RU2228455C2 - Gas-turbine engine fuel supply and control system - Google Patents
Gas-turbine engine fuel supply and control system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2228455C2 RU2228455C2 RU2002122182/06A RU2002122182A RU2228455C2 RU 2228455 C2 RU2228455 C2 RU 2228455C2 RU 2002122182/06 A RU2002122182/06 A RU 2002122182/06A RU 2002122182 A RU2002122182 A RU 2002122182A RU 2228455 C2 RU2228455 C2 RU 2228455C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- fuel
- spring
- valve
- fuel supply
- Prior art date
Links
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Заявленное техническое решение относится к области топливопитания и автоматического регулирования газотурбинных двигателей (ГТД), в частности к топливоподающему и топливодозирующему устройствам, связанным с электронным регулятором расхода топлива в ГТД на всех режимах его работы.The claimed technical solution relates to the field of fuel supply and automatic regulation of gas turbine engines (GTE), in particular to fuel supply and fuel metering devices associated with an electronic regulator of fuel consumption in a turbine engine in all modes of operation.
Известна система топливопитания и регулирования малоразмерного ГТД (см. патент США №3.946.551, М кл. F 02 C 9/08, 1974 г.), содержащая центробежный насос с приводом непосредственно от ротора двигателя, объемный электроприводной насос, частота вращения которого регулируется электронным регулятором, и клапан постоянного перепада давлений на объемном насосе. Возможен вариант системы, в которой вместо электроприводного насоса применен пьезоэлектрический мотор, приводящий в действие через гидроусилитель поршневой насос. При запуске двигателя давление, создаваемое центробежным насосом, невелико, клапан постоянного перепада давлений полностью открыт и дозирование топлива в камеру сгорания двигателя осуществляется объемным насосом пропорционально частоте вращения электропривода или поршневым насосом пропорционально частоте управляющего сигнала пьезоэлектрического мотора.A known fuel supply system and regulation of small-sized gas turbine engine (see US patent No. 3.946.551, M class F 02 C 9/08, 1974), containing a centrifugal pump driven directly from the rotor of the engine, electric displacement pump, the speed of which is regulated electronic regulator, and a constant differential pressure valve on the volumetric pump. A variant of the system is possible in which instead of an electric drive pump a piezoelectric motor is used, which drives a piston pump through a hydraulic booster. When the engine is started, the pressure generated by the centrifugal pump is small, the constant differential pressure valve is fully open and the fuel is dosed into the combustion chamber of the engine by a volumetric pump in proportion to the frequency of rotation of the electric drive or by a piston pump in proportion to the frequency of the control signal of the piezoelectric motor.
На режимах от малого газа до максимального центробежный насос обеспечивает требуемое давление и расход топлива в двигатель является функцией частоты вращения электропривода объемного насоса с постоянным перепадом давлений топлива на нем, при использовании пьезоэлектрического мотора система работает в режиме широтно-импульсной модуляции с постоянной частотой импульсов (100...200 Гц).In the regimes from small gas to maximum, the centrifugal pump provides the required pressure and fuel consumption in the engine is a function of the rotational speed of the electric pump of the volumetric pump with a constant differential pressure of fuel on it; when using a piezoelectric motor, the system operates in pulse-width modulation mode with a constant pulse frequency (100 ... 200 Hz).
Данной системе присущи следующие недостатки:This system has the following disadvantages:
- ограниченный ресурс работы центробежного насоса, т.к. максимальная частота вращения ротора ГТД составляет 50000... 70000 об/мин;- limited life of the centrifugal pump, because the maximum rotational speed of the GTE rotor is 50,000 ... 70,000 rpm;
- невысокая экономичность центробежного насоса, т.к. его работа при высоких напорах и небольших подачах на малоразмерный ГТД не может обеспечить большого коэффициента быстроходности и обычно КПД таких насосов не превышает 20%;- low efficiency of the centrifugal pump, because its operation at high pressures and low feeds to a small-sized gas turbine engine cannot provide a high speed coefficient and usually the efficiency of such pumps does not exceed 20%;
- возможность использования системы только для малоразмерных ГТД, т.к. с увеличением давления и расхода топлива электропривод (пьезоэлектромотор) объемного насоса становится неэффективен из-за увеличения габаритов и массы.- the possibility of using the system only for small-sized gas turbine engines, because with increasing pressure and fuel consumption, the electric drive (piezoelectric motor) of the volumetric pump becomes ineffective due to the increase in size and weight.
Известна также гидромеханическая система управления для ТРДФ (см. А.А. Шевяков, Автоматика авиационных и ракетных силовых установок, М.: Машиностроение, 1970 г., рис. 2.53), содержащая шестеренный насос, дроссельную иглу для дозирования топлива в основные коллекторы форсунок, регулятор постоянного перепада давлений (РППД) на дроссельной игле, состоящий из подпружиненного чувствительного и исполнительного элементов, где управляющая полость исполнительного элемента через отсечную кромку золотника чувствительного элемента соединена с магистралью низкого давления. В данной системе регулирования дозирование топлива в основной контур форсунок двигателя на всех режимах работы обеспечивается шестеренным насосом. Недостатком данной системы является ограниченный ресурс работы шестеренного насоса и существенный перегрев топлива на режимах полетного и малого газа.A hydromechanical control system for turbofan engines is also known (see A.A. Shevyakov, Automation of Aviation and Missile Power Plants, Moscow: Mashinostroenie, 1970, Fig. 2.53), containing a gear pump, a throttle needle for dosing fuel to the main nozzle manifolds , constant pressure differential controller (RPPD) on the throttle needle, consisting of a spring-loaded sensing and actuating elements, where the control cavity of the actuating element is connected to the master through the cut-off edge of the spool of the sensing element pour low pressure. In this control system, the dosage of fuel into the main circuit of the engine nozzles at all operating modes is provided by a gear pump. The disadvantage of this system is the limited service life of the gear pump and a significant overheating of the fuel in flight and low gas modes.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение долговечности работы системы топливопитания в основной контур форсунок ГТД.The objective of the invention is to increase the durability of the fuel supply system in the main circuit of the gas turbine nozzles.
Поставленная задача решается тем, что в системе топливопитания и регулирования ГТД, содержащей корпус, в котором расположены объемный насос с каналами подвода и отвода топлива, клапан предельного давления, дозатор с магистралями подвода и отвода топлива, регулятор постоянного перепада давлений (РППД), включающий в себя подпружиненный чувствительный и исполнительный элементы, причем исполнительный элемент, соединяющий входную и выходную магистрали объемного насоса, выполнен в виде сервомотора, управляющая полость которого через отсечную кромку чувствительного элемента РППД связана с каналом подвода топлива на вход в объемный насос, к объемному насосу параллельно подключен многоступенчатый центробежный насос со встроенным на входе отсечным клапаном, выходы из насосов через обратный или отсечной клапан объединены в общую магистраль, в которой установлен подпружиненный дросселирующий золотник, пружинная полость которого соединена с магистралью отвода топлива от дозатора, полость, образованная противоположным торцом золотника и корпусом, соединена с магистралью подвода топлива к дозатору, причем в чувствительном элементе РППД пружинная полость соединена с магистралью подвода топлива к дозатору, а полость между противоположным торцом чувствительного элемента и корпусом дозатора соединена с общей магистралью за насосами.The problem is solved in that in the fuel supply and regulation system of the gas turbine engine, which contains a housing in which a volumetric pump with fuel supply and exhaust channels are located, a pressure limit valve, a dispenser with fuel supply and exhaust pipes, a constant differential pressure controller (RPPD), including a spring-loaded sensitive and actuating elements, and the actuating element connecting the input and output lines of the volumetric pump is made in the form of a servomotor, the control cavity of which is through the shut-off the edge of the RPPD sensitive element is connected to the channel for supplying fuel to the inlet of the volumetric pump, a multistage centrifugal pump with a shut-off valve built-in at the inlet is connected to the volumetric pump, the pump outlets are connected through a non-return or shut-off valve into a common line in which a spring-loaded throttle valve is installed the spring cavity of which is connected to the fuel exhaust pipe from the dispenser, the cavity formed by the opposite end of the spool and the housing is connected to the pipe under fuel water to the dispenser, moreover, in the RPPD sensing element, the spring cavity is connected to the fuel supply line to the dispenser, and the cavity between the opposite end of the sensing element and the dispenser housing is connected to the common line behind the pumps.
В исполнительном элементе РППД управляющая полость может быть соединена через электромагнитный клапан с каналом подвода топлива в объемный насос.In the actuating element of the RPPD, the control cavity can be connected through an electromagnetic valve to the channel for supplying fuel to the volumetric pump.
Отсечной клапан на выходе из центробежного насоса может быть выполнен в виде подпружиненного золотника, управляющие полости которого через соответствующие дроссели связаны с магистралью выхода из центробежного насоса, а управляющая пружинная полость, кроме того, через электромагнитный клапан соединена с магистралью подвода топлива на вход в насосы.The shut-off valve at the outlet of the centrifugal pump can be made in the form of a spring-loaded spool, the control cavities of which are connected through the corresponding chokes to the outlet line of the centrifugal pump, and the control spring cavity, in addition, is connected through the solenoid valve to the fuel supply line to the pumps inlet.
Предлагаемая система в качестве примера представлена на чертеже и описана ниже.The proposed system as an example is presented in the drawing and described below.
Система содержитThe system contains
- объемный шестеренный насос 1, расположенный в корпусе 2, подключенный к каналам подвода 3 и отвода 4 топлива;- volumetric gear pump 1, located in the housing 2, connected to the channels of supply 3 and exhaust 4 of the fuel;
- клапан предельного давления 5 и обратный клапан 6, установленные в канале 4;- pressure limit valve 5 and check valve 6 installed in channel 4;
- дозатор топлива 7 с подводящей 8 и отводящей 9 магистралями, связанными через реечную передачу с датчиком положения 10, и выполненный в виде гидравлического сервомотора, управляющая полость 11 которого образована дросселем 12 и управляющим элементом 13 электронного регулятора (на чертеже не показан);- a fuel dispenser 7 with a supply 8 and a discharge 9 lines connected through a rack and pinion with a position sensor 10, and made in the form of a hydraulic servomotor, the control cavity 11 of which is formed by the throttle 12 and the control element 13 of the electronic controller (not shown);
- подпружиненный дроссельный золотник 14, воспринимающий давление подвода и отвода топлива к дозатору и связывающий дросселирующей кромкой магистраль 15 за обратным клапаном 6 с магистралью 8 подвода топлива к дозатору 7;- a spring-loaded throttle valve 14, perceiving the pressure of supply and removal of fuel to the dispenser and connecting the throttling line 15 behind the check valve 6 with the throttling edge 6 with the fuel supply line 8 to the dispenser 7;
- регулятор постоянного перепада давлений (РППД), включающий в себя подпружиненный чувствительный 16 и исполнительный 17 элементы, при этом исполнительный элемент 17, соединяющий каналы 3 и 4, выполнен в виде сервомотора, а чувствительный элемент 16 - в виде подпружиненного золотника, воспринимающего перепад давлений на дросселирующей кромке золотника 14 и своей отсечной кромкой соединяющего управляющую полость 18 исполнительного элемента 17 РППД, образованную дросселями 19, 20 и электромагнитным клапаном 21, с каналом 3 подвода топлива;- constant pressure differential controller (RPPD), which includes a spring-loaded sensing 16 and actuator 17 elements, while the actuating element 17 connecting the channels 3 and 4 is made in the form of a servomotor, and the sensing element 16 is in the form of a spring-loaded spool that accepts the differential pressure on the throttling edge of the spool 14 and its cutoff edge connecting the control cavity 18 of the actuator 17 of the RPPD, formed by the throttles 19, 20 and the electromagnetic valve 21, with a channel 3 for supplying fuel;
- многоступенчатый центробежный насос, включающий в себя лопастные колеса 22, закрепленные с помощью проставок 23 на валу 24, направляющие аппараты 25, установленные в корпусе 26 с помощью разделителей 27, гидравлическую разгрузочную пяту, состоящую из вращающегося 28 и невращающегося 29 разгрузочных дисков, торцевое уплотнение 30 и манжетное уплотнение 31 с дренажной полостью 32, подшипник скольжения 33 на левой опоре вала 24 и подшипник скольжения, совмещенный с вращающимся диском 28, выполненные со сквозными отверстиями, соединяющими общую магистраль отвода топлива 34 через центробежный канал 35 вала 24 и полость 36 с каналом 37, соединенным с каналом 3. В магистрали 34 установлен золотник 14, пружинная полость которого соединена с магистралью 9, а полость, образованная противоположным торцом и корпусом 2, - с магистралью 8;- a multistage centrifugal pump, which includes impellers 22, fixed with spacers 23 on the shaft 24, guiding devices 25, installed in the housing 26 using spacers 27, a hydraulic unloading heel, consisting of a rotating 28 and non-rotating 29 unloading disks, a mechanical seal 30 and a lip seal 31 with a drainage cavity 32, a sliding bearing 33 on the left shaft support 24 and a sliding bearing combined with a rotary disk 28, made with through holes connecting the common master To remove fuel 34 through the centrifugal channel 35 of the shaft 24 and the cavity 36 with the channel 37 connected to the channel 3. A spool 14 is installed in the highway 34, the spring cavity of which is connected to the highway 9, and the cavity formed by the opposite end and the housing 2 is connected to the highway 8;
- отсечной клапан на выходе из центробежного насоса, выполненный в виде подпружиненного золотника 38, управляющие полости 39, 40 которого через соответствующие дроссели 41, 42 связаны с полостью 43 выхода из насоса, при этом пружинная полость 40 дополнительно связана через электромагнитный клапан 44 с каналом 3 подвода топлива;- a shut-off valve at the outlet of the centrifugal pump, made in the form of a spring-loaded spool 38, control cavities 39, 40 of which are connected through the corresponding chokes 41, 42 to the pump outlet cavity 43, while the spring cavity 40 is additionally connected through the electromagnetic valve 44 to channel 3 fuel supply;
- отсечной клапан включения подвода топлива 45, установленный на входе в центробежный насос, выполнен в виде статического сервомотора, пружинная полость 46 которого связана с каналом 3 подвода топлива, а управляющая полость 47 через дроссель 48 соединена с магистралью 34 отвода топлива и через электромагнитный клапан 49 - с каналом 3 подвода топлива, причем шток сервомотора через шарнир соединен с клапаном 45;- the shut-off valve for turning on the fuel supply 45, installed at the inlet of the centrifugal pump, is made in the form of a static servomotor, the spring cavity 46 of which is connected to the fuel supply channel 3, and the control cavity 47 is connected via the throttle 48 to the fuel exhaust pipe 34 and through the electromagnetic valve 49 - with a channel 3 for supplying fuel, and the rod of the servomotor through a hinge is connected to the valve 45;
- вентиляционный дроссель 50, установленный в полости 43 выхода из центробежного насоса.- a ventilation choke 50 installed in the cavity 43 of the outlet of the centrifugal pump.
Система работает следующим образом.The system operates as follows.
В транспортном положении под действием соответствующих пружин дозатор 7, исполнительный элемент РППД 17, отсечной клапан 38 и клапан 45 закрыты. Дросселирующий золотник 14 находится в открытом положении. Электромагнитные клапаны 21, 49 открыты, а электромагнитный клапан 44 закрыт.In the transport position, under the action of the corresponding springs, the dispenser 7, the actuator RPPD 17, the shut-off valve 38 and the valve 45 are closed. The throttle valve 14 is in the open position. The solenoid valves 21, 49 are open and the solenoid valve 44 is closed.
При запуске двигателя происходит раскрутка ротора двигателя турбостартером, частота вращения шестеренного насоса 1 увеличивается и давление на выходе 43 насоса в канале 4 повышается. Когда давление за шестеренным насосом 1 достигает величины, обеспечивающей нормальный распыл топлива пусковыми форсунками, включается механизм подачи топлива к пусковым форсункам (на чертеже не показан) и происходит розжиг камеры сгорания. Дальнейший процесс запуска двигателя до режима малого газа осуществляется дозатором 7 через управляющий элемент 13 по закону, определяемому электронным регулятором, за счет изменения давления топлива в управляющей полости 11.When the engine is started, the rotor of the engine is unwound with a turbostarter, the speed of the gear pump 1 increases and the pressure at the pump outlet 43 in channel 4 rises. When the pressure behind the gear pump 1 reaches a value that provides normal fuel atomization by the starting nozzles, the mechanism for supplying fuel to the starting nozzles (not shown) is turned on and the combustion chamber is ignited. The further process of starting the engine to the low gas mode is carried out by the dispenser 7 through the control element 13 according to the law determined by the electronic controller, due to a change in the fuel pressure in the control cavity 11.
На режимах малого газа, взлета, посадки, набора и сброса высоты топливо подается шестеренным насосом 1 и через отсечную кромку дозатора 7, образующую проходное сечение с заданной площадью, поступает в магистраль 9. На каждом режиме значение расхода топлива в виде электрического сигнала от датчика положения 13 поступает в электронный регулятор, который при необходимости корректирует расход топлива путем изменения давления в управляющей полости 11 управляющим элементом 13, работающим, например, в режиме широтно-импульсной модуляции.In the idle, take-off, landing, climb and reset modes, fuel is supplied by the gear pump 1 and through the cut-off edge of the dispenser 7, which forms a through section with a given area, enters the line 9. In each mode, the fuel consumption value is in the form of an electrical signal from the position sensor 13 enters an electronic controller, which, if necessary, corrects fuel consumption by changing the pressure in the control cavity 11 by the control element 13, operating, for example, in pulse-width modulation mode.
При работе дозатора 7 на его отсечной кромке поддерживается заданный постоянный перепад давлений золотником 14, на дросселирующем проходном сечении которого, в свою очередь, РППД поддерживает небольшой перепад давлений топлива (например 0,5... 1,5 кгс/см2) за счет слива исполнительным элементом 17 избытка топлива из канала 4 за шестеренным насосом 1 в канал 3 подвода топлива.During operation of the dispenser 7, at its cut-off edge, a predetermined constant pressure difference is maintained by the spool 14, on the throttling passage section of which, in turn, the RPPD supports a small difference in fuel pressure (for example, 0.5 ... 1.5 kgf / cm 2 ) due to draining the excess fuel from the channel 4 by the actuator 17 behind the gear pump 1 into the fuel supply channel 3.
Исполнительный элемент 17 РППД управляется чувствительным элементом 16 путем изменения давления в управляющей полости 18.The actuator 17 RAPD is controlled by the sensing element 16 by changing the pressure in the control cavity 18.
На крейсерском режиме полета в работу вступает многоступенчатый центробежный насос, для его включения на электромагнитные клапаны 49 и 44 от электронного регулятора подается электрическая команда, под действием которой электромагнитный клапан 49 закрывается, а электромагнитный клапан 44 открывается и соединяет управляющую полость 40 отсечного клапана 38 с каналом 3 подвода топлива. При закрытом электромагнитном клапане 49 давление в управляющей полости 47 сервомотора клапана 45 возрастает, сервомотор перемещается на нижний упор и клапан 45 открывается. Время открытия клапана определяется гидравлическим сопротивлением дросселя 48. Топливо из канала 3 через клапан 45 поступает на вход рабочего колеса 22 первой ступени центробежного насоса и под заданным напором через направляющий аппарат 25 отводится к следующей ступени центробежного насоса и т.д.At cruising flight mode, a multi-stage centrifugal pump enters into operation, for its inclusion on the electromagnetic valves 49 and 44 from the electronic controller an electric command is issued, under the action of which the electromagnetic valve 49 closes, and the electromagnetic valve 44 opens and connects the control cavity 40 of the shut-off valve 38 to the channel 3 fuel supply. When the solenoid valve 49 is closed, the pressure in the control cavity 47 of the servomotor of the valve 45 increases, the servomotor moves to the lower stop and the valve 45 opens. The opening time of the valve is determined by the hydraulic resistance of the throttle 48. Fuel from the channel 3 through the valve 45 enters the inlet of the impeller 22 of the first stage of the centrifugal pump and is given to the next stage of the centrifugal pump, etc., under the specified pressure through the guide apparatus 25.
При последовательном соединении рабочее колесо 22 создает часть напора при полной подаче, на выходе из насоса в полости 43 напор увеличивается во столько раз, сколько у насоса ступеней. Под действием напора жидкости на выходе из центробежного насоса давление в управляющей полости 39 отсечного клапана 38 возрастает. На клапане 38 возникает перепад давлений, под действием которого клапан 38, преодолевая сопротивление пружины, перемещается на левый упор и своей отсечной кромкой соединяет полость 43 выхода из насоса с магистралью 34. Время открытия отсечного клапана 38 определяется гидравлическим сопротивлением дросселя 41.When connected in series, the impeller 22 creates a part of the pressure at full supply; at the outlet of the pump in the cavity 43, the pressure increases as many times as there are stages on the pump. Under the action of fluid pressure at the outlet of the centrifugal pump, the pressure in the control cavity 39 of the shut-off valve 38 increases. On the valve 38, a pressure differential occurs, under the influence of which the valve 38, overcoming the resistance of the spring, moves to the left stop and connects the pump outlet cavity 43 with the cutoff edge 34 with the line 34. The opening time of the shutoff valve 38 is determined by the hydraulic resistance of the throttle 41.
При подключении многоступенчатого центробежного насоса давление топлива в магистралях 34 и 15 возрастает, также возрастает перепад давлений топлива на дросселирующей кромке золотника 14, вследствие чего под действием перепада давлений золотник чувствительного элемента 16 перемещается на верхний упор и соединяет управляющую полость 18 исполнительного элемента 17 с каналом 3 входа топлива. Давление в управляющей полости 18 падает, исполнительный элемент 17 перемещается на нижний упор и своей отсечной кромкой соединяет канал 4 отвода топлива с каналом 3 подвода топлива. Давление в канале 4 падает, и обратный клапан 6 закрывается. При этом на электромагнитный клапан 21 подается электрическая команда, электромагнитный клапан 21 закрывается и тем самым уменьшает уровень оперативных расходов на слив при выключенном шестеренном насосе. Следовательно, при работе многоступенчатого центробежного насоса РППД исключен из работы, выход топлива за шестеренным насосом соединен со входом, т.е. давления перед и за насосом одинаковы, и нагрузка на шестерни насоса отсутствует. Во время работы центробежного многоступенчатого насоса заданный перепад давлений топлива на отсечной кромке дозатора 7 поддерживается дросселирующим золотником 14, как и при работе шестеренного насоса. При изменении режима полета, например при посадке самолета, на электромагнитные клапаны 21, 44 подается управляющий сигнал, электромагнитный клапан 21 открывается, а электромагнитный клапан 44 закрывается.When a multistage centrifugal pump is connected, the fuel pressure in the lines 34 and 15 increases, the differential pressure of the fuel at the throttling edge of the spool 14 also increases, as a result of which the spool of the sensing element 16 moves to the upper stop and connects the control cavity 18 of the actuating element 17 to channel 3 fuel inlet. The pressure in the control cavity 18 drops, the actuator 17 moves to the lower stop and connects the fuel exhaust channel 4 with the fuel supply channel 3 with its cut-off edge. The pressure in the channel 4 drops, and the check valve 6 closes. In this case, an electrical command is supplied to the electromagnetic valve 21, the electromagnetic valve 21 is closed and thereby reduces the level of operating costs for the drain when the gear pump is off. Therefore, during operation of a multi-stage centrifugal pump, the RPPD is excluded from operation, the fuel outlet behind the gear pump is connected to the input, i.e. the pressures in front and behind the pump are the same, and there is no load on the gears of the pump. During operation of the centrifugal multistage pump, the specified differential pressure of the fuel at the cut-off edge of the dispenser 7 is supported by a throttling spool 14, as is the case with the gear pump. When the flight mode changes, for example, when the aircraft lands, a control signal is supplied to the electromagnetic valves 21, 44, the electromagnetic valve 21 opens, and the electromagnetic valve 44 closes.
При закрытом электромагнитном клапане 44 давления в управляющих полостях 39, 40 отсечного клапана 38 выравниваются и он под действием пружины перемещается на правый упор, прикрывая своей отсечной кромкой проходное сечение, соединяющее полость 43 с магистралью 34. Время закрытия отсечного клапана 38 определяется гидравлическим сопротивлением дросселей 40, 41.When the solenoid valve 44 is closed, the pressures in the control cavities 39, 40 of the shut-off valve 38 are equalized and it moves under the action of the spring to the right stop, covering the passage section connecting the cavity 43 with the line 34 with its cut-off edge. The closing time of the shut-off valve 38 is determined by the hydraulic resistance of the chokes 40 , 41.
При закрытом отсечном клапане 38 давление топлива в магистралях 34, 15 уменьшается и перепад давлений топлива на дросселирующей кромке золотника 14 падает. Когда перепад давлений на дросселирующем золотнике 14 уменьшится ниже заданной величины, в работу вступает РППД. При этом золотник 16 чувствительного элемента РППД под действием пружины перемещается в нижнее положение и своей отсечной кромкой уменьшает слив топлива из управляющей полости 18 исполнительного элемента 17. Давление в управляющей полости 18 увеличивается, исполнительный элемент 17 перемещается в верхнее положение и прикрывает своей отсечной кромкой проходное сечение, связывающее каналы 3 и 4. Процесс происходит до тех пор, пока на золотнике 16, а следовательно, и на дросселирующей кромке золотника 14 не восстановится заданный перепад давлений. Через некоторое время, например 0,5...1,0 с, после включения электромагнитного клапана 44 подается управляющая команда на электромагнитный клапан 49. Он открывается, давление в управляющей полости 46 падает, клапан 45 закрывается, и подача топлива центробежным насосом прекращается. Шестеренный и центробежный насосы постоянно приводятся во вращение или непосредственно от ротора двигателя, или от коробки приводов ГТД.With the shut-off valve 38 closed, the fuel pressure in the lines 34, 15 decreases and the differential pressure of the fuel at the throttling edge of the spool 14 drops. When the pressure drop across the throttling spool 14 decreases below a predetermined value, the RPPD comes into operation. At the same time, the spool 16 of the RPPD sensitive element under the action of the spring moves to the lower position and with its cut-off edge reduces the fuel drain from the control cavity 18 of the actuating element 17. The pressure in the control cavity 18 increases, the actuating element 17 moves to the upper position and covers its passage section with its cut-off edge connecting the channels 3 and 4. The process continues until a predetermined pressure drop is restored on the spool 16, and therefore on the throttling edge of the spool 14 . After some time, for example 0.5 ... 1.0 s, after the solenoid valve 44 is turned on, a control command is sent to the solenoid valve 49. It opens, the pressure in the control cavity 46 drops, the valve 45 closes, and the fuel supply to the centrifugal pump stops. Gear and centrifugal pumps are constantly driven into rotation either directly from the engine rotor, or from the gas turbine drive box.
В процессе полета насосы включаются в работу попеременно, но неработающий насос, несмотря на вращение привода, не создает напора жидкости и находится в разгруженном состоянии.During the flight, the pumps are switched on alternately, but the idle pump, despite the rotation of the drive, does not create fluid pressure and is in the unloaded state.
В центробежном насосе к подшипнику скольжения 33 постоянно подводится из магистрали 34 охлаждающее топливо, которое через центральный канал 35 вала 24 подводится также к левому подшипнику скольжения, совмещенному с вращающимся диском 28 гидравлической пяты, и далее через полость 36 и канал 37 сливается в канал 3 подвода топлива. При закрытом клапане 45 охлаждающее топливо, поступившее по зазорам опорных подшипников скольжения к лопастным колесам 22, сбрасывается через вентиляционный дроссель 50 также в канал 3. Осевая сила в центробежном насосе уравновешивается разгрузочными дисками 28, 29.In a centrifugal pump, cooling fuel is constantly supplied to the sliding bearing 33 from the line 34, which through the central channel 35 of the shaft 24 is also supplied to the left sliding bearing, combined with the rotating disk 28 of the hydraulic heel, and then through the cavity 36 and channel 37 is discharged into the supply channel 3 fuel. When the valve 45 is closed, the cooling fuel received through the clearances of the plain bearings to the impeller wheels 22 is discharged through the ventilation inductor 50 also into the channel 3. The axial force in the centrifugal pump is balanced by the discharge disks 28, 29.
Таким образом, в предлагаемой системе топливопитания объемным насосом обеспечиваются режимы запуска, малого газа, взлета, плавного набора высоты. При достижении крейсерского режима, наиболее продолжительного по времени, происходит плавное включение многоступенчатого центробежного насоса и выключение объемного насоса. При переходе на режим полетного малого газа (сброс высоты) многоступенчатый центробежный насос плавно отключается и в работу вступает объемный насос, который продолжает работать вплоть до посадки самолета. РППД и дросселирующий золотник перед дозатором обеспечивают устойчивость работы системы топливоподачи при подключении (отключении) каждого из насосов. Попеременная работа каждого из упомянутых насосов позволяет увеличить надежность и долговечность работы системы топливопитания до ~ 20000...30000 ч.Thus, in the proposed fuel supply system, the volumetric pump provides launch, low gas, take-off, and smooth climb modes. Upon reaching the cruising mode, the longest in time, the multistage centrifugal pump is smoothly turned on and the volumetric pump is turned off. When switching to the flight small gas mode (altitude reset), the multistage centrifugal pump smoothly turns off and the volume pump comes into operation, which continues to work until the plane lands. The RPPD and the throttling spool in front of the dispenser ensure the stability of the fuel supply system when each pump is connected (disconnected). Alternating operation of each of the mentioned pumps allows increasing the reliability and durability of the fuel supply system up to ~ 20,000 ... 30,000 h.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002122182/06A RU2228455C2 (en) | 2002-08-15 | 2002-08-15 | Gas-turbine engine fuel supply and control system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002122182/06A RU2228455C2 (en) | 2002-08-15 | 2002-08-15 | Gas-turbine engine fuel supply and control system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002122182A RU2002122182A (en) | 2004-02-20 |
| RU2228455C2 true RU2228455C2 (en) | 2004-05-10 |
Family
ID=32678801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002122182/06A RU2228455C2 (en) | 2002-08-15 | 2002-08-15 | Gas-turbine engine fuel supply and control system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2228455C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2476702C2 (en) * | 2010-06-14 | 2013-02-27 | Открытое акционерное общество "ФЭД" (ОАО "ФЭД") | Gas turbine engine fuel feed system |
| RU2507407C1 (en) * | 2012-08-14 | 2014-02-20 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Gas turbine engine fuel feed system |
| RU2507406C1 (en) * | 2012-08-14 | 2014-02-20 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Fuel feed system for gas turbine engine with augmenter |
| RU2532081C2 (en) * | 2009-10-06 | 2014-10-27 | Снекма | Fuel supply circuit of aircraft engine |
| RU2619518C1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-05-16 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Gas turbine engine fuel feed system |
-
2002
- 2002-08-15 RU RU2002122182/06A patent/RU2228455C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ШЕВЯКОВ А.А. Автоматика авиационных и ракетных силовых установок. - М.: Машиностроение, 1970, рис. 2.53. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2532081C2 (en) * | 2009-10-06 | 2014-10-27 | Снекма | Fuel supply circuit of aircraft engine |
| RU2476702C2 (en) * | 2010-06-14 | 2013-02-27 | Открытое акционерное общество "ФЭД" (ОАО "ФЭД") | Gas turbine engine fuel feed system |
| RU2507407C1 (en) * | 2012-08-14 | 2014-02-20 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Gas turbine engine fuel feed system |
| RU2507406C1 (en) * | 2012-08-14 | 2014-02-20 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Fuel feed system for gas turbine engine with augmenter |
| RU2619518C1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-05-16 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Gas turbine engine fuel feed system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002122182A (en) | 2004-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5896737A (en) | Combined pressure regulating and fuel flow system | |
| US8205597B2 (en) | Aircraft engine fuel supply | |
| US4607486A (en) | Centrifugal main fuel pump | |
| RU2532081C2 (en) | Fuel supply circuit of aircraft engine | |
| US8549863B2 (en) | Device for supplying fuel to a gas turbine engine with regulated fuel flow rate | |
| EP1700018B1 (en) | High accuracy fuel metering system for turbine engines | |
| EP1557546B1 (en) | Fuel supply system | |
| US6675570B2 (en) | Low-cost general aviation fuel control system | |
| EP2891781B1 (en) | Engine fuel control system | |
| US6058694A (en) | Gas turbine engine commanded oil flow valve with failsafe | |
| EP1762728A1 (en) | Device for the performance adaptation of a liquid ring pump | |
| CA2762868C (en) | Gas turbine engine with bleed air system | |
| EP2796688B1 (en) | System for controlling two positive displacement pumps | |
| EP3236050A1 (en) | Engine fuel control system | |
| RU2674301C2 (en) | Fluid flow contour with devices of variable geometry and without volumetric pump for turbomachine | |
| US3941505A (en) | Method and apparatus for pumping fuel | |
| EP2947297B1 (en) | Fuel system | |
| RU2507406C1 (en) | Fuel feed system for gas turbine engine with augmenter | |
| RU2228455C2 (en) | Gas-turbine engine fuel supply and control system | |
| US3147712A (en) | Fuel pumping system for gas turbines | |
| RU2289708C2 (en) | Gas-turbine engine control device | |
| RU2619518C1 (en) | Gas turbine engine fuel feed system | |
| RU2168043C1 (en) | Aircraft gas turbine engine starting method | |
| RU2374144C2 (en) | Aircraft engine fuel feed system | |
| JP2000097050A (en) | Fuel supplying device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150816 |