные термопары Т-80Т. Подсоединение термопар к агрегату от клеммной колодки осуществляется компенсационными хромель-алюмелевыми проводами. Компенсация температуры холодного спая термопар осуществлена внутри агрегата УРТ-27.

Схема электрических соединений усилителя ограничителя температуры показана на рис.10.6, а смонтированная в коллекторе проводка термопар — на рис. 10.7. Краткое описание и принцип работы исполнительного механизма ИМ-40 с электромагнитным клапаном МКТ-4-2 отражены в пособии «Топливная система двигателя ТВ2-117».

Термопары 8 (рис. 10.8) установлены на корпусе 9 соплового аппарата I ступени турбины

компрессора. Крепление термопар к корпусу — фланцевое. Термопара имеет два изолированных друг от друга рабочих термоэлектрода и соответственно четыре контактных штыря на головке — два для работы в системе измерения температуры газа и два для работы в системе ограничения максимальной температуры.

Рис. 10.6. Схема электросистемы усилителя ограничителя температуры газа:

1 — батарея термопар Т-80Т (17 шт.); 2 — колодка К-82; 3 — клеммная колодка; 4 — вилка;

5 — УРТ-27; 6 — электромагнитный клапан; 7—индикатор отказа; 8— включатель режима

«Контроль»; 9— включатель питания; 10 — предохранитель; 11 — розетка; 12 — вилка

Рис. 10.7. Коллектор термопар (внешний вид)

Рис. 10.8. Конструктивная схема соединения коллектора термопар с усилителем

ограничения температуры газа:

1, 5 — жгуты проводов; 2, 3 — колодки К-82; 4 — крышка для защиты колодок; 6 — коллектор термопар; 7 — колпачок для защиты клемм термопар; 8 — термопары; 9 — корпус соплового аппарата I ступени турбины компрессора

Коллектор 6 термопар состоит из двух стальных полуколец и крепится к фланцу корпуса соплового аппарата в шести точках. Коллектор имеет два съемных кожуха для доступа к уложенным в нем проводам. Из коллектора выходят два жгута 1 и 5, которые соединяются с двумя колодками 2 и 3 (колодки К-82), установленными на корпусе камеры сгорания и закрытыми сверху защитной крышкой 4. На клеммы термопар надеты защитные колпачки 7 для предохранения от повреждений.

От колодки 3 провода идут к измерителю температуры газа ИТГ-1Т, а от колодки 2 — к усилителю УРТ-27 ограничителя максимальной температуры. Соединительные провода от термопар до колодок (провода и 5) выполнены компенсационным проводом из хромеля и алюмеля сечением 0,5 мм2, от соединительной колодки до измерителя и усилителя — проводом того же материала сечением 2,5 мм2.

Измеритель ИТГ-1Т термометра ИТГ-180Т газа устанавливается на правой боковой панеле

электропульта в кабине вертолета. Поступившая на вход в агрегат УРТ-27 термоэлектродвижущая сила сравнивается с опорным напряжением, величина которого определяет величину ограничиваемой агрегатом температуры и зависит от положения задатчика на усилителе УРТ-27. Разность напряжения опорного сигнала и термоэлектродвижущей силы подается на управляющую обмотку каскада усиления,

где происходит усиление слабых уровней .постоянного тока до величины, необходимой для

срабатывания нагрузки — электромагнита МКТ-4-2 исполнительного механизма.

Каскады усиления представляют собой комбинацию магнитных и полупроводниковых усилителей с промежуточным преобразованием и усилением по переменному току.

Для получения устойчивости работы системы ограничения температуры в схеме применена

вибрационная линеаризация релейной системы регулирования при помощи инерционной отрицательной обратной связи. Сигнал обратной связи снимается с электромагнитного клапана МКТ-4-2.

При повышении температуры газов сверх заданной происходит включение электромагнитного клапана МКТ-4-2. При включении электромагнитного клапана сигнал обратной связи локализуется и электромагнитный клапан снова включается. Описанный процесс будет циклически повторяться, пока повышается температура газов в двигателе и электромагнитный клапан работает с постоянной скважностью, с определенной частотой включения. Чем больше величина рассогласования температуры с заданной температурой, тем с большей скважностью работает электромагнитный клапан.

Пропорциональное изменение скважности агрегата от 0 до 100% происходит при изменении

входного сигнала, соответствующего изменению температуры на 35° С выше заданной. Наиболее эффективное воздействие на топливную систему наступает при 50% скважности, и отградуированные показания задатчика агрегата соответствуют именно этой скважности.

При скважности около 100% на электромагнитный клапан выдается постоянный сигнал. В случае резкого заброса температуры газов примерно на 100° С выше точки настройки, когда даже полное включение электромагнитного клапана не способно снизить температуру газов, — срабатывает защита агрегата и выдается специальный сигнал с 4-й клеммы УРТ-27.

Усилитель УРТ-27 расположен на вертолете, электромагнитный клапан МКТ-4-2 — на

исполнительном механизме, который крепится на среднем корпусе компрессора.