RU1825878C - Gas-turbine engine governor - Google Patents

Abstract

Использование: автоматическое регулирование в устройствах регулировани  выходных параметров газотурбинного двигател  Сущность изобретени : дозирующие элементы 6 и 7 представлены в виде регулируемых дросселей Задагчик режимов представлен в виде кулачка 10 с рычагом управлени  11. 2 ил.Usage: automatic control in devices for controlling the output parameters of a gas turbine engine SUMMARY OF THE INVENTION: metering elements 6 and 7 are presented in the form of adjustable chokes. The mode controller is presented in the form of a cam 10 with a control lever 11. 2 or.

Description

Фиг./Fig. /

Изобретение относитс  к области автоматического регулировани , в частности к устройствам регулировани  выходных параметров газотурбинного двигател .The invention relates to the field of automatic control, in particular to devices for controlling the output parameters of a gas turbine engine.

Цель изобретени  - упрощение конст- рукции, повышение точности поддержани  заданного режима работы,The purpose of the invention is to simplify the design, increase the accuracy of maintaining a given mode of operation,

На фиг.1 изображена схема регул тора режима работы газотурбинного двигател , на фиг.2 - регул тор режима работы газо- турбинного двигател  с шестеренным насосом и датчиком разности давлений воздуха за и пред компрессором .Figure 1 shows a diagram of the regulator of the operating mode of a gas turbine engine, Fig. 2 shows a regulator of the operating mode of a gas turbine engine with a gear pump and a differential pressure sensor behind and before the compressor.

Регул тор режима работы газотурбинного двигател  содержит топливный насос 1 с магистрал ми входа 2 и выхода 3, механизм управлени  производительностью топливного насоса 1, выполненный в виде сервомотора 4, управл юща  полость 5 которого св зана через первый дозирующий элемент 6 с магистралью выхода 3 и через второй дозирующий элемент 7 с магистралью входа 2, и задатчик 8 режима работы. Дозирующие элементы 6 и 7 представлены в виде регулируемых дросселей, причем дроссель 6 св зан с задатчиком 8 режимов, а дроссель 7 с датчиком 9 текущего значени  регулируемого параметра На фиг.2 дат- чик 9 изображен воспринимающим разность давлений воздуха за и перед ком- прессором двигател , хот  может быть любого другого типа с регистрацией других параметров двигател , например, Т3, п или Ят и так далее. На фиг.2 задатчик 8 режимов представлен в виде кулачка 10 с рычагом управлени  11, поршн ми 12 и 13 и размещенными между ними пружинами 14 и 15, кроме того полость 16 поршн  3 сообщена с магистралью входа 2 через дроссель 17 задержки перемещени  поршн  13, а значит изменени  по времени сечени  дроссел  6. Датчик 9 представлен в виде воздушного редуктора 18 разности давлений , отделенного мембраной 19 от непроточной камеры 20 давлени  Рн, мембрана 19 через рычаг 21 управл ет площадью дроссел  7.The controller of the operating mode of the gas turbine engine comprises a fuel pump 1 with inlets 2 and 3, the performance control mechanism of the fuel pump 1, made in the form of a servomotor 4, the control cavity 5 of which is connected through the first metering element 6 to the output line 3 and through a second metering element 7 with an input 2 line, and an operating mode adjuster 8. The metering elements 6 and 7 are presented in the form of adjustable chokes, with the choke 6 connected to the mode dial 8, and the choke 7 with the sensor 9 of the current value of the adjustable parameter. In FIG. 2, the sensor 9 is shown sensing the difference in air pressure behind and in front of the compressor engine, although it can be of any other type with registration of other parameters of the engine, for example, T3, n or Jat, and so on. In Fig. 2, the mode adjuster 8 is presented in the form of a cam 10 with a control lever 11, pistons 12 and 13 and springs 14 and 15 located between them, in addition, the cavity 16 of the piston 3 is in communication with the input line 2 through the throttle 17 for delaying the movement of the piston 13. which means changes in time of the cross-section of the throttle 6. The sensor 9 is presented in the form of an air pressure differential pressure reducer 18 separated by a membrane 19 from a non-flow chamber 20 of pressure Рн, the membrane 19 through the lever 21 controls the area of the throttle 7.

Задатчик 8 режимов может быть представлен в виде электронного регул тора илм любого другого известного типаThe master 8 modes can be represented in the form of an electronic regulator ilm any other known type

Топливный насос 1 с сервомотором 4 могут быть применены как шестеренные, так и пластинчатые, поршневые, как регулируемой производительности, так и нерегулируемой с перепуском избытков топлива сThe fuel pump 1 with a servomotor 4 can be used both gear, and vane, piston, as an adjustable capacity, and unregulated with the bypass of excess fuel with

выхода на вход.exit to the entrance.

Предложенный регул тор режима работы газотурбинного двигател  работает следующим образомThe proposed regulator of the operating mode of a gas turbine engine operates as follows

Регулирование режима работы газотурбинного двигател  в исходном положенииRegulation of the operating mode of the gas turbine engine in the initial position

5 0 5 0 5 0 5 5 0 5 0 5 0 5

0 0

55

злементов по фиг.2 осуществл етс  за счет того, что задатчиком 8 режимов задаетс  определенна  площадь дроссел  6, т е поступление топлива в управл ющую полость 5 сервомотора 4 определ етс  задатчикомthe elements of figure 2 is carried out due to the fact that the master 8 sets the specified area of the throttle 6, i.e., the flow of fuel into the control cavity 5 of the servomotor 4 is determined by the master

8,положением рычага управлени  11, при этом через дроссель 7 топливо поступает в магистраль входа 2, т.е сервомотор 4 будет находитьс  в равновесном положении только тогда, когда количество поступающего в полость 5 топлива будет равно количеству вытекаю- щему из этой полости топлива, а это возмож- ( но только в том случае, когда площади дросселей 6 и 7 равны (условно принимаем, что площадь верхнего цилиндра сервопор- шн  4 в 2 раза больше площади нижнего его цилиндра, усилием пружины сервомотора 4 пренебрегаем), при равном на них перепаде давлени  Следовательно это возможно только при определенном давлении Ра . которое при посто нном Рн будет зависеть от Р2. т.е задава  задатчиком 8 режимов ре- жим работы, мы автоматически поддерживаем его за счет перемещени  сервомотора 4, которым через рычаг 21 управл ет датчик8, by the position of the control lever 11, while through the throttle 7 the fuel enters the inlet highway 2, i.e., the servomotor 4 will be in equilibrium position only when the amount of fuel entering the cavity 5 is equal to the amount flowing out of this cavity, and this is possible (but only if the areas of the throttles 6 and 7 are equal (we conditionally assume that the area of the upper cylinder of servo-piston 4 is 2 times larger than the area of its lower cylinder, we neglect the force of the spring of servomotor 4), if equal to differential pressure C edovatelno this is possible only at a certain pressure Pa. which is at a constant pH will depend on P2. ie by setting the mode setter 8 mode regime of operation, we will automatically support it by movement of the servomotor 4, which through the lever 21 controls the sensor

9.Каждому положению рычага 11 будет соответствовать строго определенное значение разности давлений воздуха за и перед компрессором9. Each position of the lever 11 will correspond to a strictly defined value of the difference in air pressure behind and in front of the compressor

Так при уменьшении Р2 мембрана 19 перемещаетс  вниз и через рычаг 21 уменьшает площадь дроссел  7, благодар  чему сервомотор 4 идет вниз, увеличива  подачу топлива в двигатель, а это восстанавливает Pi до значени , заданного задатчиком 8. При увеличении давлени  Р2 (в воздушном редукторе 18), например, за счет изменени  высоты или скорости полета, мембрана 19 перемещаетс  вверх и через рычаг 21 увеличивает площадь дроссел  7, благодар  чему сервомотор 4 идет вверх, уменьша  подачу топлива в двигатель, а это приводит к уменьшению давлени  Р2, т.е к восстановлению режима работы.So when P2 decreases, the membrane 19 moves down and through the lever 21 reduces the throttle 7 area, whereby the servomotor 4 goes down, increasing the fuel supply to the engine, and this restores Pi to the value set by the setpoint 8. When the pressure P2 increases (in the air pressure regulator 18 ), for example, due to a change in altitude or flight speed, the membrane 19 moves up and through the lever 21 increases the area of the throttle 7, whereby the servomotor 4 goes up, reducing the fuel supply to the engine, and this leads to a decrease in pressure P2, i.e., reg setting the operating mode.

При изменении положени  рычага управлени  11с режима работы на малом газе до крейсерского режима, кулачок 10 перемещает вниз поршень 12, мен етс  зат жка пружины 14, поршень 13 выходит из равновеси  и, в зависимости от проливки дроссел  17, медленно перемещаетс  вниз, обеспечива  перемещение дозирующего профил  дроссел  6, т.е. увеличиваетс  площадь дроссел  6, сервомотор 4 выходит из равновеси , увеличива  подачу топлива в двигатель.что увеличивает давление Р2 ,кото- рое.при замедленном перемещении поршн  13,с некоторым запаздыванием отслеживает его перемещение, т е работает в режиме разгонаWhen the control lever 11c of the idling mode is changed to the cruising mode, the cam 10 moves the piston 12 downward, the spring 14 tightens, the piston 13 goes out of balance and, depending on the spill, the throttle 17 moves slowly downward, moving the metering profile throttle 6, i.e. the throttle area 6 increases, the servomotor 4 goes out of balance, increasing the fuel supply to the engine. This increases the pressure Р2, which. When the piston 13 is in slow motion, it tracks its movement with some delay, i.e. it works in acceleration mode

Аналогично предложенный регул тор будет работать в режиме запуска и, наоборот , в режиме сброса, причем изменение площади дроссел  6 можно осуществл ть по любому другому закону, как при разгоне, так и при запуске, и сбросе, т.к. задатчик может быть любой конструкции, в том числе и электронным . Регулируемым параметром может быть температура выходных газов,л частота вращени  ротора двигател  или любой другой приемлемый, регулируемый на практике параметр двигател , главное, чтобы, привед  его в перемещение, можно было- бы измен ть площадь дроссел  7.Similarly, the proposed controller will work in the start mode and, conversely, in the reset mode, and the change in the area of the throttle 6 can be carried out according to any other law, both during acceleration, and at startup, and reset, because the setter can be of any design, including electronic. The adjustable parameter can be the temperature of the exhaust gases, l the rotational speed of the engine rotor, or any other acceptable, practically adjustable engine parameter, the main thing is that by moving it, it would be possible to change the area of the throttle 7.

По сравнению с прототипом предложенный регул тор проще по конструкции, т.к. в нем применен совершенно новый принцип регулировани  выходных параметров двигател , что резко уменьшает количество деталей, уменьшает его сложность, исключает применение промежуточных звеньев.Compared with the prototype, the proposed controller is simpler in design, because it uses a completely new principle of regulating the output parameters of the engine, which sharply reduces the number of parts, reduces its complexity, and eliminates the use of intermediate links.

По сравнению с прототипом предложенный регул тор имеет более высокую точность поддержани  заданного режима работы, поскольку примененный метод регулировани  ведет к поддержанию заданного параметра напр мую, исключа  сложнуюCompared with the prototype, the proposed controller has a higher accuracy of maintaining a given operating mode, since the applied control method leads to maintaining a given parameter directly, except for a complex

цепь промежуточных элементов.chain of intermediate elements.

Claims (1)

Формула изобретени  Регул тор режима работы газотурбинного двигател , содержащий топливный насос с магистрал ми входа и выхода,SUMMARY OF THE INVENTION A gas turbine engine operating mode controller comprising: a fuel pump with inlet and outlet lines; сервомотор управлени  производительностью топливного насоса, управл юща  полость которого-св зана через первый дозирующий элемент с магистралью выхода и через второй дозирующий элемент - сa servo motor for controlling the performance of the fuel pump, the control cavity of which is connected through the first metering element to the output line and through the second metering element to магистралью входа, задатчик режима и датчик текущего значени  регулируемого параметра работы двигател , отличающий- с   тем, что, с целью упрощени  конструкции и повышени  точности, первый и второй дозирующие элементы выполнены в виде регулирующих дросселей, причем первый, дроссель св зан с задатчиком режимов, а второй с датчиком текущего значени  регулируемого параметра работы двигател .an input line, a mode switch and a sensor of the current value of the adjustable engine operation parameter, characterized in that, in order to simplify the design and improve accuracy, the first and second metering elements are made in the form of control chokes, the first, the choke is connected to the mode dial, and the second with a sensor of the current value of the adjustable parameter of the engine. ## фаг.2phage 2