29.03.2019
219.016.f6c6

СИСТЕМА ТОПЛИВОПИТАНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002435971
Дата охранного документа
10.12.2011
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в системах автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД). Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно вводится блок адаптации к характеристикам топлива, подключенный к блоку датчиков (БД) и электронному регулятору (ЭР) и выполненный в виде конструктивно-функционального модуля (КФМ) ЭР, а ЭР через электрогидропреобразователь (ЭГП) подключается к сервоприводу плунжерного топливного насоса переменной производительности (ПН). Технический результат от использования изобретения заключается в том, что обеспечивается повышение качества работы системы топливопитания и регулирования за счет учета фактических характеристик топлива и снижения инерционности элементов САУ и, как следствие, повышение надежности работы ГТД и расширение области его применения. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД)

Известно устройство для управления ГТД, содержащее последовательно соединенные топливный насос, дозирующую иглу с датчиком перепада давлений и перепускным клапаном, полость задания перепада давлений которого соединена с выходами тахометрических регуляторов переходных и статических режимов.

Недостатком известного устройства является его низкая эффективность на переходных режимах работы двигателя.

Наиболее близкой к данному изобретению по технической сущности является система топливопитания и регулирования ГТД, содержащая электронный регулятор (ЭР), подключенный к блоку датчиков (БД), последовательно соединенные плунжерный топливный насос переменной производительности (ПН) с сервоприводом, дозирующую иглу (ДИ) с клапаном (КПП) постоянного перепада, управляемая полость которой соединена через электрогидропреобразователь (ЭГП) с ЭР, клапан-останова (КО), распределительный клапан (РК) (Бодлер В.А., Рязанов Ю.А., Шаймарданов Ф.А. «Системы автоматического управления двигателями летательных аппаратов». М., «Машиностроение», 1973 г.)

Недостатком этого устройства является то, что управление расходом топлива в двигатель осуществляется с помощью комплекса ДИ-КПП. Это приводит к следующему.

1. При управлении расходом топлива не учитываются фактические значения плотности топлива и его теплотворной способности. Это снижает статическую точность регулирования параметров двигателя и, как следствие, точность поддержания тяги (мощности) силовой установки (СУ) и точность ограничения предельных параметров газогенератора (температуры газов), что снижает надежность работы двигателя, СУ и безопасность ЛА.

2. Комплекс ДИ-КПП обладает достаточной инерционностью, что снижает динамическую точность управления расходом топлива. Это может привести к ускоренной выработке ресурса газогенератора двигателя, что в конечном итоге снижает его надежность.

3. Комплекс ДИ-КПП является набором деталей точности изготовления. При эксплуатации этот комплекс очень чувствителен к загрязнениям рабочего тела. В качестве рабочего тела в гидромеханических агрегатах САУ ГТД используется топливо. Из-за этого практически невозможно применение рассматриваемого устройства на транспортных ГТД входящих в состав СУ большегрузных автомобилей, танков, тепловозов, где в качестве топлива используется солярка.

Целью изобретения является повышение качества работы системы топливопитания и регулирования и, как следствие, повышение надежности работы ГТД и расширение области его применения.

Поставленная цель достигается тем, что в систему топливопитания и регулирования ГТД, содержащую ЭР, подключенный к БД, последовательно соединенные ПН с сервоприводом, КО, РК, а также ЭГП, дополнительно вводится блок адаптации к характеристикам топлива, подключенный к БД и ЭР и выполненный в виде конструктивно-функционального модуля (КФМ) ЭР, а ЭР через ЭГП подключают к сервоприводу ПН.

На чертеже представлена структурная схема заявляемого устройства.

Устройство содержит ЭР 1, подключенный к БД 2, последовательно соединенные ПН 3 с сервоприводом 4, КО 5, РК 6, а также ЭГП 7, блок 8 адаптации к характеристикам топлива, подключенный к БД 2 и ЭР 1, сервопривод 4 ПН 3 подключен к БД 2 напрямую и к ЭР 1 через ЭГП 7.

Устройство работает следующим образом.

ЭР 1 в зависимости от параметров воздуха на входе в двигатель и параметров ГТД (из БД 2) формирует заданный расход топлива в двигатель по известным программам и законам управления (см., например, книгу Черкасов Б.А. «Автоматика и регулирование ВРД». М., «Машиностроение», 1988 г.).

В блоке 8 формируется фактический расход топлива в двигатель. Происходит это следующим образом.

По измеренным с помощью БД 2 частоте вращения привода ПН 3 (приводится насос от ротора турбокомпрессора двигателя через коробку приводов двигателя) и углу наклона шайбы ПН 3 (не показана) вычисляют объемный расход ПН 3:

где

Gт v - объемный расход насоса,

α нш - угол установки наклонной шайбы насоса,

nтк - частота вращения ротора турбокомпрессора двигателя.

Примеры зависимости (1) приведены в книге Т.М.Башта. «Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем». М., «Машиностроение», 1974 г.

По приведенной частоте вращения ротора турбокомпрессора (приведение выполняется по измеренным данным, полученным блоком 8 из БД 2) рассчитывается приведенный расход топлива в двигатель:

где

Gт пр. - приведенный расход топлива в двигатель,

nтк пр. - приведенная частота вращения ротора турбокомпрессора двигателя:

где

nтк пр. - приведенная частота вращения ротора турбокомпрессора двигателя,

nтк - измеренная частота вращения ротора турбокомпрессора двигателя,

Твх. - полная температура воздуха на входе в двигатель.

Зависимость (2) является дроссельной характеристикой двигателя, которую снимают в процессе сдаточных испытаний двигателя на стенде. Ее фиксируют и заносят в ПЗУ блока 8, который является КФМ ЭР 1 и содержит устройства ввода-вывода (УВВ) и вычислитель, содержащий процессор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).

По приведенному расходу топлива в двигатель с помощью измеренных данных, полученных блоком 8 из БД 2, рассчитывается статический расход топлива в двигатель:

где

Gт ст.- статический расход топлива в двигатель,

Gт пр. - приведенный расход топлива в двигатель,

Твх. - полная температура воздуха на входе в двигатель,

Рвх. - полное давление воздуха на входе в двигатель.

По расчетной величине ускорения ротора турбокомпрессора рассчитывается динамическая добавка к статическому расходу топлива в двигатель

где

ΔGт дин. - динамическая добавка к статическому расходу топлива в двигатель,

К - коэффициент, связывающий расход топлива и ускорение ротора турбокомпрессора двигателя (для двигателя ПС-90А2, например, он изменяется от 0,00786 до 0,024),

Птк - измеренная частота вращения ротора турбокомпрессора двигателя.

По статическому расходу топлива и динамической добавке определяется мгновенный весовой расход топлива в двигатель

где

Gт мгн. - мгновенный весовой расход топлива в двигатель,

Gт ст. - статический расход топлива в двигатель,

ΔGт дин. - динамическая добавка к статическому расходу топлива в двигатель.

По мгновенному весовому расходу топлива (формула 6) и объемному расходу топлива (формула 1) рассчитывают «мгновенную» плотность топлива

где

Y мгн. - «мгновенная» плотность топлива,

Gт мгн. - мгновенный весовой расход топлива в двигатель,

Gт v - объемный расход насоса.

Далее «мгновенная» плотность топлива фильтруется (например, с помощью апериодического фильтра первого порядка (см. книгу Каппелини В., Константинидис А.Дж., Эмилиани П. "Цифровые фильтры и их применение", перевод с английского В.Н.Елисеева, под редакцией Н.Н.Слепова. М., «Энергоатомиздат», 1983 г.) и получается текущая плотность топлива Y тек.

По объемному расходу топлива (формула 1) и текущей плотности топлива рассчитывают текущий (фактический) расход топлива

где

Gт тек. - текущий расход топлива в двигатель,

Gт v - объемный расход насоса,

Y тек. - текущая плотность топлива.

Полученный текущий фактический расход топлива из блока 8 передается в ЭР 1. Блок 8 выполнен в виде КФМ ЭР 1, метод и линия передачи могут быть различны, например в агрегате РЭД-90А2, входящем в САУ двигателя ПС-90А2, для передачи данных внутри блока используется стандарт ГОСТ 18977-79 и РТМ 1495-75 с изм. 3 со скоростью 48 Кбит/с ± 25%.

ЭР 1 по величине рассогласования между заданным и фактическим расходом топлива в двигатель формирует управляющее воздействие, которое через ЭГП 7 и сервопривод 4 регулирует производительность ПН 3 и, как следствие, фактический расход топлива в КС.

Таким образом, обеспечивается повышение качества работы системы топливопитания и регулирования за счет учета фактических характеристик топлива и снижения инерционности элементов САУ и, как следствие, повышение надежности работы ГТД и расширение области его применения.

Система топливопитания и регулирования ГТД, содержащая электронный регулятор (ЭР), подключенный к блоку датчиков (БД), последовательно соединенные плунжерный топливный насос переменной производительности (ПН) с сервоприводом, клапан останова (КО), распределительный клапан (РК), а также электрогидропреобразователь (ЭГП), отличающаяся тем, что дополнительно введен блок адаптации к характеристикам топлива, подключенный к БД и ЭР и выполненный в виде конструктивно-функционального модуля (КФМ) ЭР, а ЭР через ЭГП подключен к сервоприводу ПН.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-9 из 9.
27.04.2013
№216.012.3ac0

Способ управления запуском газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД). Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно для повышения мощности воздушного стартера подогревают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480601
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.08.2013
№216.012.5da3

Способ управления расходом топлива в газотурбинный двигатель

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД). Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно при поступлении в процессе взлета самолета сигнала «Пожар...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489592
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.02.2019
№219.016.c1df

Устройство для управления газотурбинным двигателем

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в системах автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД). Устройство для управления ГТД содержит топливный насос, выход которого подключен к регулятору механизации компрессора и соединен с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002425238
Дата охранного документа: 27.07.2011
29.03.2019
№219.016.f78e

Способ контроля технического состояния газотурбинной установки

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах (САУ) автоматического управления газотурбинными установками (ГТУ) газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и газотурбинных электростанций (ГТЭС). Сущность изобретения заключается в том, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002444717
Дата охранного документа: 10.03.2012
29.03.2019
№219.016.f7ad

Способ управления газотурбинным двигателем с форсажной камерой сгорания

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями с форсажной камерой сгорания (ТРДФ). Дополнительно в зависимости от параметров двигателя и воздушного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002442001
Дата охранного документа: 10.02.2012
19.04.2019
№219.017.2e10

Способ управления расходом топлива на запуске газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления ГТД. Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно, в зависимости от расхода топлива, поступающего в коллектор, формируют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002392468
Дата охранного документа: 20.06.2010
10.07.2019
№219.017.ac54

Устройство управления механизацией компрессора газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в системах автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД). Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно счетно-решающее устройство выполнено в виде пространственного кулачка,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002392498
Дата охранного документа: 20.06.2010
10.07.2019
№219.017.acea

Способ управления газотурбинным двигателем

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления ГТД. Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно формируют контрольное значение параметра по отказавшему каналу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002387855
Дата охранного документа: 27.04.2010
10.07.2019
№219.017.ae9f

Система топливопитания газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями ГТД. Сущность изобретения заключается в том, что с целью повышения надежности работы ГТД и снижения затрат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002322599
Дата охранного документа: 20.04.2008
Показаны записи 1-10 из 50.
20.01.2013
№216.012.1d27

Способ управления газотурбинным двигателем

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления ГТД. Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно при переводе управления на ГМР анализируют причину отказа ЭР,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472957
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d38

Способ защиты газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления ГТД. Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно на всех режимах работы ГТД от минимального до максимального измеряют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472974
Дата охранного документа: 20.01.2013
10.02.2013
№216.012.23fa

Способ управления расходом топлива в газотурбинный двигатель

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД). Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно на взлете самолета по положению РУД формируют минимально...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474712
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.23fb

Способ защиты газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронно-гидромеханических системах (САУ) автоматического управления ГТД. Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно в зависимости от положения РУД, закрылков и стояночного тормоза...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474713
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2cb4

Способ управления газотурбинным двигателем со свободной турбиной для электростанций малой и средней мощности

Использование: в системах автоматического управления (САУ) газотурбинными двигателями (ГТД) со свободной турбиной, применяемыми в составе газотурбинных установок (ГТУ) для привода электрогенераторов (ЭГ) газотурбинных электростанций (ГТЭС). Технический результат заключается в повышении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476971
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.04.2013
№216.012.34ea

Способ включения газотурбинной электростанции со свободной турбиной на автономную нагрузку

Использование в области газотурбинного двигателестроения, в электронных системах автоматического управления (САУ) газотурбинными двигателями (ГТД) со свободной турбиной. Положительный эффект изобретения - повышение надежности работы газотурбинной электростанции. Согласно способу команда на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479089
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.04.2013
№216.012.360b

Способ скользящего профильного шлифования

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при шлифовании поверхностей высокой точности профильным абразивным инструментом, например при шлифовании зубьев цилиндрических шестерен топливного насоса на зубошлифовальном станке методом прерывистого профильного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479388
Дата охранного документа: 20.04.2013
20.04.2013
№216.012.3814

Способ управления параллельной работой двух газотурбинных электростанций

Использование: в автоматизированных системах управления (АСУ) газотурбинных (ГТЭС) электростанций собственных нужд (ЭСН) компрессорных станций магистральных трубопроводов и небольших предприятий. Технический результат - повышение эксплуатационной надежности работы ГТЭС. Способ заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479909
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.04.2013
№216.012.3ac0

Способ управления запуском газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД). Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно для повышения мощности воздушного стартера подогревают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480601
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.4046

Способ управления силовой установкой вертолета

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в системах автоматического управления (САУ) турбовинтовыми силовыми установками (СУ) вертолетов. Сущность изобретения заключается в измерении и сравнении частот вращения роторов турбокомпрессоров своего и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482024
Дата охранного документа: 20.05.2013

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД