книги из ГПНТБ / Конструкция и эксплуатация турбореактивных двигателей типа М-701 учеб. пособие

яого жиклера допускается с диаметром отверстия в пределах 2,9—3,4 мм.

Увеличенное время приемистости на высоте с медленным набо­ ром оборотов в верхнем диапазоне их изменения также является следствием нарушения регулировки распределителя топлива. В этом случае разрешается производить замену воздушного жиклера на жиклер с диаметром, уменьшенным на 0,1—0,2 мм. На агрега­ тах ЛУН-5200.04(05) следует поворачивать на 1 / 2 оборота регули­ ровочную шайбу.

Неустойчивая работа двигателя при приемистости (помпаж) устраняется увеличением времени приемистости в пределах норм путем изменения регулировки распределителя топлива.

При неустойчивой работе на всех режимах необходимо завер­

воздушный жиклер на жиклер с большим на 0,1—02 мм диамет­ ром. (После регулировки приемистости путем увеличения диаметра воздушного жиклера автомата приемистости нужно проверить ве­ личину максимальных оборотов двигателя в полете на высоте 7000—10 000 м).

При неустойчивой работе двигателя в верхней половине диапа­ зона изменения оборотов в полете на высотах 5000—7000 м необ­ ходимо повернуть винт иглы взлета против часовой стрелки на 1,5—3 оборота. Произвести проверку максимальных оборотов дви­ гателя в полете.

В случае возникновения помпажа при пробе приемистости на высотах 6000—10 000 м нужно повернуть винт анероидов распре­ делителя топлива на Vs-^-'A оборота против вращения часовой стрелки.

Колебание максимальных оборотов при приемистости устраня- ,ется путем заворачивания винта иглы взлета не более чем на 3 обо­ рота и путем регулировки дроссельного крана.

Колебание максимальных оборотов при приемистости может •быть вызвано не только нестабильной работой агрегатов, но и перепутыванием монтажа сигнализатора давления СД-3 и штуцера отвода топлива к перепускному клапану на вертикальном штуцере фильтра низкого давления. Поэтому необходимо убедиться в пра­ вильности их установки. Сигнализатор должен стоять внизу на лыске вертикального штуцера, а топливо к перепускному клапану должно проходить через отверстие штуцера.

Кроме неисправностей, приводящих к самовыключению дви­ гателей и несоответствию их параметров нормам технических ус­ ловий, агрегаты могут иметь неисправности, вызывающие наруше­ ние нормальной работы других систем или затрудняющие эксплуа­ тацию. К их числу относятся:

— негерметичность сальника рессоры привода топливного насо­ са. Это приводит к попаданию топлива в масляную систему и, на-

202

рушая нормальные условия смазки трущихся деталей двигателя (подшипников, шестерен, шлицевых соединений), может явиться причиной их разрушения. Для определения попадания топлива в масло нужно определить температуру вспышки масла;

— тугой ход рычага стоп-крана распределителя топлива из-за набухания резиновой манжеты уплотнения иглы стоп-крана.

Г л а в а VIII. СИСТЕМА ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ

§ 1. Общие сведения о системе запуска

Назначение системы запуска — обеспечить совместно с систе­ мой топливопитания перевод двигателя из нерабочего состояния в состояние устойчивой работы.

Под нерабочим состоянием двигателя понимается состояние, при котором ротор двигателя не вращается (на земле) или имеет обо­ роты авторотации (в полете).

Устойчивая работа двигателя возможна при подаче в камеры сгорания топлива и воздуха в определенном соотношении и при­ надлежащей организации процесса сгорания топливно-воздушной смеси.

Запуск двигателя на земле состоит из трех этапов:

—первый этап-начинается с момента включения стартера (обо­ роты равны нулю) и продолжается до вступления в работу турби­ ны;

—второй этап начинается с момента вступления в работу тур­ бины и продолжается до оборотов, при которых отключается стар­ тер. На этом этапе запуска разгон ротора осуществляется совмест­ но стартером и турбиной;

—третий этап начинается с момента отключения стартера и продолжается до выхода двигателя на режим малого газа.

Турбина двигателя вступает в работу и начинает развивать кру­ тящий момент после воспламенения топлива. Подача топлива через основные форсунки начинается при оборотах 8,5%, при которых обеспечивается воспламенение горючей смеси.

Разгон двигателя на втором этапе запуска подчиняется следу­ ющему соотношению моментов:

203

примерно до 20% оборотов, при которых происходит отключение стартера. Более раннее отключение стартера недопустимо, так как на меньших оборотах турбина имеет недостаточный избыток мощ­ ности, что может привести не только к увеличению времени запус­ ка, но и к росту температуры газов перед турбиной и перегреву ее лопаток.

После отключения стартера обороты ротора двигателя увели­ чиваются за счет избыточного момента, развиваемого турбиной, и достигают оборотов малого газа. При этих оборотах мощность, развиваемая турбиной, равна мощности, потребной для прокрутки двигателя:

УѴ, = /Ѵк + /Ѵа г р .

Система запуска обеспечивает запуск двигателя на земле, в воздухе и продувку двигателя после неудавшегося запуска на зем­ ле.

Система запуска двигателя М-701 электрическая, автономная, автоматическая. Последовательное включение всех электрических агрегатов, обеспечивающих запуск, а также подача топлива в ка­ меру сгорания осуществляются автоматически с момента нажатия на кнопку «Запуск».

§ 2. Агрегаты системы запуска

Система запуска двигателя М-701 на самолете Л-29 включает следующие основные агрегаты:

—автоматическую панель запуска;

—электростартер;

—систему зажигания (катушки зажигания, электрические све­

чи) ;

—подкачивающий топливный насос ПЦР-1В;

—сигнализатор давления СД-3 и табло Т-9;

—автоматы защиты, реле и выключатели.

АВТОМАТИЧЕСКАЯ ПАНЕЛЬ ЗАПУСКА

Автоматическая панель запуска (рис. 98) предназначена для ре­ гламентации процесса запуска по времени. Панель устанавливает­ ся на откидном кронштейне, прикрепленном к нижней части дви­ гательной перегородки самолета.'

—реле максимальных оборотов (РМО);

—блокировочное реле;

204

j— ' - ЗащскТТІзолир, _JffnytH_ Изолирующий \ '

илапан

шатпепь

Рис. 98. Электросистема запуска двигателя

—реле запуска в воздухе;

—пусковое сопротивление.

Автомат времени пуска (АВП-1) предназначен для отработки временной программы цикла запуска. Он состоит из электродви­ гателя с центробежным регулятором оборотов, тормозной муфты, двухступенчатого червячного редуктора, блока программных шайб

обороту программных шайб, приводимых во вращение электродви­ гателем через червячный редуктор.

Совершив полный оборот, программные шайбы через опреде­ ленные промежутки времени замыкают и размыкают микровыклю­ чатели. Последние обеспечивают включение и выключение агре­ гатов панели запуска и реле зажигания.

Главный силовой контактор предназначен для включения в ра­ боту электростартера через пусковое сопротивление на первом эта­ пе запуска. Вспомогательный силовой контактор служит для шун­ тирования пускового сопротивления. Этим обеспечивается вклю­ чение'стартера на полное напряжение. Контакты вспомогательного контактора подключены параллельно пусковому сопротивлению.

Пусковое сопротивление ограничивает ток стартера в первый период запуска.. Этим исключаются ударные нагрузки в момент сцепления муфты свободного хода, которые могут привести к раз­ рушению передачи от стартера к двигателю.

Реле максимальных оборотов (РМО-1) предназначено для от­ ключения питания от электростартера, когда ток, потребляемый стартером, понизится до величины 100 а вследствие увеличения оборотов ротора двигателя.

Реле максимальных оборотов имеет две обмотки. Через одну из них проходит ток на стартер, обеспечивая удержание реле мак­ симальных оборотов в замкнутом положении. Вторая обмотка обес­ печивает включение реле, находясь под током в течение 3 сек.

Блокировочное реле РП-2 исключает возможность запуска дви­ гателя, минуя первые две ступени запуска. При возобновлении прерванного питания будет включаться только электродвигатель автомата времени, который поставит все программные шайбы в исходное положение. Лишь после этого вновь может начаться нор­ мальный запуск двигателя (при нажатии кнопки запуска).

Реле запуска двигателя в воздухе ТКЕ-53ПД служит для от­ ключения питания стартера при запуске двигателя в воздухе пу­ тем размыкания цепи обмотки главного контактора. Таким обра­ зом, при запуске двигателя в воздухе стартер выключается из ра­ боты; раскрутка ротора двигателя обеспечивается за счет энергии набегающего воздушного потока.

206

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СТАРТЕР

Электрический стартер предназначен для раскрутки ротора двигателя при запуске на земле до оборотов, при которых мощ­ ность, развиваемая турбиной, становится достаточной для обеспе­ чения выхода двигателя на режим малого газа.

Стартер крепится к корпусу входного устройства в передней части двигателя. Снаружи стартера устанавливается обтекатель, обеспечивающий равномерность воздушного потока на входе в ком­ прессор двигателя. Электрический стартер двигателей М-701 явля­ ется четырехполюсным электрическим двигателем закрытого типа с последовательным возбуждением. Обмотки полюсов стартера для уменьшения сопротивления соединяются параллельно.

Стартер рассчитан на кратковременный режим работы и допу­ скает три включения (3 пусковых цикла) по 25 сек для двигателей М-70ІС-400 и 17 сек для двигателей М-70ІС-500 с перерывами меж­ ду каждым включением продолжительностью по 2 мин. После трех включений необходимо охлаждение стартера в течение не менее •30 мин.

Основные технические данные стартера двигателей М-701:

—номинальная мощность на валу стартера 7 кет;

—номинальное напряжение 27 в;

—при напряжении на клеммах 18 в стартер обеспечивает вы­ ход двигателя на обороты 22±2% .

СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ

Система зажигания двигателей М-701 является низковольтной, со свечами поверхностного разряда.

Низковольтная система зажигания по сравнению с высоковольт­ ной имеет следующие преимущества:

—работа системы мало зависит от загрязнения и нагара све­ чей; свечи не столь сильно подвержены нагарообразованиям, как высоковольтные;

—для работы системы требуется относительно низкое напря­ жение (2000 в) ;

—повышенная высотность системы увеличивает надежность запуска двигателя в полете;

—: при работе системы создается меньше радиопомех.

Система зажигания двигателей М-701 состоит из коробки зажи­ гания и свеч. В коробку зажигания входят два комплекта следую­ щих агрегатов, состоящих из катушки зажигания, селенового вы­ прямителя; накопительного конденсатора; газонаполнительного разрядника.

Катушка зажигания служит для импульсного преобразования постоянного тока низкого напряжения в переменный ток высокого напряжения и подачи его на свечи поверхностного разряда. Ка-

;о7

тушка обеспечивает бесперебойное искрообразование на свечах, ввернутых в воспламенители, при запуске двигателя на земле и •в полете. Катушка состоит из ферромагнитного сердечника, на ко­ тором имеются Две обмотки — первичная и вторичная.

Первичная обмотка низкого напряжения питается через преры­ ватель, параллельно контактам которого включен искрогасящий конденсатор.

В цепь вторичной обмотки, имеющей большее количество вит­ ков, включен полупроводниковый выпрямитель, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный.

Газонаполненный разрядник предотвращает утечку электриче­ ского тока через свечу поверхностного разряда и тем самым обес­ печивает накопление электрических зарядов на накопительном конденсаторе. Емкость накопительного конденсатора имеет величи­ ну, достаточную для того, чтобы энергия образовашегося ааряда обеспечивала возникновение искрового разряда в газонаполненном разряднике.

Свечи поверхностного разряда предназначены для образования вдоль поверхности полупроводника искрового разряда, способного воспламенять топливо в камерах сгорания при запуске двигателя на земле и в полете.

Особенностью свечи поверхностного разряда является то, что разряд на ней происходит между электродами по рабочей поверх­ ности изолятора, покрытой электроэррозионным слоем материала электродов свечи.

Свеча состоит из центрального и бокового электродов и полу­ проводника, находящегося между электродами в торцовой ч а л и.

Искровым промежутком свечи служит поверхность керамиче­ ского изолятора между центральным и боковым электродами. На эту поверхность методом электроэррозии наносится распыленный материал электродов. Во время работы с топливом этот материал выгорает. Но предварительное включение катушки зажигания на свечу раньше включения пускового топлива в начале каждого за­ пуска «тренирует» свечу, то есть под действием искровых разрядов вновь наносит электроэррозионный слой материала электродов на рабочую кольцевую поверхность изолятора свечи.

Полупроводник свечи имеет отрицательный коэффициент элек­ трического сопротивления. Это обеспечивает уменьшение сопротив­ ления полупроводника при увеличении температуры.

При приложении напряжения к центральному электроду по поверхности полупроводника образуются токопроводящие мостики, по которым протекает ток. При прохождении тока полупроводник нагревается, сопротивление его уменьшается и сила тока увеличи­ вается. С увеличением силы тока температура полупроводника еще более растет и достигает такой величины, при которой происходит термоионизация вдоль поверхности полупроводника. Это способ­ ствует образованию электроискрового разряда вдоль поверхности полупроводника.

208,

Разряд на поверхности полупроводника не зависит от состоя­ ния поверхности свечи и газа, окружающего полупроводник, и иск­ ра возникает даже в среде керосина и масла.

Система зажигания двигателя М-701 работает следующим обра­ зом. При разрывах контактов прерывателя катушки ток, питаю­ щий первичную обмотку, уменьшается. В момент исчезновения то­ ка в первичной обмотке во вторичной обмотке индуктируется высо­ кое напряжение, которое, передаваясь через полупроводниковый выпрямитель, заряжает конденсатор до значений потенциала, обес­ печивающих накопление электрических зарядов.

По мере возрастания потенциала на пластинах конденсатора происходит пробой зазора в газонаполненном разряднике и напря­ жение 2000 в прикладывается к электродам свечей поверхностного разряда, где происходит разряд вдоль поверхности полупроводника.

ПОДКАЧИВАЮЩИЙ НАСОС

Подкачивающий насос ПЦР-1В установлен в топливной системе самолета в нижней части расходного бака и служит для создания давления топлива перед топливным насосом двигателя.

Насос — центробежного типа. Привод насоса осуществляется от электромотора постоянного тока МП-100В1. Производительность

наличия давления топлива, создаваемого насосом ПЦР-1В.

АВТОМАТЫ ЗАЩИТЫ СЕТИ, РЕЛЕ И ВКЛЮЧАТЕЛИ

»

АЗС «Двигатель» расположен на главном электрощитке. При его включении обеспечивается электропитание АЗС вспомогатель­ ного электрощитка: «Приборы, тушение, панель», «Насос» и два АЗ,С «Зажигание».

Через АЗС «Приборы, тушение, панель» включается в работу панель при запуске двигателя на земле и в полете. Через АЗС «Панель» питается панель при отпущенной .кнопке «Запуск» при запуске двигателя на земле и в полете.

Кнопка «Запуск» установлена на левом пульте передней кабн-.

ны за рычагом управления двигателем. Она предназначена для включения в работу пусковой панели при запуске двигателя на земле и в полете.

Кнопка «Запуск в воздухе» служит для включения в работу пу­ сковой панели при запуске двигателя в полете. Она расположена впереди на левом пульте. Красная лампочка на табло Т-9 «Запуск в воздухе» сигнализирует включение в работу пусковой панели. Загорается она при нажатии на кнопку «Запуск в воздухе».

§ 3. Порядок включения агрегатов и работа системы запуска

Запуск двигателя на земле осуществляется, как правило, от аэродромного источника питания и, как исключение, от бортовой аккумуляторной батареи.

Наземным источником электроэнергии для запуска двигателя служит аэродромный передвижной агрегат (АПА). Аэродромный источник подключается к бортовой сети самолета с помощью вил­ ки, расположенной слева на подкосе рамы двигателя.

Контроль подключения аэродромного источника к бортовой се­ ти самолета осуществляется по загоранию зеленой лампочки на левом пульте передней кабины.

Для подключения аэродромного источника электроэнергии к бортовой сети самолета должны быть включены на главном элек­ трощитке выключатель «Батарея», на вспомогательном щитке пе­ редней кабины АЗС «Наземный источник, табло» и выключатель «Сеть» в задней кабине.

Подключение аэродромного источника электроэнергии к бор­ товой сети осуществляется контактором аэродромного питания. При подсоединении аэродромного питания срабатывает реле МА-42 и обмотка контактора бортового аккумулятора отключается. Ког­ да включен аэродромный источник, то реле МА-42 размыкает так­ же цепь включения генератора. Имеющийся в цепи выпрямитель необходим для предотвращения включения источника тока с непра­ вильной полярностью.

Бортовая аккумуляторная батарея служит аварийным источни­ ком электроэнергии. Она является резервным источником питания для запуска двигателя. Включение батареи в бортовую сеть само­ лета осуществляется контактором аккумулятора. Ток на обмотку этого контактора подается при включенном выключателе «Бата­ рея» через реле МА-42, выпрямитель и АЗС «Сеть».

Перед запуском двигателя необходимо включить все АЗС на дополнительном электрощитке (кроме запасного преобразователя). РУД и стоп-кран поставить в заднее положение. В задней кабине включить АЗС «Сеть». После подачи команды «К запуску» вклю­ чить выключатель «Батареи» и по лампочке проверить подклю­ чение аэродромного питания, затем проверить его напряжение.

210

После команды «От двигателя» включить АЗС «Двигатель», на­ жать на 2 сек кнопку запуска и полностью открыть стоп-кран.

При нажатии кнопки запуска вступает в работу пусковая па­ нель: ток от полюса бортовой сети через АЗС «Двигатель», АЗС «Приборы, тушение, панель», кнопку запуска' идет на клемму 2 пусковой панели и далее одновременно на мотор автомата време­ ни и через нормально замкнутые контакты первого микровыключа­ теля на обмотку блокировочного реле. Реле срабатывает, и через его контакты напряжение подводится к микровыключателям 2, 3

и 4.

Через 1 сек после нажатия на пусковую кнопку в результате вращения программных шайб замыкаются вторые контакторы пер­ вого микровыключателя. В результате этого пусковая кнопка шун­ тируется и может быть отпущена, так как питание мотора автомата: времени и блокировочного реле, подвод напряжения к микровыклю­ чателям 2, 3 и 4 осуществляется уже через АЗС «Панель» и клем­ му 3 пусковой панели.

Почти сразу же после нажатия кнопки срабатывает второй мик­ ровыключатель, и через его контакты ток подается к параллельной обмотке РМО-1, а от нее через обмотку вспомогательного контак­ тора на минус (клемма 4). РМО-1 срабатывает, и через его замк­ нутые контакты, через пару нижних замкнутых контактов реле- ТКЕ-53ПД ток подается к обмотке главного контактора и на ми­ нус. После срабатывания главного контактора ток от плюса (тол­ стый провод) через главный контактор, пусковое сопротивление и последовательную обмотку РМО подается на стартер. Благодаря значительному падению напряжения на пусковом сопротивлении: начальная скорость вращения ротора стартера невелика, что обес­ печивает плавность его сцепления с ротором двигателя.

могательный контактор и подает напряжение на конец параллель­ ной обмотки РМО-1. Вспомогательный контактор своими контакта­ ми шунтирует пусковое сопротивление. Напряжение на клеммах стартера, а следовательно, и крутящий момент резко повышаются,, происходит быстрое нарастание числа оборотов двигателя.

Давление топлива за насосом возрастает, открывается клапан запуска, и часть топлива поступает в камеры сгорания. Парал ­ лельная обмотка РМО-1 обесточивается, но РМО не разрывает своих контактов, так как удерживается последовательной обмот­ кой;

Через 6—7 сек на двигателях М-701с-400 и через 3 сек на дви ­ гателях М-70ІС-500 после нажатия на кнопку срабатывает четвер­

21*