RU1732737C - Система регулирования газотурбинного двигателя - Google Patents

Abstract

Использование: автоматическое регулирование системы управления транспортных газотурбинных двигателей, имеющих регулируемый сопловой аппарат. Сущность изобретения: изменение величины тока управления на преобразователе 4 вызывает перемещение золотников 10 и 11 из нейтрального положения. Полость 28 исполнительного гидроцилиндра соединяется через гидрораспределитель 9 со сливом. Полость 29 соединяется с магистралью насосного давления. Золотник 23 перемещается вправо. Давление в полостях 13 будет равно давлению в полостях 12. Золотники 10 и 11 устанавливаются в нейтральное положение. 1 ил.

Description

Изобретение относится к автоматическому регулированию, в частности к системам управления транспортных газотурбинных двигателей, снабженных регулируемым сопловым аппаратом (РСА).

Известен гидравлический следящий привод, включающий в себя исполнительный гидродвигатель, четырехщелевой золотниковый дроссель и обратную связь. К недостаткам такого гидропривода относятся технологические трудности в изготовлении четырехщелевого золотникового распределителя, связанные с необходимостью с высокой точностью (10-15 мкм) совместить четыре рабочие кромки золотника с соответствующими рабочими кромками втулки. Также к недостаткам этого гидропривода относится наличие механической обратной связи, которая усложняет гидропривод, так как с точки зрения конструктивного расположения ее элементов необходимо всегда золотниковый дроссель располагать вблизи от исполнительного гидродвигателя, что не всегда возможно.

Известен электрогидравлический следящий привод, содержащий исполнительный гидродвигатель с поршнем и штоком обратной связи, задающее устройство, пропорциональный электромагнитный преобразователь, четырехщелевой распреде- лительный дроссель, полости обратной связи и управления, устройство обратной связи.

Данный электрогидравлический привод имеет вместо механической гидравлическую обратную связь, что позволяет упростить конструктивное выполнение привода, например исполнительный гидродвигатель можно выполнять отдельно от задающего устройства. Но четырехщелевой распределительный дроссель обладает недостатком, т. е. необходимо с высокой точностью (10-15 мкм) совместить четыре рабочие кромки втулки с четырьмя рабочими кромками у золотника, что в свою очередь требует применения гарантированных положительных перекрытий рабочих кромок втулки рабочими поясками золотника до 20 мкм.

Наличие гарантированных положительных перекрытий приводит к проявлению недостатков гидропривода, таких как: наличие зоны нечувствительности, низкой точности регулирования и технологических трудностей в изготовлении золотникового дросселя. Наличие отрицательных перекрытий в золотниковом дросселе ведет к появлению других недостатков, таких как: постоянные утечки через золотниковый дроссель и снижение КПД гидропривода.

Цель изобретения - увеличение точности регулирования за счет снижения зоны нечувствительности.

Для достижения этой цели известная система регулирования газотурбинного двигателя, содержащая распределительное устройство с золотниковым гидрораспределителем, втулка которого имеет кольцевую проточку, совмещенную с пояском золотника, управляемая полость соединена с пропорциональным электромагнитным преобразователем, связанным с полостью слива, а полость обратной связи гидравлически соединена с дросселем обратной связи, причем распределительное устройство связано с каналом питания от насоса и с поршневой и штоковой полостями исполнительного гидроцилиндра, дополнительно содержит в распределительном устройстве второй гидрораспределитель, имеющий втулку и золотник с тремя поясками, разделенными двумя кольцевыми проточками, установленный во втулке с кольцевой проточкой, совмещенной со средним пояском золотника, с образованием управляемой полости, соединенной с управляемой полостью первого гидрораспределителя, и полости обратной связи, соединенной с полостью обратной связи первого гидрораспределителя, золотник первого гидро- распределителя выполнен трехпоясковым с двумя кольцевыми проточками, причем кольцевая проточка втулки первого гидрораспределителя соединена с каналом питания от насоса, а второго гидро- распределителя - с полостью слива, кольцевая проточка золотника первого гидрораспределителя со стороны его управляемой полости и кольцевая проточка золотника второго гидрораспределителя со стороны его полости обратной связи соединена со штоковой полостью исполнительного гидроцилиндра, а кольцевая проточка золотника первого гидрораспределителя со стороны его полости обратной связи и кольцевая проточка золотника второго гидрораспределителя со стороны его управляемой полости соединены с поршневой полостью исполнительного гидроцилиндра.

На чертеже изображена схема предлагаемой системы регулирования газотурбинного двигателя.

Система содержит исполнительный гидроцилиндр 1 с поршнем 2 и штоком 3 обратной связи, пропорциональный электромаг- нитный преобразователь 4 с соплом 5 и заслонкой 6, гидрораспределительное устройство 7 с двумя гидрораспределителями 8 и 9, имеющими золотники 10 и 11, полости 12 управления и полости 13 обратной связи.

Золотники 10 и 11 имеют по две рабочие кромки 14 и 15, а втулки гидрораспределителей 8 и 9 имеют две рабочие кромки 16 и 17.

В полостях 12 и 13 управления и обратной связи установлены четыре пружины 18. Рабочая жидкость к полостям 12 и 13 подводится через жиклеры 19 и 20 с постоянным давлением.

Устройство 21 обратной связи выполнено в виде регулируемого дросселя 22, золотник 23 которого связан через пружину 24 сжатия со штоком 3 обратной связи, который прижат к поршню 2 гидроцилиндра 1. Золотник 23 прикрывает часть щели 25 в гильзе.

Гидросистема привода содержит напорную магистраль 26, магистраль 27 постоянного давления, сливную магистраль и соединительные магистрали.

Система работает следующим образом.

За счет предварительной регулировки пружин 18 при давлении слива в полостях 12 и 13 золотники 10 и 11 устанавливаются в нейтральное положение, т.е. рабочие кромки 14 и 15 золотников совмещаются с рабочими кромками 16 и 17 гидрораспределителей 8 и 9. Для того, чтобы золотники 10 и 11 находились в нейтральном положении при работе системы, необходимо, чтобы давления в полостях 12 и 13 были равными. Давление в полостях 12 и 13 регулируется величиной слива из сопла 5 для полостей 12 и величиной слива в щели 25 для полостей 13. Величина слива из сопла 5 изменяется за счет перемещения заслонки 6 электромагнитного преобразователя 4, на который подается управляющий ток. Величина слива из щели 25 определяется положением золотника 23, который через пружину и шток 3 обратной связи связан с поршнем 2.

Рассмотрим, что будет происходить, когда управляющий ток на преобразователе 4 будет изменяться по величине.

В результате изменения управляющего тока на электромагнитном преобразователе 4 заслонка отклонится от своего исходного положения, допустим, вправо, следовательно, слив из сопла 5 уменьшится и давление в полостях 12 возрастет, что вызовет перемещение золотников 10 и 11 из нейтрального положения вправо. В результате этого между рабочими кромками 15 золотника и рабочими кромками 16 распределительного устройства образуются два окна: одно в гидрораспределителя 8, другое в гидрораспределителе 9. В результате полость 28 исполнительного гидроцилиндра 1 соединится через клапан 9 со сливом, а полость 29 соединится с магистралью насосного давления. Поршень 2 под действием перепада давлений в полостях 28 и 29 начнет перемещаться вправо и перемещать вправо шток 3 обратной связи, который сожмет пружину 24. Золотник 23, перемещаясь вправо, начнет прикрывать щель 25, уменьшая через нее слив из полостей 13, до тех пор пока давление в них не сравняется с давлением в полостях 12, что вызовет установку золотников 10 и 11 в нейтральное положение под действием пружин 18.

Следовательно, в результате изменения управляющего тока на электромагнитном преобразователе 4 поршень 2 занял новое положение, тем самым осуществляется принцип электрогидравлического следящего привода. Обратное изменение управляющего тока на преобразователе 4 вызовет перемещение исполнительного поршня в противоположную сторону пропорционально изменению тока.

Таким образом, применение в распределительном устройстве двух золотниковых гидрораспределителей, имеющих две рабочие кромки у каждого, позволяет улучшить технологичность изготовления распределительного узла и увеличить точность регулирования гидроприводом за счет более точного совмещения рабочих кромок золотника с рабочими кромками втулки золотникового гидрораспределителя.

Claims (1)

1. СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащая распределительное устройство с золотниковым гидрораспределителем, втулка которого имеет кольцевую проточку, совмещенную с пояском золотника, управляемая полость соединена с пропорциональным электромагнитным преобразователем, связанным с полостью слива, а полость обратной связи гидравлически соединена с дросселем обратной связи, причем распределительное устройство связано с каналом питания от насоса и с поршневой и штоковой полостями исполнительного гидроцилиндра, отличающаяся тем, что, с целью увеличения точности регулирования, распределительное устройство содержит второй гидрораспределитель, имеющий втулку и золотник с тремя поясками, разделенными двумя кольцевыми проточками, установленный во втулке с кольцевой проточкой, совмещенной со средним пояском золотника, с образованием управляемой полости, соединенной с управляемой полостью первого гидрораспределителя, и полости обратной связи, соединенной с полостью обратной связи первого гидрораспределителя, золотник первого гидрораспределителя выполнен трехпоясковым с двумя кольцевыми проточками, причем кольцевая проточка втулки первого гидрораспределителя соединена с каналом питания от насоса, а второго гидрораспределителя - с полостью слива, кольцевая проточка золотника первого гидрораспределителя со стороны его управляемой полости и кольцевая проточка золотника второго гидрораспределителя со стороны его полости обратной связи соединены со штоковой полостью исполнительного гидроцилиндра, а кольцевая проточка золотника первого гидрораспределителя со стороны его полости обратной связи и кольцевая проточка золотника второго гидрораспределителя со стороны его управляемой полости соединены с поршневой полостью исполнительного гидроцилиндра.