Двигатель АЛ-31ПФ. Руководство - часть 263

 

 

 

ТДК- М - описание и работа.  

 
Содержание 

 

 

 

1 

Описание …………………………………………………………………………………………...

2

 

 2 

Основные технические данные ……………………………………………………………….. 

2

 

 3 

Основные функциональные узлы……………………………………………………………....

3

 

4  

Работа……………………………………………………………………………………………… 

4

 

 
Перечень рисунков  

 1 

Давление заправки термоприемника.……………..………………………………………….. 

3

 

 2 

Принципиальная схема агрегата……… ……………………………………………………… 

6

 

 
 
 
1.  

Описание.  

1.1.   

Термодатчик  газовый  капсульный  модифицированный  ТДК-М  предназначен  для  выдачи 
перепада  командного  давления  топлива  в  зависимости  от  температуры  термоприемника, 
помещенного  в  замеряемую  среду,  в  агрегаты  топливопитания  двигателя  (в  дальнейшем 
АТД). 

1.2. 

ТДК-М  обеспечивает  выдачу  перепада  командного  давления,  величина  которого  
пропорциональна текущему значению температуры среды, окружающей термоприемник: 

∆P

К 

= P

Т 

- P

СТ.СЛ.

 = f(t01 °C) 

1.3.   

ТДК-М  состоит  из  двух  основных    узлов,  расположенных  в  отдельных  корпусах  и 
скомпонованных  в одном агрегате:  

– 

термодатчика  капсульного  

– 

стабилизатора давления. 

2.  

Основные технические данные. 

2.1.   

Рабочая жидкость – двигательное топливо. 

2.2.  

Давление рабочей жидкости (топлива), кгс/см2: 

– 

на входе в агрегат ........................................................................................................22 ± 0,2 

– 

на сливе из агрегата, абс ............................................................................................ 0,4...3,5 

– 

вырабатываемое стабилизатором давления, абс ………………..............................6,6  

2.3.   

Номинальная тонкость фильтрации топлива на входе в агрегат, 

мкм, не хуже: ...........................................................................……………………………………… 16 

2.4.   

Масса агрегата, кг, не более ..........................................................................…………………… 1,2 

2.5.   

Агрегат выполнен в климатическом исполнении В2Жпо ГОСТ 15150. 

2.6.   

Температура при эксплуатации, °С: 

 

топлива на входе в агрегат…………………...…….…………………………………..минус 50...+ 120 

 

окружающей среды: 

-  длительно…………………………..…………....……………………………………. минус 60... + 120 

-  кратковременно…………………………………...…………... ……………………………….до  + 220 

+0,05 
-0,1

 

 

 

2.7.   

Относительная влажность воздуха  

при эксплуатации (при температуре +35 °С) …………………………… ………………………..98%  

2.8.   

Линейные перегрузки в 3-х взаимоперпендикулярных 

  

направлениях, g, ……………………………………………...……………………………… не более 11 

2.9.   

Угловые перегрузки в 3-х взаимоперпендикулярных    

направлениях, рад/сек,………………………………………….......................................... не более 5 

2.10.   

Вибрационные перегрузки: 

 

в диапазоне частот 0...20 Гц .................. …………………………..максимальная амплитуда 1 мм 

 

в диапазоне частот 20...300 Гц .....…..... …………………максимальная виброскорость 312 мм/с 

2.11.   

Ударные перегрузки многократного действия, длительность  

импульса 20...50 мс, g, ......................................................................не более 12 

   

Ресурс............................................................................указан в паспорте агрегата. 

3.    

Основные функциональные узлы: 

– 

термодатчик капсульный 

1

 (

рис. 2

) 

– 

стабилизатор давления 

2

. 

3.1.   

Термодатчик капсульный. 

        

Термодатчик  капсульный  предназначен  для  выдачи  сигнала  абсолютного  давления  Рт  в 
зависимости от температуры среды, окружающей термоприемник 

23

 (

рис. 2

).  

Термодатчик включает в себя:  

– 

термоприемник 

23

  

– 

сопло 

5

  

– 

термопакет компенсационный 

15

  

– 

узел капсулы, состоящий из мембраны 

3

 и опоры 

24

  

Термодатчик  работает  по  принципу  газового  термометра.  При  постоянном  объеме 
термоприемника, из уравнения состояния газов 

PV=RT 

следует,  что  давление    газа    пропорционально  абсолютной  температуре  среды  Т, 
окружающей  термоприемник: 

T

V

R

P

×

=

, 

где R - газовая постоянная. 

Таким  образом,  для  любых  температур T1 и  Т2  давление  газа  в  замкнутом  объеме 
находится из уравнения 

2

1

2

1

T

T

P

P =

 ,  

т.е.  наклон  характеристики  Р = f(Т)  будет  зависеть  от  давления  заправки  термоприемника 
(рис. 1). 

Р, кгс/см2 

 

 

 

 

 

Рис. 1   Давление заправки термоприемника 

 

Рабочим  телом  термодатчика  выбран  гелий.  Это  дает  возможность  осуществлять 
пооперационный  и  окончательный  контроль  вакуумной  плотности  конструкционного 
материала,  сварных  и  паяных  соединений  масспектрометрическим  методом,  используя 
промышленные  гелиевые  течеискатели  ПТИ-10.  Применение  гелия  обусловлено  также  его 
сравнительно большой удельной теплопроводностью и малой удельной теплоемкостью, что   
улучшает динамические  характеристики термодатчика. 

Узел  капсулы  состоит  из  мембраны 

3

  и  опоры 

24

  (

рис. 2

).  Конфигурация  тонкостенной 

мембраны  выбрана  таким  образом,  чтобы  обеспечить  ее  работоспособность  при  больших 
избыточных давлениях. Для этого гофры мембраны   выполнены в виде арки, а  опирается 
мембрана на плоскость опоры 

24

. В связи с тем, что капсула работает в режиме повторителя 

давления, мембрана в равновесном состоянии практически не испытывает нагрузок. 

В  исходном  положении,  когда  давление  рабочей  жидкости  в  командной  полости  равно 
давлению гелия, мембрана 

3

 находится в равновесном состоянии. При этом между соплом 

5

 

и  мембраной 

3

  имеется  зазор,  обеспечивающий  слив  рабочей  жидкости  в  полость  слива 

через штуцер 

ТЗ

. 

Для исключения влияния изменения температуры рабочей жидкости, омывающей мембрану 

3

  на  характеристику  ТДК-М,  введен  термопакет  компенсационный 

15

.  Термопакет 

15

 

воспринимает    это  изменение  температуры  и  корректирует  положение  связанного  с  ним 
сопла 

5

.  

Термопакет представляет собой набор из 

12

 биметаллических пластин.  

 

3.2.   

Стабилизатор давления. 

Стабилизатор давления предназначен для поддержания постоянным абсолютного давления 
рабочей  жидкости  Р

СТ.СЛ.

  независимо  от  изменения  давления  слива  Р

СЛ.

  (

рис. 2

). 

Стабилизатор давления включает в себя:   

– 

сопло 

6

   

– 

сильфонный  узел 

9

,  состоящий    из  чувствительного  элемента  сильфона,  пружины  и 

направляющей. 

При  нерабочем  состоянии  узла,  т.е.  при  отсутствии  давления  в  полости  А,  ход  сильфона 
ограничен упором. При этом заслонка 

17

, запресованная в направляющую, отводит сопло 

6

, 

сжимая пружину. При увеличении давления Рст, сильфон сжимается, сопло совершает ход  

 

 

 

до упора в торец, между соплом и заслонкой образуется зазор, открывающий слив рабочей 
жидкости. Давление в полости А  падает до значения, эквивалентного силе затяжки пружины 
и сильфона.  

Для  компенсации  изменения  величины  поддерживаемого  давления  РСТ  при  изменении 
температуры рабочей жидкости сильфон заполнен гелием под давлением 0,9 кгс/см2.  

 

4. 

Работа (

рис.2

). 

4.1. 

Топливо от НР с давлением Р

КПД

 поступает через жиклер (установленный в НР) к штуцеру 

Т1

 

термодатчика.  В  термодатчике  осуществляется  регулируемый  слив  топлива  через  зазор 
между мембраной (

3

, 

рис. 2

) и соплом (

5

) 

Изменение температуры t

01

 вызывает изменение давления гелия в чувствительном элементе 

(

23

).  Под  действием  давления  гелия,  мембрана  (

3

)  прогибается  и  изменяет  зазор  между 

мембраной  (

3

)  и  соплом  (

5

).  Изменение  зазора  приводит  к  изменению  расхода  топлива  на 

слив  и,  следовательно,  изменению  давления  топлива  в  надмембранной  (

рис. 2

)  полости. 

Давление  топлива  в  надмембранной  полости  будет  изменяться  до  обеспечения  нового 
равновесного положения мембраны.  

Таким  образом,  каждому  значению  температуры  t

01

  соответствует  определенное  значение 

абсолютного  давления  топлива  над  мембраной,  которое  в  качестве  командного  давления 
(Р

КОМ

) поступает к преобразователям температуры t

01

 в НР и РСФ через переключатель ТДК.  

Изменение  температуры  t

01

  от – 60 ºС  до + 220 ºС  соответственно  изменяет  Р

КОМ

               

от ~ 9 кгс/см2  до ~ 19 кгс/см2. 

4.2. 

Для точной работы преобразователей температуры t

01

 в НР и РСФ необходимо постоянное 

давление  в  полостях  слива  преобразователей  температуры  НР  и  РСФ.  Постоянное 
давление (Р

СТ.СЛ.

) обеспечивает стабилизатор давления термодатчика. 

Топливо от НР с давлением Р

КПД

 поступает через жиклер (установленный в НР) к штуцеру 

Т2

 

стабилизатора  давления  термодатчика.  В  стабилизаторе  давления  термодатчика 
осуществляется регулируемый слив топлива через зазор между заслонкой (

17

) и соплом (

6

) 

(

рис. 2

). 

Изменение давления топлива в сильфонной полости воздействует на сильфон (

9

), который 

изменяет зазор между заслонкой (

17

) и соплом (

6

). Изменение зазора приводит к изменению 

расхода  топлива  на  слив  и,  следовательно,  изменению  давления  топлива  в  сильфонной 
полости.  

Жесткость  сильфона  и  усилие  затяжки  сильфонного  узла  обеспечивают  постоянное 
давление Р

СТ.СЛ

, равное 6,6 кгс/см2.