×
09.05.2019
219.017.4c9f

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ДОЗИРОВАНИЯ ТОПЛИВА НА ЗАПУСКЕ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002316663
Дата охранного документа
10.02.2008
Аннотация: Изобретение относится к области автоматического управления подачей топлива на запусках газотурбинного двигателя. Техническая задача заключается в повышении надежности запуска газотурбинного двигателя путем снижения температуры продуктов сгорания топлива за счет оптимизации подачи топлива в камеру сгорания. Сущность изобретения заключается в том, что в способе дозирования топлива на запуске газотурбинного двигателя, включающем измерение частоты вращения ротора газогенератора n, определение величины ускорения , дозирование топлива для поддержания величины соответствующей заданной зависимости =f(n), согласно изобретению дополнительно измеряют температуру воздуха Т на входе в двигатель и температуру Тпродуктов сгорания топлива, формируют пороговое значение Т  по зависимости Т =f(Т), сравнивают Т с Т  и при Т>T изменяют дозирование топлива для снижения величины до значения =×К, где К - коэффициент коррекции, определяемый зависимостью К=f(Т), а при Т<Т  восстанавливают величину в соответствии с заданной зависимостью =f(n). 2 ил.

Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования подачи топлива на запусках газотурбинного двигателя.

Известен способ дозирования топлива в процессе разгона газотурбинного двигателя путем измерения давления воздуха за компрессором и частоты вращения ротора двигателя, формирования программы регулирования расхода топлива в соответствии с измеренными параметрами и перемещения дозирующего элемента пропорционально величине отклонения текущего расхода топлива от заданного по программе [Любомудров Ю.В. Применение теории подобия при проектировании систем управления газотурбинных двигателей. М., Машиностроение, 1971, с.96].

Известный способ не обеспечивает приемлемую точность поддержания времени разгона. Кроме того, для двигателя с докритическим перепадом в реактивном сопле линия рабочих режимов в координатах программы разгона смещается в зависимости от высоты и скорости полета, что приводит к изменению дозируемых избытков топлива, поэтому в различных условиях эксплуатации возможны как «зависание» двигателя, так и перегрев, что снижает надежность двигателя.

Наиболее близким к заявляемому является способ дозирования топлива на запуске, включающий измерение частоты вращения ротора газогенератора nВД, определение величины ускорения , регулирование частоты вращения ротора газогенератора в соответствии с зависимостью и ограничение расхода топлива в соответствии с зависимостью GTогр=f(nВД, ТВХ). При достижении температурой продуктов сгорания предельного значения Тпрзащит производится кратковременная отсечка топлива, включение агрегата зажигания, изменение зависимости в сторону снижения на 50% и изменение зависимости GTогр=f(nВД, ТВХ) в сторону снижения на 10% и дальнейшее осуществление запуска с измененной зависимостью регулирования. При повторном превышении температурой продуктов сгорания порогового значения Tпрзащ производится прекращение запуска [Устройство и эксплуатация силовых установок самолетов ИЛ-96-300,ТУ-204, ИЛ-114, Москва, 1993,стр.25].

Данный способ не учитывает температуру продуктов сгорания до достижения предельного значения Тпрзащ. Выполнение кратковременной отсечки топлива при Тпрпрзащ дает положительный эффект только в случае помпажных явлений в компрессоре. Для случая, когда причиной высокой температуры продуктов сгорания на запуске является снижение КПД узлов вследствие износа или загрязнения, а также температурное состояние двигателя, кратковременная отсечка топлива не приводит к снижению температуры. Используемое в прототипе изменение зависимостей =f(nВД) и GTогр=f(nВД, ТВХ) в процессе всего запуска приводит к неоправданно затянутому времени запуска и «зависаниям» газотурбинного двигателя после отключения стартера.

Недостатком известного способа является снижение надежности запуска двигателя в результате повышения температуры продуктов сгорания топлива на запуске при снижении к.п.д. узлов вследствие износа или загрязнения.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности запуска газотурбинного двигателя путем снижения температуры продуктов сгорания топлива за счет оптимизации подачи топлива в камеру сгорания.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе дозирования топлива на запуске газотурбинного двигателя, включающем измерение частоты вращения ротора газогенератора nВД, определение величины ускорения дозирование топлива для поддержания величины соответствующей заданной зависимости согласно изобретению дополнительно измеряют температуру воздуха ТВХ на входе в двигатель и температуру Тпр продуктов сгорания топлива, формируют пороговое значение Tпрпорог по зависимости Тпрпорог=f(Твх), сравнивают Тпр с Tпрпорог и при Тпрпрпорог изменяют дозирование топлива для снижения величины до значения кор=×Ккор, где Ккор - коэффициент коррекции, определяемый зависимостью Ккор=f(Tпр), a при Тпр<Tпрпорог восстанавливают величину в соответствии с заданной зависимостью =f(nвд).

Предлагаемый способ корректирует дозируемый избыток топлива на запуске по температуре продуктов сгорания топлива, снижая ускорение только при высокой температуре Тпр, позволяя снизить максимальную температуру продуктов сгорания на запуске двигателя и выполнить запуск за минимально возможное время.

На фиг.1 представлена зависимость Ккор от величины температуры продуктов сгорания Тпр для газотурбинных установок на базе двигателя ПС90А.

Величина порогового значения Тпрпорог определяет зону повышенной температуры продуктов сгорания, запуск в которой производится с коррекцией ускорения ротора газогенератора на заданный коэффициент Ккор:

Тпрпорогпрзащ-ΔТ,

где Тпрзащ=f(Tвх) - предельное значение температуры продуктов сгорания для защиты двигателя от перегрева на запуске, зависящее от внешних условий, превышение которой приводит к прекращению запуска;

Твх - температура воздуха на входе в двигатель;

ΔT - постоянная величина, зависящая от типа двигателя («уставка»).

Зависимость коэффициента коррекции Ккор величины от текущей температуры продуктов сгорания при превышении Тпрпорог определяется параметрами двигателя.

Структурная схема осуществления предлагаемого способа для газотурбинных установок на базе ПС90А представлена на фиг.2.

Блок 1 - блок формирования задания на изменение величины в зависимости от nвд [=f(nвд)].

Блок 2 - логический блок, осуществляющий сравнение текущей температуры продуктов сгорания с пороговой величиной Тпрпорог. Величина Тпрпорог определяет зону повышенной температуры продуктов сгорания при запуске газотурбинного двигателя, в которой требуется коррекция величины ротора генератора на коэффициент коррекции Ккор. Блок формирует величину Kкор=f(Тпр) для текущей температуры Твх и заданного значения «уставки» ΔT.

Блок 3 - арифметический, выполняет коррекцию задания величины с учетом Ккор: кор=×Ккор.

Блок 4 - блок, формирующий задание на дозатор топлива с учетом выходного сигнала с блока 3, обеспечивая расход топлива, необходимый для поддержания скорректированной величины кор.

Способ осуществляется следующим образом.

При запуске двигателя газотурбинной установки на базе двигателя ПС90А блок 1, на вход которого поступает сигнал о величине текущей частоты вращения ротора газогенератора nвд, формирует задание на величину и подает выходной сигнал I1 на первый вход блока 3. На входы блока 2 поступает информация о величинах температуры воздуха на входе в двигатель Твх, температуры продуктов сгорания Тпр и «уставки» ΔT.

При Тпрпрпорог блок 2 формирует сигнал I2<1, пропорциональный

коэффициенту коррекции Ккор, поступающий на вход блока 3. Изменение Ккор соответствует диапазону 0,4-1,0 (фиг.1).

При Тпр≤Tпрпорог на вход блока 3 поступает сигнал I2=1 о величине Kкор=1.

Блок 3 выполняет коррекцию задания и формирует выходной сигнал I3, поступающий на вход блока 4, который задает режим работы дозатору топлива, обеспечивая расход топлива, необходимый для поддержания скорректированной величины кор. При этом уменьшаются дозируемые избытки топлива, что в конечном счете снижает максимальную температуру продуктов сгорания Тпр. При Тпр≤Tпрпорог происходит восстановление величины в соответствии с заданной зависимостью =f(nвд).

Способдозированиятопливаназапускегазотурбинногодвигателя,включающийизмерениечастотывращенияроторагазогенератораn,определениевеличиныускорениядозированиетопливадляподдержаниявеличинысоответствующейзаданнойзависимостиотличающийсятем,чтодополнительноизмеряюттемпературувоздухаТнавходевдвигательитемпературуТпродуктовсгораниятоплива,формируютпороговоезначениеТ позависимостиТ =f(Т),сравниваютТсТ ,иприТ>Т изменяютдозированиетопливадляснижениявеличиныдозначения=·К,гдеК-коэффициенткоррекции,определяемыйзависимостьюК=f(Т),априТ<Т восстанавливаютвеличинувсоответствиисзаданнойзависимостью=f(n).
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 100 items.
20.04.2014
№216.012.b8e5

Лабиринтное уплотнение турбомашины

Изобретение относится к лабиринтным уплотнениям турбомашин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Лабиринтное уплотнение содержит установленный на статоре сотовый фланец и лабиринтом с демпфирующим кольцом в кольцевой канавке на краю обода. Край обода направлен к диску...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513061
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.b8e6

Упругодемпферная опора турбомашины

В упругодемпферной опоре турбомашины щелевая масляная полость разделена уплотнительными кольцами на глухую демпферную щелевую полость, расположенную с внешней стороны от подшипника, и жиклерную щелевую полость, расположенную с внешней стороны от масляного жиклера между диском турбомашины и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513062
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.ba7a

Лабиринтное уплотнение турбины

Лабиринтное уплотнение турбины содержит примыкающий к диску турбины лабиринт и ответный ему фланец с сопловым аппаратом закрутки охлаждающего воздуха. Лабиринт установлен на осевом кольцевом выступе диска и выполнен охватывающим сопловой аппарат закрутки с образованием между лабиринтом и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513466
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.05.2014
№216.012.c056

Статор турбины высокого давления

Изобретение относится к статорам турбин высокого давления газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Статор турбины включает установленные на внутреннем корпусе камеры сгорания опору соплового аппарата и передний хвостовик упругого фланца, а также диафрагму. Диафрагма...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514987
Дата охранного документа: 10.05.2014
27.05.2014
№216.012.c811

Ротор турбомашины

Изобретение относится к роторам турбомашин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Ротор турбомашины включает диск турбины, установленный на валу задним фланцем. Диск турбины зафиксирован установленной на валу гайкой, выполненной с радиальным фланцем, размещенным с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516983
Дата охранного документа: 27.05.2014
27.05.2014
№216.012.c9f0

Ротор турбины

Изобретение относится к роторам турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Ротор турбины включает диск турбины с установленным на его ободе при помощи байонетного соединения уплотнительным кольцом с образованием кольцевой полости, расположенной между полотном диска и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517462
Дата охранного документа: 27.05.2014
10.06.2014
№216.012.ced8

Лабиринтное уплотнение турбины

Изобретение относится к лабиринтным уплотнениям турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Лабиринтное уплотнение турбины состоит из размещенного на сопловой лопатке статорного фланца и установленного между дисками и турбиной лабиринта. На внешней поверхности лабиринта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518723
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cf03

Высокотемпературная турбина газотурбинного двигателя

Высокотемпературная турбина газотурбинного двигателя, в наружном корпусе которой установлены сопловая лопатка и ниже по потоку газа разрезное секторное кольцо, а также рабочая лопатка и уплотнительные гребешки на верхней полке. Полка образует с внутренней поверхностью разрезного кольца...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518766
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.06.2014
№216.012.d27d

Турбина низкого давления

Турбина низкого давления, в которой с внутренней стороны корпуса установлено секторное разрезное кольцо с уплотняющей сотовой вставкой, расположенной со стороны верхней полки рабочей лопатки турбины. Разрезное кольцо выполнено из листового материала одинаковой толщины. Передний и задний по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519656
Дата охранного документа: 20.06.2014
20.06.2014
№216.012.d292

Статор турбомашины

Статор турбомашины включает фланцевое соединение корпусов, состоящих из радиальных кольцевых ребер и присоединенных к ним обечаек. В стыке фланцевого соединения со стороны проточной части установлено дополнительное, состоящее из секторов, разрезное кольцо. Разрезное кольцо зафиксировано...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519677
Дата охранного документа: 20.06.2014
Showing 1-6 of 6 items.
20.02.2019
№219.016.bf00

Способ защиты газотурбинного двигателя от перегрева

Изобретение относится к области управления газотурбинными двигателями, в частности к способам защиты турбин авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) от перегрева. Техническая задача заключается в повышении надежности за счет достоверной оценки теплового состояния выходящих газов за турбиной и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002315885
Дата охранного документа: 27.01.2008
08.03.2019
№219.016.d44d

Трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=2c полюсах в z=27c пазах

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромашиностроении, трехфазных асинхронных и синхронных машинах. Технический результат заключается в снижении дифференциального рассеяния σ m'=6-зонной электромашинной дробной (q=4,5) петлевой обмотки. Трехфазная двухслойная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002268537
Дата охранного документа: 20.01.2006
08.03.2019
№219.016.d44e

Трехфазная однослойная электромашинная обмотка при 2p=2c полюсах в z=36c пазах

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромашиностроении в трехфазных асинхронных и синхронных машинах. Технический результат заключается в снижении дифференциального рассеяния σ m'=6-зонной однослойной электромашинной петлевой обмотки при q=6. Трехфазная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002268539
Дата охранного документа: 20.01.2006
08.03.2019
№219.016.d44f

Трехфазная двухслойная электромашинная обмотка при 2p=2c полюсах в z=21c пазах

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромашиностроении в трехфазных асинхронных и синхронных машинах. Технический результат заключается в снижении дифференциального рассеяния σ m'=6-зонной электромашинной дробной (q=3,5) петлевой обмотки. Трехфазная двухслойная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002268538
Дата охранного документа: 20.01.2006
08.03.2019
№219.016.d450

Трехфазная однослойная электромашинная обмотка при 2p=2c полюсах в z=48c пазах

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромашиностроении, в трехфазных асинхронных и синхронных машинах. Технический результат заключается в снижении дифференциального рассеяния σ m'=6-зонной однослойной электромашинной петлевой обмотки при q=8. Трехфазная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002268540
Дата охранного документа: 20.01.2006
11.03.2019
№219.016.d8b6

Способ диагностики неустойчивой работы компрессора газотурбинного двигателя на запуске

Изобретение относится к области раннего обнаружения неустойчивой работы компрессора газотурбинного двигателя на запуске и позволяет повысить быстродействие диагностики неустойчивой работы компрессора на основе информации о динамике изменения отношения первых производных контролируемых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002316678
Дата охранного документа: 10.02.2008
+ добавить свой РИД