2.2 - Особенности топливных систем ГТУ

Ãëàâà 2 - Òîïëèâíûå ñèñòåìû ÃÒÄ
ðîýëåìåíòîâ àíàëîãè÷íà âûøåîïèñàííîé. Âíóòðè
ñòàêàíîâ óñòàíîâëåíû òàðåëü÷àòûå ïåðåïóñêíûå
êëàïàíû 4 è 5. Êðîìå òîãî, ôèëüòð îáîðóäîâàí ýëåêòðè÷åñêèì ñèãíàëèçàòîðîì ïåðåïàäà äàâëåíèÿ 9
è êðàíîì 8 äëÿ ñëèâà òîïëèâà.
Ïðè ðàáîòå äâèãàòåëÿ òîïëèâî îò âõîäíîãî
ôëàíöà ïàðàëëåëüíûìè ïîòîêàìè ïîñòóïàåò â îáà
ñòàêàíà, ïðîõîäèò ÷åðåç ôèëüòðîýëåìåíòû è, ñîåäèíÿÿñü, îòâîäèòñÿ ÷åðåç âûõîäíîé ôëàíåö. Ôèëüòð
ðàññ÷èòàí íà ìàêñèìàëüíûé ðàñõîä òîïëèâà äî
50000 ë/÷. Êîðïóñ ôèëüòðà âûïîëíåí èç àëþìèíèåâîãî ñïëàâà, ñòàêàíû – èç òèòàíîâûõ ñïëàâîâ, îñòàëüíûå äåòàëè – èç ëåãèðîâàííûõ ñòàëåé.
 îòëè÷èå îò îñíîâíîãî òîïëèâíîãî ôèëüòðà
âñïîìîãàòåëüíûå ôèëüòðû èìåþò ìåíüøèå ðàçìåðû, è èõ êîíñòðóêöèÿ ìîæåò áûòü ñóùåñòâåííî
ïðîùå. Íà Ðèñ. 2.11 ïðåäñòàâëåí ôèëüòð, óñòàíàâëèâàåìûé íà âõîäå â àãðåãàò ðàñïðåäåëåíèÿ òîïëèâà è âûïîëíÿþùèé çàùèòíûå ôóíêöèè ïî ïðåäîòâðàùåíèþ ïîïàäàíèÿ â óêàçàííûé àãðåãàò
ìåõàíè÷åñêèõ ÷àñòèö â ñëó÷àå èõ âûìûâàíèÿ èç
òîïëèâîìàñëÿíîãî òåïëîîáìåííèêà. Ôèëüòð îáåñïå÷èâàåò íîìèíàëüíóþ òîíêîñòü ôèëüòðàöèè
35 ìêì, àáñîëþòíóþ – 40 ìêì. Ìàêñèìàëüíûé ðàñõîä òîïëèâà ÷åðåç ôèëüòð 10000 ë/÷. Ôèëüòðîýëåìåíò â ýêñïëóàòàöèè íå îáñëóæèâàåòñÿ.
Êîíñòðóêòèâíî ôèëüòð ñîñòîèò èç êîðïóñà 2
è äâóõ êðûøåê 1 è 7 ñî øòóöåðàìè ïîäâîäà è îòâîäà òîïëèâà. Êðûøêà 1 ÿâëÿåòñÿ îäíîâðåìåííî
äåòàëüþ ôèëüòðîýëåìåíòà - ê íåé ïðèâàðåí òðóá÷àòûé êàðêàñ 3 ñ îêíàìè 4. Ñ äðóãîé ñòîðîíû êàð-
Ðèñóíîê 2.11 - Âñïîìîãàòåëüíûé òîïëèâíûé
ôèëüòð
1, 7 – êðûøêè; 2 – êîðïóñ; 3 – êàðêàñ;
4 – îêíî; 5 – ôèëüòðóþùàÿ ñåòêà;
6 – îïîðà; 8, 9 – êîëüöà óïëîòíèòåëüíûå ðåçèíîâûå
êàñ ïðèâàðåí ê îïîðå 6. Âîêðóã êàðêàñà â îäèí ñëîé
îáåðíóòà ôèëüòðóþùàÿ ñåòêà 5. Äëÿ ïîâûøåíèÿ
ïðî÷íîñòè ôèëüòðóþùàÿ íèêåëåâàÿ ñåòêà ïîìåùåíà ìåæäó ñëîÿìè áîëåå ãðóáîé çàùèòíîé ñåòêè èç
ëàòóííîé ïðîâîëîêè. Ñåòêè êðåïÿòñÿ ê êàðêàñó ïî
êðàÿì ñ ïîìîùüþ êîëüöåâûõ ïàÿíûõ øâîâ. Ïðîäîëüíûé ñòûê ñåòîê òàêæå ïðîïàèâàåòñÿ. Óïëîòíåíèå ôèëüòðà âûïîëíåíî ñ ïîìîùüþ ðåçèíîâûõ
êîëåö 8 è 9. Êîðïóñ ôèëüòðà è êðûøêà 7 èçãîòàâëèâàþòñÿ èç òèòàíîâûõ ñïëàâîâ, äåòàëè ôèëüòðîýëåìåíòà – èç ëåãèðîâàííûõ ñòàëåé.
Áîëåå ïîäðîáíûå ñâåäåíèÿ ïî êîíñòðóêöèè
è õàðàêòåðèñòèêàì ôèëüòðîâ, à òàêæå âîïðîñû èõ
ïðîåêòèðîâàíèÿ èçëîæåíû â ñïåöèàëüíîé ëèòåðàòóðå [2.4.1, 2.4.4, 2.4.8].
2.2 - Îñîáåííîñòè òîïëèâíûõ
ñèñòåì ÃÒÓ
2.2.1 - Íàçíà÷åíèå òîïëèâíîé ñèñòåìû
Òîïëèâíàÿ ñèñòåìà ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ ïîäà÷è òîïëèâà â ÊÑ ÃÒÓ íà âñåõ ðåæèìàõ ðàáîòû.
2.2.2 - Âûáîð òîïëèâíîé ñèñòåìû è
åå ýëåìåíòîâ
Îñíîâíûìè ïàðàìåòðàìè, îïðåäåëÿþùèìè
âûáîð òîïëèâíîé ñèñòåìû ÃÒÓ [2.4.9, 2.4.10,
2.4.11] è åå ýëåìåíòîâ, ÿâëÿþòñÿ:
- âèäû ïðèìåíÿåìûõ òîïëèâ;
- ìàêñèìàëüíûé ðàñõîä òîïëèâà â ÊÑ;
- ìàêñèìàëüíîå äàâëåíèå ãàçà â êàìåðå ñãîðàíèÿ ÃÒÓ.
Âèäû ïðèìåíÿåìîãî òîïëèâà (ãàç, æèäêîñòü)
îïðåäåëÿþò ñîñòàâ ýëåìåíòîâ (àãðåãàòîâ) òîïëèâíîé ñèñòåìû.
Ïðè èñïîëüçîâàíèè ãàçîîáðàçíîãî òîïëèâà
òîïëèâíàÿ ñèñòåìà âêëþ÷àåò â ñåáÿ:
- ñòîïîðíûé êëàïàí ïåðâûé;
- ñòîïîðíûé êëàïàí âòîðîé;
- äîçàòîð ãàçà;
- òðóáîïðîâîäû;
- ôîðñóíêè ÊÑ.
Íà Ðèñ. 2.13 ïîêàçàíà ñõåìà òîïëèâíîé ñèñòåìû ÃÒÓ, ðàáîòàþùåé íà ïðèðîäíîì ãàçå.
Ïðè èñïîëüçîâàíèè æèäêîãî òîïëèâà â ñîñòàâ
òîïëèâíîé ñèñòåìû âõîäÿò:
- ïîäêà÷èâàþùèé íàñîñ (ïðè íåîáõîäèìîñòè);
- òîïëèâíûé ôèëüòð;
- íàñîñ âûñîêîãî äàâëåíèÿ;
- äîçàòîð æèäêîãî òîïëèâà,
61
Ãëàâà 2 - Òîïëèâíûå ñèñòåìû ÃÒÄ
Ðèñóíîê 2.12 - Ñõåìà òîïëèâíîé ñèñòåìû ÃÒÄ íàçåìíîãî ïðèìåíåíèÿ, ðàáîòàþùåãî íà ãàçîîáðàçíîì
òîïëèâå
Ðèñóíîê 2.13 - Ñõåìà òîïëèâíîé ñèñòåìû ÃÒÄ íàçåìíîãî ïðèìåíåíèÿ, ðàáîòàþùåãî íà æèäêîì òîïëèâå: ÓÏÔ - óñòðîéñòâî ïåðåêëþ÷åíèÿ ôèëüòðîâ; Ô1, Ô2, Ô3 - ôèëüòðû òîïëèâíûå;
ÇÊ1, ÇÊ2 - çàïîðíûå êëàïàíû
Ðèñóíîê 2.14 - Ñõåìà òîïëèâíîé ñèñòåìû äâóõòîïëèâíîãî ÃÒÄ íàçåìíîãî ïðèìåíåíèÿ
ÓÏÔ - óñòðîéñòâî ïåðåêëþ÷åíèÿ ôèëüòðîâ; Ô1, Ô2, Ô3 - ôèëüòðû òîïëèâíûå;
ÇÊ1, ÇÊ2 - çàïîðíûå êëàïàíû
62
Ãëàâà 2 - Òîïëèâíûå ñèñòåìû ÃÒÄ
- ðàñïðåäåëèòåëü òîïëèâà ïî êîíòóðàì ôîðñóíîê (äëÿ ìíîãîêîíòóðíûõ ôîðñóíîê);
- ôîðñóíêè ÊÑ;
- òðóáîïðîâîäû
Íåîáõîäèìîñòü ïðèìåíåíèÿ ïîäêà÷èâàþùåãî
íàñîñà îïðåäåëÿåòñÿ âåëè÷èíîé ðàñïîëàãàåìîãî äàâëåíèÿ òîïëèâà íà âõîäå â òîïëèâíóþ ñèñòåìó ÃÒÓ
è âåëè÷èíîé òðåáóåìîãî äàâëåíèÿ íà âõîäå â íàñîñ
âûñîêîãî äàâëåíèÿ. Êðîìå òîãî, â ñîñòàâ òîïëèâíîé
ñèñòåìû ÃÒÓ ìîãóò âõîäèòü òåïëîîáìåííèêè, èñïîëüçóþùèå òîïëèâî â êà÷åñòâå õëàäîàãåíòà.
Íà Ðèñ. 2.14 ïîêàçàíà ñõåìà òîïëèâíîé ñèñòåìû ÃÒÓ, ðàáîòàþùåé íà æèäêîì òîïëèâå.
Òîïëèâíàÿ ñèñòåìà äâóõòîïëèâíûõ ÃÒÓ âêëþ÷àåò ñåáÿ ïåðå÷èñëåííûå âûøå ýëåìåíòû òîïëèâíîé
ñèñòåìû ÃÒÓ, ðàáîòàþùåé íà ãàçîîáðàçíîì òîïëèâå, è ýëåìåíòû òîïëèâíîé ñèñòåìû ÃÒÓ, ðàáîòàþùåé íà æèäêîì òîïëèâå. Äîïîëíèòåëüíî â òîïëèâíóþ ñèñòåìó äâóõòîïëèâíûõ ÃÒÓ âõîäÿò çàïîðíûå
êëàïàíû è/èëè êëàïàíû ïåðåêëþ÷åíèÿ, îáåñïå÷èâàþùèå ïåðåõîä ñ æèäêîãî òîïëèâà íà ãàçîîáðàçíîå
è íàîáîðîò.
Íà Ðèñ. 2.14 ïîêàçàíà ñõåìà òîïëèâíîé ñèñòåìû ýíåðãåòè÷åñêîé ÃÒÓ, ðàáîòàþùåé íà ãàçîîáðàçíîì è æèäêîì òîïëèâå.
Ìàêñèìàëüíûé ðàñõîä òîïëèâà â êàìåðó ñãîðàíèÿ îïðåäåëÿåò òèïîðàçìåð îñíîâíûõ ýëåìåíòîâ
òîïëèâíîé ñèñòåìû ÃÒÓ: îòñå÷íûå êëàïàíû, äîçàòîðû, íàñîñû, òðóáîïðîâîäû, ôèëüòðû, ðàñïðåäåëèòåëè òîïëèâà.
Ïî õàðàêòåðèñòèêå òîïëèâíûõ ôîðñóíîê
GÒ = f(∆ PÔ) äëÿ ìàêñèìàëüíîãî ðàñõîäà òîïëèâà
GÒ ÌÀÕ îïðåäåëÿåòñÿ ìàêñèìàëüíûé ïåðåïàä äàâëåíèÿ íà òîïëèâíûõ ôîðñóíêàõ ∆PÔÌÀÕ. Çíàÿ ìàêñèìàëüíîå äàâëåíèå ãàçà â êàìåðå ñãîðàíèÿ ÃÒÓ
è ∆ PÔÌÀÕ. ìîæíî îïðåäåëèòü ìàêñèìàëüíóþ ïîòðåáíóþ âåëè÷èíó äàâëåíèÿ òîïëèâà ïåðåä òîïëèâíûìè ôîðñóíêàìè:
PÒÌÀÕ = PÊÌÀÕ. +∆PÔÌÀÕ.
Äëÿ òîïëèâíîé ñèñòåìû ÃÒÓ, ðàáîòàþùåé íà
ãàçå, âåëè÷èíà PÒÌÀÕ îïðåäåëÿåò (ñ ó÷åòîì ïîòåðü
äàâëåíèÿ òîïëèâíîãî ãàçà â òðóáîïðîâîäàõ è â âûáðàííûõ àãðåãàòàõ) âåëè÷èíó ìèíèìàëüíî-äîïóñòèìîãî äàâëåíèÿ òîïëèâíîãî ãàçà íà âõîäå â ñèñòåìó
òîïëèâîïèòàíèÿ ÃÒÓ (èç ñèñòåìû ïîäãîòîâêè ãàçà).
Äëÿ òîïëèâíîé ñèñòåìû ÃÒÓ, ðàáîòàþùåé íà
æèäêîì òîïëèâå, âåëè÷èíà PÒÌÀÕ îïðåäåëÿåò íàïîðíîñòü íàñîñà âûñîêîãî äàâëåíèÿ (âåëè÷èíó äàâëåíèÿ òîïëèâà çà íàñîñîì âûñîêîãî äàâëåíèÿ) ñ ó÷åòîì ïîòåðü äàâëåíèÿ òîïëèâà íà ó÷àñòêå òîïëèâíîé
ñèñòåìû ïîñëå íàñîñà âûñîêîãî äàâëåíèÿ äî ôîðñóíîê.
2.2.3 - Îñíîâíûå õàðàêòåðèñòèêè
òîïëèâíîé ñèñòåìû
Õàðàêòåðèñòèêè òîïëèâíîé ñèñòåìû îïðåäåëÿþòñÿ íàçíà÷åíèåì ÃÒÓ è âèäîì ïðèìåíÿåìûõ òîïëèâ. ÃÒÓ äëÿ ïðèâîäà öåíòðîáåæíûõ íàãíåòàòåëåé
ïðèðîäíîãî ãàçà â êà÷åñòâå òîïëèâà èñïîëüçóþò
ïðèðîäíûé ãàç. ÃÒÓ äëÿ ïðèâîäà òóðáîãåíåðàòîðîâ
â êà÷åñòâå òîïëèâà èñïîëüçóþò ãàçîîáðàçíîå òîïëèâî (ïðèðîäíûé ãàç) è æèäêîå òîïëèâî (äèçåëüíîå, ãàçîòóðáèííîå).
Âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ äðóãèõ âèäîâ
òîïëèâà (ïîïóòíûé ãàç, ãåíåðàòîðíûé, äîìåííûé,
êîêñîâûé è äð. ãàçû; ðåàêòèâíûå òîïëèâà ÒÑ-1, ÐÒ
è ò.ä.) ñ îòëè÷àþùèìèñÿ õàðàêòåðèñòèêàìè ñîãëàñóåòñÿ ìåæäó ðàçðàáîò÷èêîì è çàêàç÷èêîì.
Îñíîâíûå õàðàêòåðèñòèêè òîïëèâà íà âõîäå
â òîïëèâíóþ ñèñòåìó ÃÒÓ:
- äàâëåíèå,
- òåìïåðàòóðà,
- ÷èñòîòà,
- ñîäåðæàíèå êîððîçèîííî-îïàñíûõ ðåàãåíòîâ.
Êðîìå òîãî, ïàðàìåòðàìè, õàðàêòåðèçóþùèìè òîïëèâíóþ ñèñòåìó ÃÒÓ, ÿâëÿþòñÿ:
- ìàêñèìàëüíûé ðàñõîä òîïëèâà â ÊÑ,
- õàðàêòåðèñòèêà òîïëèâíûõ ôîðñóíîê
GÒ = f(∆PÔ).
Äëÿ òîïëèâíûõ ñèñòåì ÃÒÓ, ðàáîòàþùèõ íà
æèäêîì òîïëèâå, ñóùåñòâåííûìè ÿâëÿþòñÿ ïàðàìåòðû, îïðåäåëÿþùèå òåïëîâîå ñîñòîÿíèå òîïëèâíîé ñèñòåìû. Ê ýòèì ïàðàìåòðàì îòíîñÿòñÿ:
- ìîùíîñòü ïðèâîäíûõ òîïëèâíûõ íàñîñîâ;
- êîëè÷åñòâî òåïëà, ïåðåäàâàåìîãî â òîïëèâî
òåïëîîáìåííèêàìè, óñòàíîâëåííûìè â òîïëèâíîé
ñèñòåìå;
- ðàñõîä òîïëèâà â êàìåðó ñãîðàíèÿ íà õàðàêòåðíûõ ýêñïëóàòàöèîííûõ ðåæèìàõ.
2.2.4 - Ðàáîòà òîïëèâíîé ñèñòåìû
Ðàáîòó òîïëèâíîé ñèñòåìû ðàññìîòðèì íà
ïðèìåðå òîïëèâíîé ñèñòåìû ÃÒÓ, ðàáîòàþùåé íà
ãàçîîáðàçíîì òîïëèâå (ñì. Ðèñ. 2.13).
Òîïëèâî èç ñèñòåìû ïîäãîòîâêè ãàçà ïîäâîäèòñÿ ê ïåðâîìó îòñå÷íîìó êëàïàíó. Ïðè íàëè÷èè
ñèãíàëà èç ÑÀÓ íà îòêðûòèå ýòîãî êëàïàíà òîïëèâíûé ãàç ïîñòóïàåò êî âòîðîìó îòñå÷íîìó êëàïàíó
è ïðè íàëè÷èè ñèãíàëà íà åãî îòêðûòèå òîïëèâî
ïîäâîäèòñÿ ê äîçàòîðó ãàçà. Îòäîçèðîâàííîå êîëè÷åñòâî òîïëèâíîãî ãàçà ïîñëå äîçàòîðà ïîäàåòñÿ
â êîëëåêòîð, îòêóäà ÷åðåç ôîðñóíêè ïîñòóïàåò â ÊÑ.
63
Ãëàâà 2 - Òîïëèâíûå ñèñòåìû ÃÒÄ
Êîíòðîëüíûå âîïðîñû
1. Ïåðå÷èñëèòå ôóíêöèè òîïëèâíîé ñèñòåìû
2. Êàêèå ýëåìåíòû âõîäÿò â ñîñòàâ òîïëèâíîé ñèñòåìû?
3. Ïåðå÷èñëèòå îñíîâíûå õàðàêòåðèñòèêè òîïëèâíîé ñèñòåìû
4.  ÷åì ñîñòîÿò îñîáåííîñòè òîïëèâíîé ñèñòåìû
íà ñæèæåííîì ãàçå?
5. Êàêèìè ïàðàìåòðàìè îïðåäåëÿåòñÿ âûáîð òîïëèâíîãî íàñîñà?
6. Êàê îáåñïå÷èâàåòñÿ çàäàííîå òåìïåðàòóðíîå ñîñòîÿíèå òîïëèâíîé ñèñòåìû?
7. Êàêèìè ïàðàìåòðàìè õàðàêòåðèçóþòñÿ òîïëèâíûå ôèëüòðû? Êàêèå òðåáîâàíèÿ ïðåäúÿâëÿþòñÿ ê
íèì?
8. Ïîÿñíèòå ñõåìó òîïëèâíîé ñèñòåìû äâóõòîïëèâíîãî ÃÒÄ íàçåìíîãî ïðèìåíåíèÿ.
2.3 - Àíãëî-ðóññêèé ñëîâàðüìèíèìóì
boost impeller – ïîäêà÷èâàþùèé íàñîñ
boost[er] pump – ïîäêà÷èâàþùèé íàñîñ
centrifugal pump – öåíòðîáåæíûé íàñîñ
check valve – çàïîðíûé êëàïàí
drains tank – äðåíàæíûé áàê
drip valve – ñëèâíîé êëàïàí
dump valve – ñëèâíîé êëàïàí
fuel filter – òîïëèâíûé ôèëüòð
fuel metering valve – êëàïàí óïðàâëåíèÿ ïîäà÷åé
òîïëèâà; äðîññåëüíûé êðàí (èãëà)
fuel pump – òîïëèâíûé íàñîñ
Fuel Pump Unit (FPU) – áëîê òîïëèâíûõ íàñîñîâ
Fuel return valve (FRV) – êëàïàí ñëèâà (ñáðîñà) òîïëèâà
Fuel spray nozzle (FSN) – òîïëèâíàÿ ðàáî÷àÿ ôîðñóíêà
fuel system – òîïëèâíàÿ ñèñòåìà
gear pump – øåñòåðåííûé íàñîñ
high pressure fuel pump – îñíîâíîé òîïëèâíûé íàñîñ
hydraulic actuator – ãèäðàâëè÷åñêèé ïðèâîä (ãèäðîöèëèíäð)
impeller – ðàáî÷åå êîëåñî, êðûëü÷àòêà, öåíòðîáåæíûé íàñîñ
low pressure fuel pump – òîïëèâíûé ïîäêà÷èâàþùèé íàñîñ
main pump – îñíîâíîé íàñîñ
metering valve – äîçèðóþùàÿ èãëà, äîçèðóþùèé
êëàïàí
pilot valve – çîëîòíèê
plunger pump – ïëóíæåðíûé íàñîñ
64
spill valve – ñëèâíîé êëàïàí
pressure drop [control] valve – êëàïàí ïîñòîÿííîãî
ïåðåïàäà äàâëåíèé
2.4 – Ïåðå÷åíü èñïîëüçîâàííîé
ëèòåðàòóðû
2.4.1. Ðàçäîëèí Ì.Â., Ñóðêîâ Ä.Í. Àãðåãàòû âîçäóøíî-ðåàêòèâíûõ äâèãàòåëåé. – Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1973. – 352 ñ.
2.4.2. Áàøòà Ò.Ì. Îáúåìíûå íàñîñû è ãèäðàâëè÷åñêèå äâèãàòåëè ãèäðîñèñòåì. – Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1974. - 606 ñ.
2.4.3. Ïîëèíîâñêèé À.Þ., Ëåùèíåð Ë.Á. Àâèàöèîííûå öåíòðîáåæíûå íàñîñíûå àãðåãàòû. – 2-å èçä.
– Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1978. –216ñ.
2.4.4 Àâèàöèîííûå ôèëüòðû äëÿ òîïëèâ, ìàñåë,
ãèäðàâëè÷åñêèõ æèäêîñòåé è âîçäóõà. /Ê.Â. Ðûáàêîâ, Þ.È. Äìèòðèåâ, À.Ñ. Ïîëÿêîâ. – Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1982. - 103 ñ.
2.4.5. Àíäðååâ Å.È. Ðàñ÷åò òåïëî – è ìàññîîáìåíà