Двигатель АЛ-31ПФ. Руководство - часть 243

 

 

 

выходе  из  КПД    начнет    уменьшаться    (увеличиваться)  до    восстановления  перепада 
давления.  

3.3.4.  

От 0,5КПД  топливо  поступает  в  неуправляемую  (пружинную)  полость  сервопоршня 

8

  

дозирующего  крана.  В управляемую полость топливо подводится от селектора 

24

 (

рис. 4

). 

При  изменении  давления  топлива  за  селектором  вследствие  воздействия  одного  из 
регуляторов  (центробежного  регулятора  НР  или  исполнительного  механизма  КРД) 
изменяется перепад давления на статическом поршне 

1

    (

рис. 3

) изодрома и дроссельных 

пакетах 

Р25

, 

Р23

, 

Р24

. Статический поршень смещается, вызывая смещение сервопоршня 8 

дозируюшего  крана.  Дальнейшее  перемещение  сервопоршня  происходит  вследствие 
протекания топлива через дроссельные пакеты 

Р23

, 

Р25

 (для увеличения расхода топлива в 

ОКС) или 

Р25

, 

Р24

 (для уменьшения расхода топлива в ОКС).  

Сервопоршень 

8

  осуществляет  поворот  дозирующего  крана 

11

.  При  восстановлении 

давления топлива статический поршень перемещается в обратном направлении, отключает 
дроссельный  пакет 

Р23

(

Р24

),  перепад  на  дроссельном  пакете 

Р25

  восстанавливается,  а 

статический  поршень 

1

  изодрома  под  действием  пружин  возвращается  в  нейтральное 

положение.  Это  вызывает  перемещение  сервопоршня 

8

  дозирующего  крана  в 

противоположном  первоначальному  направлении.  Изменение  расхода  топлива  в  ОКС 
осуществляется  так,  что  обеспечивает  изменение  параметров  с  минимальным 
превышением (провалом). 

При  изменении  давления  топлива  за  селектором  изменяется  перепад  давления  на 
статическом  поршне 

1

  (

рис.3

)  изодрома  и  дроссельном  пакете 

Р25

.  Это  происходит 

вследствие  воздействия  одного  из  регуляторов  (центробежного  регулятора  НР  или 
исполнительного  механизма  КРД).  Статический  поршень  смещается.  Это  вызывает 
смещение  сервопоршня  дозирующего  крана.  Дальнейшее  перемещение  сервопоршня 
происходит вследствие протекания топлива через дроссельный пакет 

Р25

 и подключенный 

дроссельный  пакет 

Р23

.  Это  происходит  когда  режим  соответствует  увеличению  расхода 

топлива  в  ОКС.  Или  же  перемещение  сервопоршня  происходит  вследствие  протекания 
топлива  через  дроссельный  пакет 

Р25

  и  подключенный  дроссельный  пакет 

Р24

.  Это 

происходит когда режим соответствует уменьшению расхода топлива ОКС.   

3.3.5.  

При  сбросе  газа  темп  уменьшения  частоты  вращения  определяется  пропускной 
способностью  дроссельных  пакетов 

Р25

  и 

Р24

.  При  подаче  напряжения 27В  из 

электросистемы  самолета  на  электромагнитный  клапан 

3

,  он  открывается  и  под 

воздействием давления топлива от КПД 

13

 золотник 

2

 темпа сброса перемешается влево, 

перекрывая слив топлива через дроссельный пакет 

P24

, в результате чего темп сброса газа 

замедляется.  

3.4.  

Регулятор частоты вращения  

3.4.1.  

Автоматическое  поддержание  заданной  частоты  вращения  роторов  с  коррекцией  по 
температуре 

t

01

  в  диапазоне  от  малого  газа  до  максимального  режима  осуществляется 

изменением  расхода  топлива,  подаваемого  в OKC. Расход  топлива  определяется 
положением  дозирующего  крана.  Давление  в  управляемой  полости  сервопоршня 
дозирующего  крана  определяется  давлением  за  селектором 

24

  (

рис. 4

),  которое 

регулируется или центробежным регулятором НР, или исполнительным механизмом КРД.  

3.4.2.  

Регулирование  частоты  вращения  РВД  (

n

2

)  на  дроссельных  режимах  осуществляется 

центробежным  регулятором  НР.  На  маятниковый  клапан 

6

  центробежного  регулятора  с 

одной  стороны  действует  центробежная  сила  грузиков  центробежного  датчика  частоты 
вращения 

5

, а с другой - усилие пружин 

8

 и 

7

.  

При  отклонении  маятникового  клапана  от  равновесного  положения  изменяется  площадь 
сливного  окна,  а,  следовательно,  и  давление  топлива  в  маятниковой  полости  (полость 
между  жиклером 

3

  и  сливным  окном).  При  отклонении 

n

2

  от  равновесия  в  сторону 

уменьшения  центробежная  сила  грузиков  уменьшается  и  маятниковый  клапан 

6

  под 

действием  пружин 

4

  и 

7

  отклоняется  влево.  Площадь  проходного  сечения  сливного  окна 

 

 

 

уменьшается - давление  топлива  в  маятниковой  полости  увеличивается.  Перемещение 
сервопоршня дозирующего крана на увеличение подачи топлива будет происходить до тех 
пор,  пока  частота  вращения  не  восстановится.  Частота  вращения 

n

2

  задается  рычагом 

21

 

управления  НР,  при  перемещении  которого  изменяется  затяжка  пружины 

7

.  Коррекция 

частоты  вращения 

n

2

  по 

t

01

  на  малом  газе  осуществляется  профилем  кулачка 

13

;  на 

режимах  выше  малого  газа - профилем  кулачка 

12

.  Поворот  кулачков  происходит  по 

командам от ТДК.  

Для  обеспечения  стабильной  работы  регулятора  частоты  вращения  при  изменении 
температуры  топлива  служит  термокомпенсатор 

10

.  Термокомпенсатор  сохраняет 

постоянную  затяжку  пружины 

7

  при  изменении  линейных  размеров  деталей  (из-за 

изменения температуры). 

3.4.3.     Ограничение  максимальной  частоты  вращения  РВД  (

n

2

МАКС

),  максимальной  частоты 

вращения  РНД  (

n

1

МАКС

),  максимальной  температуры  газов  (

t

4

МАКС

)  осуществляется  по 

командам КРД.  

Электрические  импульсы  со  скважностью  S

1

,  зависящей  от  величины  рассогласования 

частоты  вращения  (

n

2

  или 

n

1

)  или  температуры  газов 

t

4

  с  программой  регулирования, 

поступают  на  клапан 

4

,  который  устанавливает  давление  над  золотником 

1

, 

пропорциональное скважности S

1

. При замене НР допускается подрегулировка равновесной 

скважности  винтом 

P34

.  С  увеличением  этого  давления  золотник 

1

  перемещается  вниз  и 

своей  проточкой  открывает  слив  из  пружинной  полости  селектора 

24

.  По  достижении 

заданной 

n

2

МАКС

 или 

n

1

МАКС

, или 

t

4

 давление в пружинной полости селектора 

24

 становится 

ниже  давления  в  маятниковой  полости,  так  как  настройка 

n

2

МАКС

  по  центробежному 

регулятору  выше  настройки  КРД.  Золотник  селектора  перемещается  вниз  до  упора,  
отсекает    доступ    топливу  из  маятниковой  полости  центробежного  регулятора  в 
управляемую  полость  сервопоршня  дозирующего  крана  и  сообщает  ее  с  линией  за 
жиклером 

2

.  Давлением  в  линии  за  жиклером  управляет  клапан 

4

  путем  слива    через 

золотник 

1

.   

3.4.4.  

При  выдаче  КРД  сигнала  отказа  обесточивается  электромагнит  клапана 

19

  перестройки 

максимальной частоты вращения (ИМ 7).  Слив топлива из управляемой полости поршня 

20

 

отсекается. Топливо под давлением от КПД перемещает поршень 

20

 вниз до упора: через 

рычаги 

18

, 

17

 и 

16

 уменьшается затяжка пружины 

8

. Настройка центробежного регулятора 

НР по максимальной частоте вращения 

n

2

МАКС

  уменьшается на 5 %. При этом понижаются 

также и настройки КРД .  

При  отказе  одного  или  всех  трех  каналов  (

n

1

, n

2

, t

4

)  или  блока  питания,  или  ШИМа,  или 

обесточивании  КРД  клапан 

4

  закрывается,  золотник 

1

  и  золотник  селектора 

24

 

перемещаются  вверх,  и  регулирование  расхода  топлива  в  ОКС  начинает  осуществлять 
только центробежный регулятор НР.  

3.4.5.    Воздействие  КРД  на  подачу  топлива  в  ОКС  возможно  лишь  при 

n

2

  ≥ (84+2) %. Эта 

блокировка осуществляется золотником 

7

 (

рис. 5

) датчика частоты вращения, который при 

n

2

 < (84+2) % закрывает слив из пружинной полости золотника 

1

 (

рис. 4

). При этом золотник 

1

 перемещается пружиной вверх и отсекает воздействие клапана 

4

 на управляемую полость 

сервопоршня дозирующего крана.  

3.5.  

Датчик частоты вращения 

n

2

 

. 

3.5.1.  

Датчик  частоты  вращения  предназначен  для  выдачи  команд,  пропорциональных 

n

2

 . На 

установившемся  режиме  работы  двигателя  центробежная  сила  грузиков 

2

    (

рис. 5

) 

уравновешивается  пружинами:  основной 

4

  и  подстроечной 

5

.  В  этом  случае  маятниковый 

клапан 

3

,  управляющий  давлением  топлива  в  штоковой  и  бесштоковой  полостях 

сервопоршня 

1

, находится в нейтральном положении. 

 

 

 

3.5.2.  

При увеличении частоты вращения маятниковый клапан отклоняется вправо. В бесштоковой 
полости  сервопоршня 

1

  давление  топлива  увеличивается,  а  в  штоковой -  уменьшается,  и 

сервопоршень перемещается вверх. Перемещение сервопоршня вызывает  поворот кулачка  

11

,  вследствие  чего  рычаг 

10

  увеличит  затяжку  пружины 

4

;  пружина  уравновесит  силу, 

развиваемую центробежными грузиками 

2

. Маятник вернется в нейтральное положение, при 

этом  сервопоршень 

1

  сохраняет  новое  равновесное  положение,  соответствующее  новому 

увеличенному значению 

n

2

 .  

3.5.3.  

При  уменьшении  частоты  вращения  маятник  смещается  влево,  а  сервопоршень - вниз. 
Перемещение  сервопоршня 

1

  передается  через  рычаг 

9

  валу 

8

.  Таким  образом,  датчик 

частоты вращения выдает команды по 

n

2

 в автомат приемистости и регуляторы НА КВД и 

ВНА КНД в виде перемещения вала 

8

.  

3.5.4.  

Для обеспечения стабильности процесса регулирования по температуре топлива в датчике 
частоты вращения установлен термокомпенсатор 

6

.  

3.6.    

Автомат приемистости  

3.6.1.  

Автомат приемистости ограничивает подачу топлива в основную камеру сгорания (ОКС) при 
подаче регулятором частоты вращения 

n

2

 команды на увеличение расхода топлива.  

Автомат приемистости ограничивает  расход топлива в зависимости от давления воздуха на 
КВД (Р

2

), частоты вращения РВД (

n

2

) и температуры воздуха на входе в двигатель (

t

01

)  

3.6.2.  

Воздух давлением Р

2

 подводится в сильфон 

9

 (

рис. 6

). Сильфон 

10

 - вакуумированный. На 

установившемся  режиме  работы  воздействие  силы  от  давления      Р

2

  на  рычаг 

11

 

уравновешивается  пружиной 

12

.  В  бесштоковой  полости  сервопоршня 

6

  давление 

регулируется  плоским  клапаном 

8

  в  зависимости  от  положения  рычага 

11

.  Значение  этого 

давления устанавливается таким, при котором на сервопоршне 

6

 создается равновесие сил. 

При  увеличении  частоты  вращения 

n

2

  давление  Р

2

  увеличивается.  Сильфон 

9

 

растягивается  и  поворачивает  рычаг 

11

,  который  прикрывает  плоский  клапан 

8

.  Давление 

топлива в бесштоковой полости сервопоршня 

6

 увеличивается, и сервопоршень смещается 

вправо.  Движение  сервопоршня  происходит  до  тех  пор,  пока  усилие  от  пружины 

12

  не 

уравновесит усилие от сильфонов на рычаге 

11

.  

Движение сервопоршня 

6

 приводит к повороту кулачка 

7

 и перемещению рычага-сумматора 

4

 и штока 

5

. На другое плечо рычага 

4

 поступают команды от программного кулачка 

15

 через 

рычаг 

14

. и штангу 

13

. Программный кулачок 

15

 перемешается поступательно в зависимости 

от 

n

2

 и поворачивается в зависимости от 

t

01

 . Таким образом, перемещение штока 

5

 зависит 

от  P

2

, 

n

2

  и 

t

01

 . От  штока 

5

  через  рычаг  обратной  связи 

2

  перемещение  передается  на 

золотник 

18

 автомата приемистости. Ось поворота рычага 

2

 обратной связи расположена на 

рычаге 

1

 обратной связи, который опирается на кулачок 

3

 обратной связи. Кулачок 

3

 жестко 

связан  с  дозирующим  краном.  При  повороте  кулачка 

3

  золотник 

18

  может  перемещаться 

независимо от рычага-сумматора 

4

.  

3.6.3.    На установившихся режимах работы двигателя золотник 

18

 устанавливается в положение, 

при  котором  он  закрывает  слив  топлива  из  управляемой  полости  сервопоршня 

8

  (

рис. 3

) 

дозирующего  крана 

11

.  Установившийся  режим  поддерживается  регулятором  частоты 

вращения.  При  резком  перемещении  РУД  (приемистость)  дозирующий  кран  увеличивает 
расход  топлива  в  ОКС.  При  этом  вместе  с  дозирующим  краном  поворачивается  кулачок 
обратной связи 

3

 (

рис. 6

).  Золотник 

18

 под действием пружины перемещается влево. Слив 

топлива из управляемой полости сервопоршня дозирующего крана открывается. 

Одновременно с увеличением расхода топлива увеличиваются 

n

2

, P

2

 и в некоторых случаях  

t

01

,  суммарный  сигнал  которых  переместит  золотник  вправо,  прикрывая  слив  из 

управляемой  полости  сервопоршня.  Таким  образом,  золотник  в  процессе  приемистости 
управляет  дозирующим  краном,  а,  следовательно,  и  расходом  топлива.  Время 
приемистости регулируется винтами 

Р30

 и 

Р44

.  

 

 

 

3.7.    

Ограничитель давления Р

2

 . 

При увеличении давления за КВД (Р

2

) сервопоршень 

6

, смещаясь вправо, через шестерню 

кулачка 

7

 перемешает влево ползушку винта 

Р35

. По достижении максимально допустимого 

значения Р

2

 

ползушка открывает слив топлива из полости маятникового клапана 

6

 (

рис. 4

) 

регулятора частоты вращения через проточки в штоке сервопоршня 

1

 (

рис. 5

) и проточки в 

винте 

Р35

 (

рис. 6

), предотвращая дальнейший рост Р

2

. Воздействие ограничителя давления 

Р

2

  на  подачу  топлива  в  ОКС  возможно  лишь  при 

n

2

  ≥  (86 + 2) %.  Эта    блокировка  

осуществляется  штоком  сервопоршня  

1 

 (

рис.  5

), который при 

n

2

 < (86+2) % перекрывает 

слив из маятниковой полости регулятора частоты вращения.  

3.8.    

Автомат запуска  

3.8.1.      Автомат запуска (

рис. 7

) дозирует топливо ОКС при запуске двигателя.  

3.8.2.  

В начале запуска сервопоршень 

8

 (

рис. 3

) дозирующего крана находится на упоре 

15

 или 

7

  

минимального расхода, а часть топлива от дозирующего крана перепускается золотником 

7

 

(

рис. 7

)  на  вход  в  ДЦН.  Количество  топлива,  подаваемого  ОКС,  определяется  затяжкой 

пружины 

5

. Натяжение пружины 

5

 регулируется винтом 

Р38

.  

С  увеличением  частоты  вращения  (и  давления  воздуха  Р

2

)  мембрана 

6

  прогибается,  и 

золотник 

7

  прикрывает  сливное  отверстие.  Количество  топлива,  поступающего  ОКС, 

увеличивается.  Скорость  увеличения  расхода  топлива  определяется  площадью  жиклеров 

Р40

  и 

1

,  дросселирующих  давление  Р

2

  перепуском  воздуха  в  наружный  контур  (где 

давление воздуха Р

6

 < Р

2

). При дальнейшем увеличении частоты вращения (и давления Р

2

) 

золтник 

7

  закрывает  слив  топлива  полностью,  и  количество  подаваемого  в  ОКС  топлива 

соответствует минимальному расходу, который корректируется в соответствии с давлением 
в мотоотсеке (п. 3.8.3), а затем - закону, задаваемому автоматом приемистости (

рис. 6

).  

3.8.3.  

Для  коррекции  подачи  топлива  в  ОКС  при  запуске  двигателя  в  полете  имеется  высотный 
корректор,  который  регулирует  подачу  топлива  в  зависимости  от  давления  в  мотоотсеке 
двигателя.  С  увеличением  высоты  полета  анероиды 

9

  (

рис. 7

)  расширяются,  шток 

8

 

поворачивает рычаг 

3

 и растягивает пружину 

4

. Так как результирующее усилие пружин 

5

 и 

4

  на  мембрану 

6

  меньше  усилия  пружины 

5

,  то  количество  сливаемого  топлива 

увеличивается, а подаваемого в ОКС - уменьшается. Начало вступления в работу высотного 
корректора  определяется  величиной  зазора  между  штоком 

8

  и  рычагом 

3

.  Величина  этого 

зазора  регулируется  поворотом  сектора 

Р39

,  так  как  ось  рычага 

3

  смещена  относительно 

оси сектора.  

3.9.  

Формирователь команды по 

n

2ПР

  

3.9.1.  

Команда,  пропорциональная  приведенной  частоте  вращения  РВД (n

2ПР

.),  формируется 

кулачком  

4

 (

рис. 8

).  

В  осевом  направлении  кулачок  перемещается  пропорционально  n

2

  под  воздействием 

команд  от  рычага 

9

  (

рис. 5

)  датчика  частоты  вращения  РВД,  которые  поступают  на  вал         

2

 (

рис. 8

) кулачка 

4

.  

Поворот  кулачка  осуществляется  пропорционально 

t

01

  по  командам  от  сервопоршня             

7

 (

рис. 12

) термоусилителя, которые поступают на вал 

16

 (

рис. 6

).  

При  изменении 

n

2

  или 

t

01

  кулачок 

4

  (

рис. 8

)  соответственно  перемещается  в  осевом 

направлении или поворачивается вокруг оси, отклоняя рычаг 

3

, с которым связана ползушка 

11

.  Ползушка  изменяет  проходные  сечения  отверстий  слива  в  штоке  сервопоршня 

1

. 

Сервопоршень 

смещается 

в 

новое 

равновесное 

положение, 

соответствующее 

определенной  n

2ПР

.  Сервопоршень 

1

  через  пружину 

9

  воздействует  на  золотник 

8

, 

вырабатывающий  командное  давление  Рком  для  РСФ.  Превышение  этого  давления  над 
сливным (∆Рком) пропорционально n

2ПР

.