Авиационные двухконтурные двигатели

Размещено на http://allbest.ru

1. Топливный автомат запуска. Запуск двигателя на высоте

двигатель топливный ротор турбина

При запуске двигателя наклонная шайба насоса находится в положении максимальной подачи, при этом в двигатель может поступать значительно больше топлива, чем требуется, что может вызвать превышение температуры газа перед турбиной. ТАЗ обеспечивает нормальный запуск двигателя без превышения температуры газа за оптимальное время. Это достигается перепуском части топлива на слив в процессе запуска.

В топливный автомат запуска входят следующие элементы:

-- золотник;

-- мембрана;

-- жиклер корректировки давления р'к;

-- винт земной регулировки ТАЗ с регулировочной головкой и пружиной;

-- рычаг 71 с люлечной пружиной;

-- шток;

-- клапан;

-- анероиды с тарелкой и пружиной;

-- винт высотной корректировки ТАЗ.

На установившихся режимах ТАЗ не работает. Соотношение сил, действующих на золотник, таково, что он находится на упоре в крайнем нижнем положении.

В начале запуска, когда давление Р очень мало, золотник сообщает полость канала со сливом, и часть топлива перепускается на слив. По мере увеличения двигателем частоты вращения и нарастания давления р^ золотник ТАЗ постепенно уменьшает перепуск топлива на слив, обеспечивая заданную подачу топлива в двигатель, и, начиная с режима, близкого к малому газу, остается все время закрытым.

При достижении предельного корректированного значения давления р* в автомате запуска в работу вступает перекрывной клапан, который совмещен с блокировочным клапаном, установленным в канале подвода топлива к ТАЗ.

Принцип действия регулятора расхода топлива

Регулятор расхода топлива состоит из:

-- золотника малого газа;

-- замедлителя сброса частоты вращения;

-- дроссельного крана;

-- дифференциального клапана.

При запуске двигателя и до режима малого газа включительно топливо в канал поступает только через золотник малого газа и отверстие р гильзы дроссельного крана. Количество топлива, необходимое для нормальной работы двигателя на режиме малого газа, регулируется регулировочной головкой золотника малого газа.

2. Принцип действия автоматического регулятора частоты вращения

Регулятор частоты вращения предназначен для управления подачей топлива в двигатель на режимах от НАР до взлетного.

При перемещении рычага управления в положение, соответствующее режимам выше НАР, золотник дроссельного крана, перемещаясь вниз, соединяет своей профилированной частью канал 7 с каналом. На режимах работы от НАР до взлетного топливо в канал поступает через дроссельный кран, замедлитель сброса частоты вращения 42 и золотник малого газа , перепад давлений на которых менее 10 кгс/см2, и поэтому дифференциальный клапан выключен из работы.

Количество топлива, необходимое для заданного режима, зависит от положения наклонной шайбы, в которое она устанавливается регулятором частоты вращения.

Основными элементами регулятора частоты вращения являются:

-- датчик 6 регулятора -- центробежный чувствительный элемент, получающий вращение от ротора

насоса через зубчатую передачу с передаточным числом

-- золотник 5 датчика регулятора;

-- пружина 95 золотника датчика;

-- поршень 3 наклонной шайбы, являющийся исполнительным органом регулятора;

-- поршень / золотника обратной связи, перемещающий золотник обратной связи 99, соединенный через рычаг 97 с гильзой 4 золотника датчика;

В систему топливной автоматики входит аппаратура, предназначенная для обеспечения подачи топлива и регулирования работы двигателя.

В комплект аппаратуры топливо питания и автоматики входят следующие агрегаты, имеющие между собой гидравлическую связь:

-- насос-регулятор НР-ЗОКУ;

-- исполнительный механизм ИМТ-3;

-- датчик ДПО-ЗОК;

-- температурный датчик ТД-ЗОК;

-- регулятор направляющего аппарата РНА-ЗОК;

-- цилиндр направляющего аппарата ЦНА-ЗОК;

-- центробежный регулятор ЦР-1-ЗОК;

-- клапаны перепуска воздуха (КПВ);

-- распределительная заслонка отбора воздуха (ЗОВ) с гидроцилиндром.

Агр. НР-ЗОКУ, ДПО-ЗОК установлены на задней коробке приводов, агр. ЦР-1-ЗОК--на передней коробке приводов. Остальные агрегаты -- на корпусе двигателя.

3. Насос-регулятор НР-ЗОКУ

Насос-регулятор НР-ЗОКУ (рис.) предназначен для подачи топлива в камеру сгорания двигателя в соответствии с режимами его работы, обеспечивает подачу топлива к агрегатам топливной автоматики и осуществляет управление гидроцилиндром распределительной ЗОВ, а также выдает сигнал на отключение воздушного стартера.

В насос-регулятор НР-ЗОКУ входят следующие узлы:

-- насос высокого давления;

-- топливный автомат запуска с высотным корректором;

-- механизм отключения воздушного стартера;

-- механизм управления гидроцилиндром распределительной ЗОВ;

-- гидравлический датчик физических оборотов (тахометрический элемент);

-- регулятор расхода топлива;

-- распределительный клапан (РК) подачи топлива на двухконтурные форсунки;

-- центробежный всережимный регулятор физических оборотов ротора КВД с гидравлическим усилителем настройки режимов;

-- автомат приемистости;

-- механизм ограничения давления р'к;

-- электромеханизм останова двигателя;

-- клапан слива топлива из коллекторов форсунок при останове двигателя.

Насос-регулятор НР-ЗОКУ имеет гидравлическую связь с самостоятельными агр. ТД-ЗОК, ДПО-ЗОК, ЦР-1-ЗОК и ИМТ-3.

Из канала высокого давления топливо отводится для обеспечения работы агр. ТД-ЗОК, ДПО-ЗОК и связанных с ним агр. РНА-ЗОК и ЦНА-ЗОК, из левой полости мембраны клапана поддержания перепада давлений на дозирующей игле автомата приемистости топливо подводится к агр. ЦР-1-ЗОК, а из нижней камеры поршня гидроусилителя -- к агр. ИМТ-3.

В связи с тем что работа регулирующих элементов насоса-регулятора НР-ЗОКУ основана на протоке топлива через отверстия малого сечения (зазоры в золотниковых парах, жиклеры и дроссельные пакеты), в агрегате установлен фильтр тонкой очистки.

Внутри фильтра имеется шариковый клапан, который в случае загрязнения сетки фильтра пропускает нефильтрованное топливо, обеспечивая работу агрегата.

Принцип действия насоса состоит в том, что при вращении ротора , благодаря наклонному расположению шайбы, плунжеры совершают возвратно-поступательное движение в своих гнездах, расположенных в роторе, засасывая из канала 8 в течение полуоборота ротора насоса топливо через всасывающее окно золотника и выталкивая его в течение второго полуоборота через нагнетающее окно золотника в канал линии высокого давления.

4. Конструкция, работа по изменениям чистоты вращения ротора КВД

Компрессор высокого давления состоит из статора, ротора и передней опоры. Статор компрессора высокого давления (рис.) состоит из регулируемого направляющего аппарата 2, пяти направляющих аппаратов 8, 10, 12, 16, 19, выходного спрямляющего аппарата 23, шести рабочих колец 6, 9, 11, 14, 15, 20, лабиринтных колец 24, деталей механизма перепуска воздуха 17, 18 и ресивера отбора воздуха 21. Регулируемый направляющий аппарат (РНА) (см. рис.) установлен на входе в компрессор высокого давления и закреплен с помощью шпилек на среднем кольце и внутреннем корпусе средней опоры двигателя. Лопатки РНА В зависимости от частоты вращения находятся в положении «Прикрыто» или «Открыто». Перекладка РНА из одного положения в другое производится автоматически по приведенной частоте вращения ротора низкого давления, равной 43⁺_?⁵₃^,_,⁵₀ %.

РНА (рис. 16) состоит из наружного 4 и внутреннего 2 колец, лопаток 3, ведущего кольца 8.

На наружном кольце 4 установлены опоры скольжения для цапф лопаток. Внутреннее кольцо 2 состоит из двух частей, между которыми установлены нижние опоры 1 лопаток 3. Лопатки 3 цилиндрическими цапфами опираются на опоры скольжения в наружном и внутреннем кольцах. На наружные цапфы лопаток напрессованы и зафиксированы приводные рычаги 5. Рычаги всех лопаток с помощью штифтов 6 соединены с сухариками 7 ведущего кольца 8.

Ведущее кольцо 8 состоит из двух колец, между которыми установлены сухарики 7 и распорные штифты или ролики 10. Поворот ведущего кольца 8 производится через рессору агрегатом управления АУ-8-4.



Рис. 2. Опора роторов НД и ВД в корпусе средней опоры: 1-- корпус задней опоры ротора НД; 2 и 36-- маслопроводы; 3 и 35-- втулки опоры; 4 и 34-- демпфирующие пакеты; 5 и 33-- втулки подшипника; 6 и 32-- наружные обоймы подшипника: 7-- маслофопсуночное кольцо; 8 и 30-- крышки; 9, 18 и 26-- графитовые кольца; 10, 17 и 27-- опоры графитовых колец; 11 и 25-- втулки; 12-- задний вал ротора НД; 13 и 23-- промежуточные кольца; 14 и 22-- внутренние обоймы подшипника; 15 и 21--.шестерни; 16 и 19-- гайки; 20-- контровка; 24-- распорное кольцо; 28-- уплотнительное кольцо; 29-- пружина; 31-- передний вал ротора компрессора ВД

На неработающем двигателе или при работе на частоте вращения ротора низкого давления меньше 43⁺_?⁵₃^,_,⁵₀ % лопатки РНА находятся в положении «Прикрыто», при этом на пульте бортинженера горит желтое табло «РНА прикрыт». При увеличении режима на частоте вращения ротора низкого давления, равной 43⁺_?⁵₃^,_,⁵₀ %, РНА перенастраивается в положение «Открыто», при этом гаснет табло «РНА прикрыт» и при неизменном положении рычага управления двигателем частота вращения ротора низкого давления увеличивается примерно на 6%. При уменьшении режима происходит обратный процесс.

Направляющие аппараты аналогичны (рис.) по конструкции. Каждый аппарат состоит из лопаток 2 и лабиринтного кольца 16, которые соединены с помощью заклепок. Верхние полки лопаток центрируются буртиками и крепятся между рабочими кольцами 3, 4, 5, 12. Нижние полки образуют кольцо и фланец для крепления лабиринтного кольца 16. На внутреннюю поверхность лабиринтного кольца 16 нанесено легкосрабатываемое покрытие, обеспечивающее с гребешками ротора уплотнение между ступенями.

Выходной спрямляющий аппарат 14 состоит из наружного кольца 11, лопаток 13 и трех лабиринтных колец 15. На наружном кольце 11 имеются два увеличенных фланца, к которым крепятся ресивер отбора воздуха 10, рабочее кольцо 12 девятой ступени, а сзади крепится наружный корпус камеры сгорания. Для перепуска воздуха в ресивер у наружного кольца аппарата выполнены два ряда прямоугольных отверстий Б и отверстия на заднем фланце. С внутренней стороны к наружному кольцу 11с помощью замков «ласточкин хвост» крепятся лопатки 13. Внутренние полки лопаток образуют кольцо с фланцем, к которому болтами крепятся два лабиринтных кольца 15 и внутренний корпус камеры сгорания. Рабочие кольца 3, 4 и 5 -- ступенчатой формы; с передней и задней стороны каждого кольца имеются кольцевые проточки, в которые входят буртики наружных полок лопаток 2 направляющих аппаратов. С внутренней стороны на рабочие кольца нанесено легкосрабатываемое покрытие. Рабочее кольцо 3 первой ступени -- коробчатой формы, образует полость для перепуска воздуха, поступающего в нее через отверстия А, выполненные на внутренней и задней частях наружного кольца РНА. Перепуск воздуха способствует расширению диапазона устойчивой работы компрессора.



Рис. 3. Компрессор ВД: 1-- внутреннее кольцо РНА; 2-- регулируемый направляющий аппарат; 3-- наружное кольцо РНА; 4-- рычаг; 5 и 17-- ведущие кольца; 6, 9, 11, 14, 15, 20 и 22-- рабочие кольца; 7 и 13-- окна для осмотра лопаток; 8, 10, 12, 16 и 19-- направляющие аппараты; 18-- кольцо перепуска; 21-- ресивер отбора воздуха; 23-- выходной спрямляющий аппарат; 24-- лабиринтное кольцо; 25-- рабочее колесо ротора

На рабочих кольцах пятой и седьмой ступеней снизу имеются лючки для осмотра лопаток ротора и для зачистки забоин на них. На рабочем кольце 5 восьмой ступени по окружности выполнены продольные окна для перепуска воздуха через клапаны 9 во второй контур.

На лабиринтные кольца 16 с внутренней стороны нанесено легкосрабатываемое покрытие, которое с гребешками лабиринтов ротора образует уплотнение за девятой ступенью компрессора высокого давления.



Рис. 4. Механизмы компрессора ВД: 1-- опора цапфы; 2--внутреннее кольцо; 3 и 11-- лопатки: 4--наружное кольцо; 5-- рычаг; 6-- штифт; 7-- сухарик; 8 и 14-- ведущие кольца; 9-- распорная втулка; 10 и 15-- ролики; 12--рабочее кольцо; 13-- кольцо для перепуска воздуха; 16-- направляющий буртик; 17-- кулачок; 18-- клапан перепуска

Механизм перепуска воздуха (см. рис) обеспечивает управление клапанами перепуска воздуха при запуске и при работе двигателя на малой частоте вращения. Клапаны перепуска способствуют расширению диапазона устойчивой работы компрессора; установлены они за седьмой ступенью.

Механизм перепуска воздуха состоит из кольца перепуска 13 с клапанами 18, ведущего кольца 14, привода.

Кольцо перепуска 13 с рабочим кольцом 12 восьмой ступени образуют кольцевую полость, в которую через продольные окна поступает воздух. С наружной стороны кольца перепуска 13 имеется направляющий буртик 16, по которому обкатываются ролики ведущего кольца 14. На кольце перепуска 13 имеются овальные окна для перепуска воздуха. Над окнами приклепаны клапаны перепуска 18. Клапан 18 представляет собой упругую пластинку, на одном конце которой приклепан кулачок 17, а второй конец приклепан к кольцу перепуска.

Рис. 5. Статор компрессора ВД: 1-направляющие аппараты; 2--лопатки направляющих аппаратов; 3, 4, 5 и 12--рабочие кольца; 6--кольцо перепуска; 7--ведущее кольцо; 8--ролик; 9--клапан перепуска; 10-- ресивер; 11--наружное кольцо; 13--лопатки; 14--выходной спрямляющий аппарат; 15, 16--лабиринтные кольца; А--отверстия для перепуска воздуха; Б--окна для отбора воздуха; В--слой легкосрабатываемого покрытия

На ведущем кольце 14 установлены ролики 15. При повороте ведущего кольца 14 часть роликов накатывается на кулачки 17 клапанов и открывает их, другие ролики удерживают ведущее кольцо на направляющем буртике 16. Ведущее кольцо поворачивается рычагом через рессору привода агрегата управления перепуском воздуха АУП-8-2. При повороте ведущего кольца 14 против часовой стрелки (если смотреть по полету) клапаны открываются, а при повороте в обратную сторону клапаны закрываются под действием упругих сил пластины клапана и давления воздуха. Если двигатель не работает или работает при частоте вращения ротора высокого давления, равной 74,5±1,5%, клапаны перепуска воздуха открыты. Открытое положение клапанов перепуска сигнализируется на пульте бортинженера с помощью желтого сигнального табло «Клапан перепуска». Закрываются клапаны при частоте вращения ротора высокого давления, равной 74,5+ ±1,5%.

При закрытии клапанов, перепуска температура выходящих газов понижается на 10--20° С и гаснет желтое сигнальное табло «Клапан перепуска».

Система отбора воздуха включает в себя ресивер отбора воздуха и трубопроводы.

Ресивер представляет собой сварной узел с тремя патрубками А, Б, В. Схема расположения патрубков показана на рис. 16.

К фланцу патрубка А (рис.) крепится трубопровод 14 с заслонкой 13 управления отбором воздуха. Управление заслонкой осуществляется с пульта бортинженера с помощью переключателей «Краны отбора воздуха».

Через фланец 12 трубопровода воздух подается на наддув и кондиционирование кабин и к воздушным стартерам соседних двигателей. Через фланец 11 воздух подается к воздушному стартеру от соседних двигателей.

К фланцу патрубка Б крепится трубопровод 6 с заслонкой 5, управляемой с пульта бортинженера переключателем отбора воздуха на обогрев 1, 2 и 3-го двигателей. При открытой заслонке над переключателем горит желтая лампа. Отбор воздуха на противообледенительные устройства крыла и оперения самолета производится от фланцев 7 (в зависимости от того слева или справа установлен двигатель). Для обогрева самолетного воздухозаборника воздух поступает через фланец 1 и для обогрева ВНА -- через фланец 2. С целью экономного расхода воздуха на обогрев воздухозаборника и ВНА в трубопроводе 8 установлена заслонка 10 с гидроцилиндром 9. Гидроцилиндр 9 в зависимости от давления топлива (то есть от частоты вращения) регулирует расход воздуха изменением положения заслонки 10. На режиме 0,4 номинального заслонка перекрывает трубопровод 8. Далее, при увеличении режима работы двигателя, подача воздуха будет определяться сечением окна, выполненного в самой заслонке 10. К фланцу патрубка В крепится трубопровод 4, через который воздух подводится в агрегат ППО-40 и в систему управления реверсом. Количество отбираемого воздуха определяется режимом работы ППО-40 и системы управления реверсом.

Рис. 6. Ротор компрессора ВД: 1-- втулка; 2 и 9--рабочие колеса; 3-- лопатка; 4-- промежуточное кольцо; 5-- гребешки; 6-- коническая проставка; 7-- лабиринт; 8-- воздухоподводящая труба

Ротор компрессора высокого давления (рис.) состоит из шести рабочих колес 2 и 9, пяти промежуточных колец 4, конической проставки 6, лабиринта 7, воздухоподводящей трубы 8. Рабочие колеса 2 и 9 представляют собой диски с центральным отверстием. На наружной поверхности дисков с помощью замков «ласточкин хвост» крепятся рабочие лопатки 3. Лопатки фиксируются от осевого смещения гладкими штифтами, установленными под углом к оси замка. В средней части дисков имеются фланцы, к которым крепятся и центрируются с помощью болтов промежуточные кольца 4.

Первое колесо 2 выполнено заодно с передним валом, на который напрессована втулка 1 с деталями, образующими переднюю опору ротора высокого давления. На втулку 25 (см. рис. 14) установлены распорное кольцо 24, промежуточное кольцо 23, внутренняя обойма 22 шарикового подшипника, шестерня 21 передачи крутящего момента на приводные агрегаты двигателя. Шестерня 21 и втулка 25 установлены на шлицы, и весь пакет деталей стянут гайкой 19, которая входит в набор деталей, образующих среднее торцевое контактное уплотнение. Это уплотнение предотвращает поступление воздуха под Давлением из-за шестой ступени компрессора в масляную полость средней опоры двигателя.

Последнее колесо 9 (см. рис. 19) имеет два венца с гребешками 5 для уплотнения с лабиринтными кольцами статора. Уплотнение предотвращает прорыв воздуха с большим давлением в полость внутреннего корпуса камеры сгорания.

Промежуточные кольца 4 служат для соединения рабочих колес 2 и 9 и для передачи крутящего момента от турбины высокого давления. На промежуточных кольцах 4 с наружной стороны выполнены гребешки лабиринтных воздушных уплотнений. На промежуточном кольце за шестым рабочим колесом имеются радиальные отверстия для отбора воздуха на наддув лабиринтных уплотнений в турбине. Проставка 6 -- конической формы, обеспечивает соединение вала турбины высокого давления с ротором компрессора. Проставка с лабиринтом 7 и лабиринтными кольцами статора образует кольцевую полость. В этой кольцевой полости собирается воздух, прорвавшийся через уплотнения, откуда через отверстия в проставке поступает на охлаждение диска турбины высокого давления. Воздухоподводящая труба 8 служит для направления потоков: одного -- на охлаждение диска турбины высокого давления, другого -- на наддув лабиринтных уплотнений в турбине. Труба 8 опирается и центрируется в диске девятой ступени компрессора и в диске турбины высокого давления.



4. Назначение, конструкция камеры сгорания, турбины, выхлопного патрубка ТА-6А

Камера сгорания ДТРД служит для подвода тепла, получающегося в результате сжигания топлива, к воздуху, поступающему из компрессора. К камерам сгорания предъявляются требования: -- устойчивости процесса горения при изменении режимов работы двигателя и условий полета; -- высокой полноты сгорания в камере сгорания; -- минимальных габаритов и массы камеры сгорания, которые определяются ее рабочим объемом; -- минимальных потерь полного давления в камере сгорания, существенно влияющих на экономичность и тягу двигателя; -- стабильности заданного закона распределения поля температур газа на выходе из камеры сгорания; -- надежного воспламенения топливовоздушной смеси в камере в любых условиях эксплуатации двигателя на земле и в полете; -- удобства обслуживания и длительного срока эксплуатации. На двигателе НК-8- 2У установлена камера сгорания кольцевого типа (рис.), которая состоит из наружного корпуса 3, внутреннего корпуса 1, жаровой трубы 2 с блоком форсунок. Корпус камеры сгорания входит в силовую схему двигателя и воспринимает нагрузки, возникающие во время работы двигателя. Наружный корпус 3 сварной конструкции состоит из двух оболочек и двух фланцев 4 и 6 для крепления к спрямляющему аппарату компрессора высокого давления и к сопловому аппарату первой турбины.

С передней наружной стороны на корпусе имеются фланцы, к которым крепят фиксаторы 13 жаровой трубы 2, два воспламенителя 5, смотровой лючок 7, штуцер 8 отбора воздуха на агрегат управления регулируемого направляющего аппарата, гильзы 17. В гильзе 17 с помощью вкладыша 19 установлен штуцер 18 с трубкой 16, через которую подается топливо в блок форсунок -- к форсункам первого и второго контура. Снизу к корпусу приклепан дренажный бачок 9 для сбора топлива после останова двигателя. Из дренажного бачка топливо удаляется эжекцией через боковое отверстие в поток воздуха наружного контура. Внутренний корпус 1 переменного сечения состоит из кожуха и трех ребер жесткости 10, приваренных с внутренней стороны кожуха.

Передним фланцем корпус крепится к фланцу, образованному лопатками спрямляющего аппарата, компрессора высокого давления, а задним фланцем -- к конусу внутреннего корпуса соплового аппарата первой турбины. Жаровая труба (рис.) кольцевого типа состоит из блока форсунок 12, наружного 4 и внутреннего 7 кожухов и наружного кольца 2. Блок форсунок сварной конструкции (рис.) расположен в передней части 36 жаровой трубы, образует два кольцевых топливных коллектора 2 и 9 форсунок первого 5 и второго 7 контуров. Из коллектора 9 через экранирующие трубки 16 топливо подается к форсункам первого контура 5, а из коллектора 2 -- к форсункам 7 второго контура. На блоке форсунок в два кольцевых ряда установлены 139 топливных рабочих форсунок. В наружном кольцевом ряду установлено 70 форсунок, из них 35 форсунок первого контура, а 35 -- второго. Во внутреннем ряду установлены 69 форсунок второго контура. Возле каждой форсунки выполнены сегментные отверстия для прохода первичного воздуха.

Для предотвращения коксообразования в коллекторах 9 и 2 к блоку форсунок приклепаны козырек 12 и отражатель 8, под которые вводят теплоизолирующую набивку. Топливные форсунки состоят из корпуса, к которому через лопатки завихрителя 14 крепят конфузорные или диффузорные втулки. Внутри диффузорных втулок имеется конический стабилизатор. В корпусе установлены распылитель 4 и фильтр 11. Форсунки закреплены шлицевыми гайками 13. Блок форсунок 12 (см. рис.) крепится к кольцам наружного 4 и внутреннего 7 кожухов.



Рис. 7. Блок камеры сгорания: 1--внутренний корпус; 2-- жаровая труба; 3--наружный корпус; 4 и 6--фланцы; 5--воспламенитель; 7--смотровой лючок; 8--штуцер отбора воздуха; 9--дренажным бачок; 10-- ребра жесткости; 11--сферическим обойма; 12--фланец фиксатора; 13-- фиксатор; 14-- втулка фиксатора; 15 и 19--вкладыши; 16--трубка подвода топлива в первый контур: 17--гильза; 18--штуцер подвода топлива

Наружный 4 и внутренний 7 кожухи состоят из отдельных колец. Кольца кожухов соединены между собой с учетом тепловых расширений. Между кольцами при соединении установлены дистанционные пластинки 9 или гофрированные ленты 1 для создания пленочного воздушного охлаждения.



Рис. 8. Разрез блока камеры сгорания: 1--гофрированная лента; 2--наружное кольцо; 3 и 8--смесительные патрубки; 4-- наружный кожух; 5--наружное уплотнительное кольцо; 6--внутреннее уплотнительное кольцо; 7--внутренний кожух; 9--дистанционная пластинка; 10 и 11--кольца; 12-- блок форсунок.

На наружном и внутреннем кожухах установлены смесительные патрубки 3 и 8, которые способствуют эффективному перемешиванию вторичного потока воздуха и газа для обеспечения допустимой температуры газов перед турбиной двигателя. Жаровая труба с передней стороны подвешивается с помощью фиксаторов. К задней части наружного и внутреннего кожухов приварены кольца 5 и 6, которыми они опираются на соответствующие кольцевые поверхности соплового аппарата первой турбины.



Рис. 9. Разрез блока форсунок: 1--теплоизоляционный материал; 2 и 9--топливные коллекторы; 3--кольцо; 4-- распылитель форсунки; 5--форсунка первого контура; 6--уплотнительное кольцо; 7-- форсунка второго контура; 8--отражатель; 10-кольцо; 11--фильтр форсунки; 12-- козырек; 13--шлицевая гайка; 14--завихритель форсунки; 15--отверстия для подвода воздуха; 16--экранирующая трубка; 17--плита 38 3.6.

ТУРБИНА-В газовой турбине происходит преобразование потенциальной энергии газа, полученной при сжатии воздуха в компрессоре и нагреве его до высоких температур в камере сгорания, в механическую работу на валу.

Эта работа расходуется на привод компрессоров и агрегатов двигателя. Газовая турбина обладает рядом ценных качеств, таких, как простота конструкции, высокая экономичность, возможность получения большой мощности в одном агрегате, малые габариты и масса, удобство в эксплуатации. На двигателе НК-8-2У установлена двухкаскадная трехступенчатая турбина (рис.). Первая турбина (детали 1, 2, 12) одноступенчатая высокого давления. Вторая турбина (4, 11) двухступенчатая низкого давления.

Турбина высокого давления расходует механическую работу на привод компрессора высокого давления и на приводные агрегаты, установленные на коробках двигательных и самолетных агрегатов. Турбина состоит из статора (1 и 2) и ротора 12 с опорой 5. Статор (рис.) -- это сопловой аппарат, который состоит из наружного корпуса (детали 6 и 8), внутреннего корпуса (1 и 2) и лопаток 3

Наружное кольцо имеет отверстия, окантованные специальными втулками, через которые поступает воздух на охлаждение лопаток. С передней стороны на кольцо 6 опирается наружный кожух жаровой трубы. Промежуточное кольцо 8 имеет два фланца и с внутренней стороны кольцевую проточку.

В кольцевую проточку установлены металлокерамические вставки 7 с гребешками, которые с гребешками наружных полок рабочих лопаток ротора образуют уплотнение.

К заднему фланцу крепится болтами наружное кольцо 10 соплового аппарата второй ступени. Между кольцами 6 и 8 с помощью выступов на наружных полках фиксируются лопатки 3 соплового аппарата.

Внутренний корпус сварной конструкции состоит из внутреннего кольца 23, конуса 1 с фланцем 25 и кольцом жесткости 24. На внутреннем кольце 23 спереди приклепан козырек 2, на который опирается внутренний кожух жаровой трубы. Лопатки 3 с помощью выступов на внутренних полках опираются на внутренний корпус. Лопатки 3 пустотелые, охлаждаемые. Профильная часть лопаток заканчивается наружными и внутренними полками с выступами для фиксации.



Рис. 10. Статор турбины: 1, 19, 21, 23--детали внутреннего корпуса; 2--козырек; 3, 9, 18--лопатки; 4-- дефлектор; 5--втулка; 6, 10, 14--наружные кольца; 7, 13, 15, 20, 22--вставки; 8-- промежуточное кольцо; 11 и 17--заглушки; 12 и 16--замковые кольца; 24--кольцо жесткости; 25--фланец

Для эффективного охлаждения профильной части лопаток внутри установлены дефлекторы 4. Охлаждающий воздух поступает через отверстия в наружной полке и выходит через щели в задней кромке профильной части лопаток.

Ротор турбины высокого давления (рис.) состоит из вала 1, рабочего колеса с задней опорой.



Рис. 11. Ротор турбины ВД: 1--вал; 2--лопатка; 3--диск; 4--дефлектор; 5--лабиринтное кольцо; 6-- болт; 7 и 11--втулки; 8--гайка-лабиринт; 9--роликовый подшипник; 10-- балансировочный болт; 12--воздухоподводящая труба

Вал 1 передним фланцем вместе с лабиринтом крепится к фланцу конической проставки ротора компрессора высокого давления. Задний фланец вала вместе с дефлектором 4, диском 3 и лабиринтным кольцом 5 стянуты в пакет болтами 6. С помощью выступов на внутренней стороне фланца вал 1 центрируется с диском 3. Крутящий момент от диска на вал передается через втулки 7. Рабочее колесо турбины включает в себя диск 3, рабочие лопатки 2, дефлектор 4, лабиринтное кольцо 5 и заднюю опору. Диск 3 имеет центральное отверстие, в котором с помощью втулки 11 центрируется воздухоподводящая труба 12 и проходит вал турбины низкого давления. На передней стороне диска 3 выполнены выступы для соединения с дефлектором 4. В средней части имеется фланец с отверстиями для болтов 6. С наружной стороны диска 3 с помощью елочных замков установлены рабочие лопатки 2, зафиксированные от смещения пластинчатыми замками. С задней стороны диска имеется цилиндрический хвостовик, на который устанавливается внутренняя обойма роликового подшипника 9 и крепится гайкой-лабиринтом 8. На хвостовике с внутренней и наружной сторон выполнены лабиринтные гребешки, обеспечивающие уплотнение масляной полости задней опоры турбины. Дефлектор 4 с передней стенкой диска 3 образует полость, в которую поступает воздух для охлаждения. Охлаждающий воздух через зазоры в елочных замках выходит в полость за первым диском. Рабочие лопатки 2 имеют внутренние и наружные полки. Внутренние полки образуют кольцевой экран, предотвращающий перегрев от газов замковой части лопаток. Наружные полки образуют бандаж, уменьшающий потери газового потока. На наружной стороне полок имеются гребешки, которые с гребешками керамических вставок промежуточного кольца образуют уплотнения. В качестве задней опоры ротора турбины высокого давления служит роликовый подшипник 9. Для наддува лабиринтов задней опоры подводится воздух из-за шестой ступени компрессора высокого давления.



Литература

1. Лозицкий Л.П., Авдошко М.Д., Березлев В.Ф., Гвоздецкий И.И., Иваненко А.А., Молочнов М.А., Ступников Л.П., Худько М.И. “Авиационные двухконтурные двигатели Д-30КУ и Д-30КП”

2. РТЭ Двигателя Д-30Ку

Размещено на Allbest.ru

...