Патент на изобретение №2323358

(54) СИСТЕМА СМАЗКИ АВИАЦИОННОГО ГТД

(57) Реферат:

Изобретение относится к авиадвигателестроению и может быть использовано в авиационных турбореактивных двигателях (ТРД), турбореактивных двигателях с форсажной камерой сгорания (ТРДФ), двухконтурных турбореактивных двигателях (ТРДЦ) и двухконтурных турбореактивных двигателях с форсажной камерой сгорания (ТРДДФ). Задачей изобретения является увеличение времени функционирования ГТД в полете при повреждениях элементов линии всасывания и нагнетания. В состав системы входят: маслобак, электромагнитные клапаны, линия всасывания, линия сброса масла в маслобак, датчик манометра, откачивающие масляные насосы, топливомасляный радиатор, эжектор, масляные форсунки, воздухоотделитель, фильтр – сигнализатор, основной масляный насос, клапаны переключения, линия откачки масла из передней коробки приводов, линия подачи масла в электрический маслонасос, электрический откачивающий масляный насос, редукционный клапан, линия нагнетания масла, масляный фильтр, суфлер. 2 ил.

Изобретение относится к авиадвигателестроению и может быть использовано в авиационных турбореактивных двигателях (ТРД), турбореактивных двигателях с форсажной камерой сгорания (ТРДФ), двухконтурных турбореактивных двигателях (ТРДД) и двухконтурных турбореактивных двигателях с форсажной камерой сгорания (ТРДДФ).

Известна система смазки коробки приводов агрегатов авиационного газотурбинного двигателя (ГТД) [1], содержащая масляные форсунки шестерен, подсоединенные к нагнетательному трубопроводу системы смазки двигателя, и внутреннюю полость коробки, с расположенным в ее нижнем отсеке двухсекционным маслосборником с верхней и нижней камерами, верхняя камера которого соединена с нагнетательным трубопроводом, а нижняя – с откачивающим трубопроводом системы смазки двигателя. С целью увеличения времени функционирования системы смазки коробки при повреждениях маслосистемы двигателя в нагнетательном трубопроводе перед форсунками установлен дополнительный обратный клапан, а нижний отсек коробки приводов оснащен дополнительным маслосборником, участок трубопровода между дополнительным обратным клапаном и форсунками сообщен с дополнительным маслозаборником трубопроводом с размещенными на нем насосом и обратным клапаном.

Недостатком данной системы смазки является увеличение массы агрегатов, размещаемых на двигателе, при незначительном увеличении времени функционирования ГТД в целом в случае повреждения маслосистемы вследствие масляного голодания подшипников опор ротора двигателя.

Известна также система смазки ГТД [2], содержащая линию всасывания, линию нагнетания с включенными в нее последовательно основным масляным насосом, масляными форсунками, и линию откачки масла, состоящую из откачивающих насосов из опор ротора ГТД, откачивающего насоса из задней коробки приводов, топливомасляного радиатора.

Отсутствие резервирования основных элементов в такой системе смазки существенно снижает надежность работы ГТД в целом при появлении неисправностей в маслосистеме.

Задачей изобретения является увеличение времени функционирования ГТД в полете при повреждениях элементов линии всасывания и нагнетания. Задача достигается тем, что в известной системе смазки ГТД, содержащей линию всасывания, линию нагнетания с включенными в нее последовательно основным масляным насосом и масляными форсунками, и линию откачки масла, состоящую из откачивающих насосов из опор ротора ГТД, откачивающего насоса из передней коробки приводов, топливомасляного радиатора, в линию всасывания у маслобака включен электромагнитный клапан, связанный трубопроводом с линией сброса масла в маслобак, а в линию откачки – во входном и выходном патрубок откачивающего насоса из передней коробки приводов установлены клапаны переключения, один из которых связан с магистралью, содержащей электрический маслонасос, а в выходном патрубке топливомасляного радиатора электромагнитный клапан, связанный через эжектор с клапаном переключения во входном патрубке откачивающего насоса из передней коробки приводов.

Существенное отличие предлагаемой системы смазки заключается в наличии двух клапанов переключения и двух электромагнитных клапанов, эжектора и дополнительного электрического масляного насоса, позволяющих исключить неисправные элементы линии всасывания и нагнетания из общей системы циркуляции масла.

На фиг.1, представлена схема системы смазки ГТД.

В состав системы входят: маслобак – 1, электромагнитные клапаны – 2, 8, линия всасывания – 3, линия сброса масла в маслобак – 4, датчик манометра – 5, откачивающие масляные насосы – 6, 15, 33, 34, 35, 36, топливомасляный радиатор – 7, эжектор – 9, масляные форсунки – 11, 27, 31, воздухоотделитель – 12, фильтр-сигнализатор – 13, основной масляный насос – 16, клапаны переключения – 18, 24, линия откачки масла из передней коробки приводов – 19, линия подачи масла в электрический маслонасос – 20, электрический откачивающий масляный насос – 21, редукционный клапан – 22, линия нагнетания масла – 23, масляный фильтр – 25, суфлер – 32.

При нормальном функционировании системы смазки масло из маслобака – 1 по трубопроводу всасывания поступает на вход в основной масляный насос – 16, и далее, через масляный фильтр – 25 к масляным форсункам – 11, 27, 31 для смазки опор ротора двигателя – 10, 26, 30 и деталей передней – 17 и задней – 28 коробки приводов. После смазки и охлаждения трущихся поверхностей масло откачивающими маслонасосами – 6, 15, 33, 34, 35, 36 подается к центробежному воздухоотделителю – 12, топливомасляному радиатору – 7, и по трубопроводу – 4 отводится в маслобак.

При повреждениях маслобака – 1 или трубопровода линии всасывания – 3, за счет падения уровня масла в маслобаке ниже допустимого, сработает датчик масломера – 5, формируя команду на отключение неисправных агрегатов системы и включение резервных агрегатов – 9, 21. При неисправностях качающего узла основного масляного насоса – 16 или редукционного клапана – 22 отключение неисправных агрегатов системы и включение резервных агрегатов – 9, 21 осуществляет датчик давления масла – 29, который срабатывает в процессе падения давления масла в линии нагнетания ниже допустимого уровня. В этих случаях после перекладки клапана – 21, основной масляный насос – 16 отключается от линии нагнетания, а выходной штуцер откачивающего насоса из передней коробки приводов – 17 подключается к этой линии.

Клапан переключения – 18 после перекладки золотника обеспечивает:

– отключение входного штуцера откачивающего насоса из передней коробки приводов – 17 от линии откачки масла – 19 и подключение его к линии всасывания – 3.

– подключение электрического откачивающего масляного насоса – 21 к линии откачки масла – 19 из передней коробки приводов – 17.

Электромагнитный клапан – 8 после перекладки золотника соединяет выходной патрубок топливомасляного радиатора – 7 с эжектором – 9, который соединен с линией всасывания клапана – 18.

В результате проведенных мероприятий масло из линии откачки – 19, пройдя топливомасляный радиатор – 7, вновь отправляется на вход в нагнетающий насос, функции которого будет выполнять откачивающий насос – 15 из передней коробки приводов.

Для восполнения эксплуатационного расхода масла предусмотрен электромагнитный клапан – 2 и эжектор – 9. При возникновении рассмотренных выше неисправностей, золотник клапана отсекает путь движения масла к входному патрубку основного масляного насоса – 16 и открывает канал подвода масла через трубопровод – 4 к электромагнитному клапану – 8 и далее к эжектору – 9.

На фиг.2 представлен клапан переключения – 18.

Клапан переключения состоит из: золотника – 37, пружины – 39 и трубопроводов, подходящих к нему.

При нормальном режиме работы клапана избыточное давление в линии нагнетания – 23 обеспечивает сжатие пружины – 38 золотником – 37. Золотник перекрывает канал, подводящий масло из линии всасывания – 3 и канал – 20, подводящий масло к электромагнитному маслонасосу – 21. Масло из передней коробки приводов – 17 свободно поступает через золотник – 37 по каналам – 19 и 14 к откачивающему масляному насосу – 15.

В случае падения давления в линии нагнетания – 23 (в результате переключения клапана – 24) пружина – 38 отожмет золотник – 37 вверх до упора, тем самым соединит канал, подводящий масло из линии всасывания – 3 с откачивающим масляным насосом – 15 через канал – 14. Масло из передней коробки приводов – 17 будет поступать к электромагнитному маслонасосу – 21 через каналы – 19 и 20.

Анализ выполненных мероприятий показывает, что при незначительном увеличении массы двигателя за счет установки дополнительных агрегатов системы смазки (0,3%…0,4%), отказобезопасность системы увеличивается в несколько раз.

Литература

1. Патент №1156439, RU.

2. Авиационные двухконтурные двигатели Д-30КУ и Д-30КП. – М.: Машиностроение, 1988 (прототип).

Формула изобретения

Система смазки авиационного ГТД, содержащая линию всасывания, линию нагнетания с включенными в нее последовательно основным масляным насосом и масляными форсунками, и линию откачки масла, состоящую из откачивающих насосов из опор ротора ГТД, откачивающего насоса из передней коробки приводов, топливомасляного радиатора, отличающаяся тем, что в линию всасывания у маслобака включен электромагнитный клапан, связанный трубопроводом с линией сброса масла в маслобак, а в линию откачки – во входном и выходном патрубках откачивающего насоса из передней коробки приводов, установлены клапаны переключения, один из которых связан с магистралью, содержащей электрический маслонасос, а в выходном патрубке топливомасляного радиатора – электромагнитный клапан, связанный через эжектор с клапаном переключения во входном патрубке откачивающего насоса из передней коробки приводов.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 07.07.2008

Извещение опубликовано: 27.06.2010 БИ: 18/2010