Конструкции тракторных газотурбинных двигателей
- часть 5
Общий вид двигателей ГТД-350 и ГТД-350Т,
используемых на тракторах типа «Кировец», представлен на рис. 3.17. Эти
двигатели сходны по конструкции и близки по основным параметрам. Вместе
с тем у них имеются некоторые различия. Основные из них состоят в том,
что ГТД-350Т имеет теплообменник рекуперативного типа и обгонную муфту
для блокировки турбины компрессора и тяговой тур-бины при соотношении
между частотами их вращения 96 :101,8. Это обусловило и отличие во
внешнем виде и в компоновке отдельных сборочных единиц.
Двигатель ГТД-350Т двухвальный, с управляемой связью роторов при помощи
обгонной муфты. Он имеет осецентробежный компрессор, расположенный в его
передней части. Воздух входит в направляющий аппарат компрессора,
проходит его ступени, а затем поступает в воздухосборную улитку. Отсюда
он направляется в теплообменник рекуперативного типа, а затем в
расположенную в задней части двигателя камеру сгорания. В последней
воздушный поток меняет направление на 180°; форсункой в него непрерывно
впрыскивается
топливо, сгорающее в зоне горения. Горячие газы
направляются вперед на турбинные колеса двигателя. У двигателя имеются
две соосно расположенные турбины. Первая одноступенчатая приводит во
вращение компрессор и расположена на внутреннем валу; она связана
валами с компрессором. Вторая двухступенчатая турбина, расположенная на
наружном валу, связана шестернями с выводным валом редуктора двигателя.
Отработавшие горячие газы, пройдя сопловые и рабочие лопатки турбин,
направляются в рекуператор, а затем в выхлопные патрубки. Между
газосборником и компрессором размещен корпус редуктора двигателя. На
корпусе размещены опоры и цапфы фиксации последнего на тракторе. К
передней стенке редуктора крепится компрессор, а к ; задней —
газосборник, к которому присоединены корпуса турбин и i камера сгорания.
В корпусе редуктора размещены приводы к агрегатам, обеспечивающим работу
двигателя; агрегаты крепятся на фланцах, расположенных на стенках
редуктора. Компрессор двигателя одноконтурный, одновальный,
комбинированный, состоит из семи осевых ступеней и одной центробежной.
Он имеет воздухозаборник, ротор с рабочими колесами и опорами, корпус с
направляющими аппаратами и улитку. В рабочих режимах компрессор
обеспечивает подачу воздуха в камеру сгорания около 2,0 кг/с со степенью
сжатия, равной 6. Беспомпажная работа компрессора на малых и переходных
режимах обеспечивается автоматическим перепуском сжатого воздуха из
компрессора в атмосферу.
Камера сгорания имеет корпус с улиткой, жаровую трубку, форсунку,
пусковой воспламенитель и воздухоподводящие каналы. Все ее элементы
собираются в отдельный узел, который и монтируется на двигателе. В
камере сгорания обеспечивается равномерное поле температур потока газа
как по окружности, так и по ее диаметру. Корпус камеры состоит из
цилиндрической оболочки со сферическим дном и приваренной к нему улитки
с двумя воздухоподводящими трубами; в передней части он своим фланцем
крепится к корпусу соплового аппарата турбины компрессора. Жаровая труба
имеет фронтальное устройство и три цилиндрические секции, изготовленные
из листовой жаропрочной стали. В зону горения воздух подается через
восемь рядов отверстий во фронтальном устройстве. Внутри фронтального
конуса вдоль рядов отверстий приварены восемь накладок-завихрителей
входящего в отверстия воздуха, что предохраняет фронтальный конус от
нагара.
Топливная форсунка односопловая, двухканальная, центробежная, имеет
корпус, приемный штуцер с фильтром, распределительное устройство с
плунжером и пружиной и выходное сопло с завихрителями. Пусковой
воспламенитель состоит из корпуса, форсуночного устройства и запальной
свечи. Турбинный узел состоит из двух турбин — турбины компрессора и
тяговой турбины. Первая одноступенчатая, высокооборотная (45 000 мин-1)
соединена шлицевым валиком с ротором компрессора и приводит его во
вращение, на что расходуется около 95% мощности этой турбины; остальное
идет на привод агрегатов двигателя. Турбина компрессора имеет сопловой
аппарат, промежуточ-ный корпус, ротор и два подшипника качения. На
роторе укреплены 54 лопатки. Вторая турбина осевая, двухступенчатая.
Посредством шестеренчатых передач она соединена с выходным валом
двигателя. Частота ее вращения составляет 24 ООО—28000 мин-1. Вся
мощность тяговой турбины передается на выходной вал двигателя. Она имеет
два сопловых аппарата (первой и второй ступени), двухступенчатый ротор и
два подшипника качения. Рабочее колесо первой ступени имеет 47 лопаток,
а второй — 43. В обеих турбинах лопатки на дисках крепятся посредством
замков типа елочного шлица. Подшипники роторов турбин шариковый и
роликовый. Цилиндрический редуктор двигателя обеспечивает понижение
частоты сращения на выходном валу двигателей до 5905—6595 мин-1.
Масляная система двигателя выполнена по замкнутой схеме с принудительной
циркуляцией масла; она обеспечивает смазку и отвод тепла от подшипников
всех опор и приводов двигателя. Система работает на масле БЗ-В. В
комплект масляной системы входят блок масляных насосов, масляный фильтр
двигателя, магистральные трубопроводы и масляный радиатор. Топливная
система и система регулирования выполняют следующие функции: обеспечение
запуска двигателя и поддержание его устойчивой работы на всех режимах;
обеспечение ограничений максимального расхода топлива и частот вращения
турбин; осуществление контроля за работой двигателя. Запуск двигателя
производится при температуре в пределах от —40 до +40°С. Топливная
система и система регулирования имеют аппаратуру регулирования,
электрооборудование и приборы контроля. Насос-регулятор обеспечивает
подачу топлива к форсунке двигателя, поддержание заданной частоты
вращения турбокомпрессора, подачу топлива при пуске и разгоне по
требуемому закону, остановку двигателя стоп-краном. Двигатель имеет
ограничитель частоты вращения тяговой турбины. Система запуска и питания
включает в свой состав стартер-генератор, пусковую панель, два
переключающих контактора, реле включения шунтовой обмотки
стартер-генератора и другое оборудование.
Номинальная мощность двигателя в нормальных условиях эксплуатации
составляет 260 кВт. Сухая масса двигателя около 340 кг. В качестве
топлива используются керосин ТС-1 и бензин Б-70. Температура газа перед
рабочим колесом турбины достигает 910°С.