4.6. Розрахунок необхідного об’єму прокачуванного масла через двигун

Потрібне прокачування масла Gм визначається з умови відведення необхідної кількості тепла від вузлів тертя по формулі [л/мін]:

Gм = ;

де Qм - тепловіддача в мастило, кДж/мін; с - питома теплоємність масла (с =2,1 кДж/(кгК)); ρ - щільність масла (ρ =0,9 кг/л); Δt - підвищення температури масла в двигуні (ΔT = 30...60 К).

Тепловіддача в мастило Qм це кількість тепла, яку необхідно відвести від вузлів тертя двигуна за одиницю часу. Вона складається з тепла, яке виділяється за рахунок механічних втрат в редукторах, сполучних муфтах і підшипниках, а також тепла, яке передається в олію від нагрітих деталей двигуна і гарячого газу, який проникає через ущільнення масляних порожнин, тобто

Qм = Qр + Qп

де Qр - кількість тепла, яку необхідно відвести від редуктора, приводів агрегатів і сполучних муфт; Qп - кількість тепла, яку необхідно відвести від підшипників і нагрітих деталей двигуна.

Аналітичні розрахунки тепловіддачі в мастило дуже трудомісткі. Тому для таких розрахунків використовують статистичні дані:

– для ТРДД:

Qм = (24...36) R

де R - злітна тяга двигуна, кН;

– для ТВД і ТВВД:

Qм = (0,9...1,5) Nэкв

де Nэкв - злітна еквівалентна потужність двигуна, кВт;

– для вертолітних ГТД:

Qм = (0,18...0,36) Nе

де Nе - ефективна потужність двигуна на злітному режимі, кВт.

Слід зазначити, що для ТВД і ТВВД потрібне прокачування визначається не лише тепловіддачею, а і додатковою продуктивністю насоса, необхідною для управління повітряним гвинтом і для роботи вимірника моменту, що крутить. Тому для цих двигунів повне прокачування масла Gм' складає

Gм' =1,7× ;

4.7 Визначення параметрів насоса плунжерного типу

В якості основних паливних насосів (ОПН) найбільше застосування знайшли плунжерні насоси регульованою продуктивності (рис. 3). Плунжери 12 розташовуються рівномірно по колу в вікнах 10 ротора 4. Осі плунжерів нахилені до осі ротора насоса під деяким кутом. Ротор обертається на двох підшипниках 1 і 5. Торець ротора спирається на розподільний золотник 6, що має центральне вікно 9, вікна всмоктування 7 і нагнітання 8, які з'єднуються з відповідними паливними магістралями. Магістраль нагнітання з'єднана з похилими каналами 3, які грають роль відцентрового насоса і підвищують тиск в порожнині похилої шайби 13, що додатково притискає ротор 4 до золотника 6. Плунжери притискаються під дією пружин 11 до поверхні похилої шайби 13, встановленої в корпусі 2. Кут установки похилої шайби змінюється за допомогою гідромеханізму. При обертанні ротора плунжери здійснюють зворотно-поступальний рух уздовж своєї осі. При цьому вони спочатку засмоктують, а потім нагнітають паливо через вікна розподільного золотника. Шляхом зміни кута нахилу шайби 13 здійснюється регулювання ходу плунжерів, і отже, продуктивності насоса при незмінній частоті обертання ротора.

Рис. 3. Схема плунжерного насоса

Плунжерні насоси використовуються в якості основних насосів в системах паливного живлення двигунів. Вони здатні створювати тиск до 8 ... 15 МПа. При продуктивності, більшої ніж 5000 ... 6000 кг / год використання однороторні плунжерних насосів призводить до непропорційного збільшення габаритів, маси і навантаженості деталей качає вузла. Збільшення продуктивності в таких випадках забезпечується установкою двох насосів. Наявна об'ємна продуктивність плунжерного паливного насоса визначається за формулою [л / хв]:

Qн = ×hmax× n× hн×10^-8

де і - кількість плунжерів (для зниження пульсацій тиску палива кількість плунжерів вибирають непарних: і = 7, 9, 11); dп = 12 ... 15 мм - діаметр плунжера; hmax = 15 ... 30 мм - максимальний хід плунжера; n = 4000 ... 5000 об / хв - частота обертання ротора насоса; h н = 0,96 ... 0,98 - коефіцієнт об'ємної подачі насоса.

Значення Qн для плунжерного насоса регульованої продуктивності повинно бути більше необхідного витрати палива на розрахунковому режимі на 5 ... 10%. Це необхідно для компенсації зниження продуктивності насоса внаслідок зношування елементів качає вузла насоса.

Умова достатньої продуктивності підбираємо ОПН, має вигляд

Qн = (1,05…1,1)×

де Gт р - годинна витрата палива двигуном на розрахунковому режимі, кг / год; ρт = 750 ... 850 кг / м3 - щільність палива.

Якщо умова не виконується, то необхідно в потрібному напрямку змінити параметри насоса і повторити розрахунок значення Qн.