UA75576C2 - Система вприскування палива у турбомашинах - Google Patents

Abstract

Система вприскування палива в турбомашині містить насос високого тиску (10) для нагнітання під високим тиском Р1 палива, що виходить з паливного бака (12), паливні форсунки (16), які розташовані в камері (18) згоряння турбомашини, та дозуючий пристрій (14), який розташований між насосом високого тиску та паливними форсунками для регулювання витрати палива, що надходить в паливні форсунки від насоса високого тиску. Дозуючий пристрій містить нагнітальний клапан (28), що керується відповідно до двох рівнів нагнітання за допомогою дозуючого клапана (22), в який подається паливо від насоса високого тиску. Додатково передбачається електрично керований запірний клапан (26), який призначений для відсікання подачі палива до паливних форсунок.

Description

Опис винаходу

Даний винахід відноситься до систем уприскування палива в турбомашинах, які переважно 2 використовуються в апаратах, що літають.

Система уприскування палива в турбомашині містить насос високого тиску для нагнітання під тиском палива з паливного баку, паливні форсунки, які розташовані в камері згоряння турбомашини, та розташований між цими двома вузлами пристрій дозування палива (блок дозованої подачі палива) для регулювання розходу палива від насосу високого тиску перед його подачею у паливні форсунки. 70 В традиційному рішенні цей дозуючий пристрій містить запобіжний клапан для подачі палива до форсунок після досягнення попередньо заданого мінімального тиску та засіб регулювання розходу палива, яке починає діяти за межею цього мінімального тиску в залежності від значень різних параметрів турбомашини, які поступають від обчислювального пристрою. Така відома система описана в патентній заявці Франції Мо2718190 на ім'я заявника даного винаходу. На етапі запуску турбомашини паливо переливається насосом із баку та 79 напрямляється до дозуючого пристрою. Як тільки буде досягнуто мінімального тиску, в дію вступає засіб регулювання, та запобіжний клапан відкривається для подачі палива до форсунок. Після цього можуть здійснюватись безперервне регулювання розходу у функції параметрів двигуна за допомогою впливу на цей засіб регулювання.

При задовільній роботі в цілому, уся система уприскування все ж має деякі недоліки. Так, в ній не зараховуються різні режими функціонування турбомашини, що веде до підвищених розмірів певних компонентів системи та до небажаного підвищення температури палива.

Задача, на рішення якої напрямлений даний винахід, заключається в видаленні цих недоліків та у створенні системи уприскування, яка обмежує підігрів палива та дозволяє задавати оптимальні розміри компонентів системи. с 29 У відповідності з винаходом рішення поставленої задачі досягається за рахунок створення такої системи Ге) уприскування палива турбомашині, яка містить насос високого тиску для нагнітання під високим тиском Р1 палива, яке поступає з паливного баку, паливні форсунки, що розташовані в камері згоряння турбомашини, та дозуючий пристрій, який розташований між вказаним насосом високого тиску та вказаними паливними форсунками та служать для регулювання розходу палива, яке поступає в паливні форсунки від насосу високого о тиску. Система за винаходом характеризується тим, що дозуючий пристрій містить нагнітаючий клапан, що ча управляється відповідно двом рівням нагнітання завдяки дозуючого клапану, в який подається паливо від вказаного насосу високого тиску. о

Завдяки цим двом рівням нагнітання, що задається дозуючим клапаном, тиск в системі подачі палива ю обмежується до низьких розходів, а максимальний тиск використовується тільки для великих розходів палива, яке використовується турбомашиною. -

Нагнітаючий клапан переважно містить перший торцевий вхід, що пов'язаний з першим робочим виходом вказаного дозуючого клапану, та другий торцевий вхід, що розташований протилежно першому торцевому входу та пов'язаний із вказаним насосом високого тиску через першу мембрану та з другим робочим виходом « вказаного дозуючого клапану через третю мембрану. При цьому подача палива до вказаних паливних форсунок З 70 дерез регульований вихід цього клапану визначається дисбалансом тисків, які подаються на ці два торцевих с входи під контролем обчислювального пристрою.

Із» Переважно дозуючий клапан містить гідравлічний золотник, що виконаний з можливістю лінійного пересування під управлінням вказаного обчислювального пристрою для забезпечення, завдяки двох кільцевих проточок, сполучення першого входу подачі палива із вказаним першим робочим виходом в першому положенні золотника або другого входу подачі палива із вказаним другим робочим виходом у другому положенні золотника. 7 В оптимальному прикладі виконання дозуючий пристрій додатково містить електроуправляючий запірний сл клапан, який виконаний з можливістю впливу на вказаний нагнітаючий клапан для відсічення подачі палива до вказаних паливних форсунок. Цей електроуправляючий запірний клапан містить перший вхід, що пов'язаний із і-й вказаним насосом високого тиску, другий вхід, до якого через другу мембрану подається низький тиск Рг, та -І 20 вихід, що пов'язаний із вказаним другим торцевим входом нагнітаючого клапану.

Властивості та переваги даного винаходу будуть детальніше виявлені в нижчевикладеному описі, який с ілюструє винахід, із посиланнями на креслення, що додаються, не обмежуючи його.

Фіг1 схематично відображає систему уприскування палива у відповідності з винаходом, в першому положенні; 29 Фіг.2 схематично відображає систему уприскування палива у другому положенні.

ГФ) Система уприскування палива в турбомашині схематично представлена на Фіг.1 та 2. Система містить паливний насос 10 високого тиску, який забирає паливо з паливного баку 12 для його подачі через дозуючий о паливний пристрій 14 до форсунок 16 камери 18 згоряння турбомашини. Клапан типу перепускного клапану 20 приєднаний паралельно насосу 10 для перепуску або рециркуляції палива при надлишковій подачі. Високий тиск 60 на напірній стороні насосу 10 зазначено, як Р1.

Дозуючий пристрій утворений трьома елементами, які пов'язані між собою за схемою трикутника. Першим з них є власне дозуючий клапан 22, перший вхід 220 якого призначений для подачі палива та пов'язаний з виходом насосу 10 високого тиску. Дозуючий клапан 22 забезпечує регулювання розходу палива в залежності від обчислювального пристрою 24, з яким він пов'язаний. Іншим елементом є запірний клапан 26, що бо управляється електрично. Його перший вхід 260 також пов'язаний з виходом насосу 10 високого тиску, а другий вхід 262 приєднаний до гідравлічної лінії низького тиску, що зазначена як Р2. Запірний клапан 26 призначений для відсікання подачі палива до форсунок по командам обчислювального пристрою 24, з яким він також пов'язаний. Третім елементом є пригнічуючий клапан 28, перший торцевий вхід 280 якого пов'язаний з першим робочим виходом 222 дозуючого клапану 22, а другий торцевий вхід 282, що розташований протилежно першому торцевому входу 280, пов'язаний з виходом 264 запірного клапану 26, що електрично управляється.

Дозуючий клапан 22 містить гідравлічний золотник 224, який може лінійно пересуватись за командою обчислювального пристрою 24. Цей золотнику містить дві кільцеві проточки 226, 228. Перша проточка призначена для дозування палива, яке поступає через перший вхід 220 подачі палива та нагнітається через 70 перший робочий вихід 222. Друга проточка 228 забезпечує сполучення між другим входом 230 подачі палива, що зв'язаний з виходом насосу 10 високого тиску, та другим виходом 232, що пов'язаний з другим торцевим входом 282 нагнітаючого клапану 28.

Різниця тисків на двох торцевих входах 280, 282, управляючи зміщенням гідравлічного поршня 284 нагнітаючого клапану, сприяє впливу на подачу палива через регульований вихід 286 цього клапану, який безпосередньо пов'язаний з форсунками 16 камери 18 згоряння.

Відповідно винаходу нагнітаючий клапан 28 функціонує на двох рівнях нагнітання в залежності від режиму двигуна турбомашини - верхньому та нижньому. Наприклад, верхній рівень може відповідати підвищеному рівню нагнітання, який необхідний для забезпечення функціонування у фазах роботи турбомашини при крейсерському русі відповідного літаючого апарату (функціонування з великим розходом), а нижній рівень відповідає рівню 2о нагнітання, що достатній тільки для забезпечення функціонування в фазах роботи турбомашини при злітанні або русі по землі (функціонування з низьким розходом).

Дійсно, підвищений рівень нагнітання, що властивий важким режимам, надто інтенсивний та, як правило, не годиться для фаз з низьким розходом; як наслідок, він викликає великий розхід рециркуляції палива. За рахунок зниження рівню нагнітання на режимах з низькою потребою досягається обмеження перепуску та зниження с

Нагрівання від рециркуляції через перепускний клапан.

Цей подвійний рівень нагнітання клапану 28 досягається за рахунок дії трьох мембран (мембранних клапанів) і) 30, 32, 34. Перша мембрана 30 розташована на трубопроводі, який під'єднаний паралельно запірному клапану 26, який електрично управляється, між виходом насосу 10 високого тиску та другим торцевим входом 282 нагнітаючого клапану 28. Ге зо В нормальних умовах система вприскування палива працює наступним чином. Слід відмітити, що при зупинці (цей режим не зображений) запірний клапан 26, який електрично управляється, пропускає високий тиск Р1, - подаючи його прямо на другий торцевий вхід 282 нагнітаючого клапану 28, що викликає закриття цього клапану ю (перехід в запірну позицію).

При роботі з низькими значеннями розходу палива золотник 224 дозуючого клапану знаходиться в позиції за о

Фіг.1, закриваючи перший вхід 230 подачі палива. Таким чином, третя мембрана 34 відсічена від тиску РІ, та ї- тиск на другому торцевому вході 282 нагнітаючого клапану визначається першою мембраною 30, до якої подається тиск Р1, та другою мембраною 32, до якої подається низький тиск Р2. В результаті нижній рівень тиску на виході клапану 28 визначається рівнянням:

Равих-Р2-(Р1-Р2 ГИ Н(К2КІ) Я, « де КІ та К2 - це відповідно коефіцієнти передачі першої і другої мембран. - с Для роботи з великими розходами золотник 224 дозуючого клапану 22 переводиться в позицію за Фіг.2, ц відкриваючи перший вхід 230 подачі палива під високим тиском Р71. При цьому до третьої мембрани 34 "» подається високий тиск РІ, та тиск на другому торцевому вході 282 нагнітаючого клапану 28 визначається першою та третьою мембранами 30, 34, які підпитуються тиском Р11, та другою мембраною 32, яка залишається

Під низьким тиском Р2. Результатом є високий рівень тиску на виході клапану 28, що визначається рівнянням: -і Рвих-Р2(Р1-Р2ІДИ (К2) (ККЗ), сл де КІ, К2 і КЗ - це відповідно коефіцієнти передачі першої, другої та третьої мембран.

Такий приклад виконання винаходу представляє особливий інтерес, оскільки він припускає: 1 - повторне запалювання в польоті при установленні насосу високого тиску на повний газ, - 50 - зниження нагрівання рециркуляції в критичній зоні зниження швидкості (за рахунок зниження величин розходу та стику рециркуляції), 4) - оптимальний підбір розмірів різних циліндрів, які потребують підвищений тиск в тому режимі, коли він необхідний (тобто, зниження маси циліндрів).

Окрім того, завдяки винаходу знижується об'ємна подача насосу високого тиску, яка потребується, та досягається кращий ккд цього насосу, що дозволяє використовувати насос меншого типорозміру зі зниженням о надлишків розходу у фазах зниження швидкості. іме)

Claims (5)

Формула винаходу

1. Система вприскування палива в турбомашині, що містить насос високого тиску (10) для нагнітання під високим тиском Р1 палива з паливного бака (12), паливні форсунки (16), розташовані в камері (18) згоряння турбомашини, та дозуючий пристрій (14), який розташований між насосом високого тиску і паливними форсунками та служить для регулювання витрати палива, яке надходить в паливні форсунки від насоса високого 65 тиску, яка відрізняється тим, що дозуючий пристрій містить нагнітальний клапан (28), що керується відповідно до двох рівнів нагнітання за допомогою дозуючого клапана (22), в який подається паливо від насоса високого тиску, нагнітальний клапан містить перший торцевий вхід (280), зв'язаний з першим робочим виходом (222) дозуючого клапана, та другий торцевий вхід (282), розташований протилежно першому торцевому входу та зв'язаний, з одного боку, із насосом високого тиску через першу мембрану (30) та, - з другого боку, з другим робочим виходом (232) дозуючого клапана через третю мембрану (34).

2. Система вприскування палива за п.1, яка відрізняється тим, що подача палива до паливних форсунок через регульований вихід (286) клапана визначається дисбалансом тисків, які подаються на ці два торцевих входи під контролем обчислювального пристрою (24).

3. Система вприскування палива за п. 1, яка відрізняється тим, що дозуючий клапан містить гідравлічний 7/0 Золотник (224), виконаний з можливістю лінійного переміщення шляхом керування обчислювальним пристроєм, для забезпечення, за допомогою двох кільцевих проточок (226, 228), з'єднання першого входу (220) подачі палива з першим робочим виходом у першому положенні золотника або другого входу (230) подачі палива з другим робочим виходом у другому положенні золотника.

4. Система вприскування палива за будь-яким з пп.1-3, яка відрізняється тим, що дозуючий пристрій /5 додатково містить електрично керований запірний клапан (26), виконаний з можливістю впливу на нагнітальний клапан для відсікання подачі палива до паливних форсунок.

5. Система вприскування палива за п. 4, яка відрізняється тим, що електрично-керований клапан містить перший вхід (260), зв'язаний з насосом високого тиску, другий вхід (262), до якого Через другу мембрану (32) подається низький тиск Ра, та вихід (264), що зв'язаний з другим торцевим входом нагнітального клапана (28). с щі 6) (Се) у ІФ) ІФ) і -

- . и? -і 1 1 -і 4) іме) 60 б5