Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Переходные процессы в газотурбинных установках

..pdf
Скачиваний:
23
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
14.02 Mб
Скачать

на вентиляционном режиме меньше. Исследование уравнения (VI.4)

показало, что оно не имеет минимума, т. е. с уменьшением рх

умень­

шается Nn.

расчета

В табл. VI.2 приведены для исследуемых схем результаты

зависимости необходимого (при обеспечении в камере ТЗХ темпера­ туры Тх) расхода охлаждающего воздуха от давления рх. Предпо­ лагается, что поступающий в ТЗХ холодный воздух, нагреваясь, воспринимает тепло вентиляционных потерь. Результаты расчета показывают, что в схеме 2/Н-ОР при оптимальном давлении необ­

ходимый

расход

охлаждающего

 

 

воздуха

исключительно

 

мал. При

 

 

использовании

обычных

уплотне­

 

 

ний, применяемых в газовых тур­

Г/7Л

ТЗХ

бинах,

такой

маленький

расход

обеспечить практически

 

невозмож­

 

 

но. Повышенный

расход

охлажда­

 

 

ющего воздуха снизит температуру

 

 

Тх, в

результате

чего

увеличатся

 

 

вентиляционные

потери

в ТЗХ .

 

 

Поэтому

на

 

практике

может

 

 

оказаться

достаточно

 

выгодным

 

 

создание

в

камере ТЗХ

 

промежу­

 

 

точного

вакуума, когда

рх~>рхопт-

 

 

Из

табл. VI.2 видно, что в схе­

Рис. VI.8. Схема отсоса газа из ТЗХ

мах с

силовой

турбиной

низкого

и ТПХ с использованием вспомогатель­

давления при обеспечении в ТЗХ

ной турбины.

Тв—вспомогательная

вакуума

рх 0,15

кгс\смг. сум­

турбина; Н — вакуумный насос; И —

марные потери мощности Nn

умень­

источник

энергии

шаются

в

2,3

раза

по сравнению

 

 

с потерями

при рх

1 кгс/см2. В этом случае, как

показал расчет,

при восьмигребенчатом лабиринтовом наружном уплотнении ТЗХ расход подсасываемого охлаждающего воздуха примерно соответ­

ствует необходимому для обеспечения

расчетной Тх. В случае,

когда

требуется

большая дополнительная

подача охлаждающего

воздуха

в ТЗХ,

может представить интерес рассмотрение

схемы

отсоса

(рис. VI.8), описанной в работе [105].

 

 

 

Вспомогательная турбина Тв создает полезную мощность

благо­

даря работе атмосферного воздуха,

расширяющегося

до

давления

в камере ТЗХ. Источник энергии И покрывает разность между по­ требляемой мощностью насоса и полезной работой турбины. При

данной

системе отсоса

суммарные потери Nn при работе

установки

на режиме переднего

хода

 

 

 

Nn = NT.t + NH-NT,

(VI.5)

где NT

— полезная мощность вспомогательной турбины.

 

Потери мощности уменьшаются благодаря использованию мощ­ ности вспомогательной турбины, а также в результате уменьшения NH. Снижение мощности, затрачиваемой на привод вакуумного насоса,

11 И . В . К о т л я р

161

связано с уменьшением количества отсасываемого газа, так как после вспомогательной турбины в камеру ТЗХ поступает переох­ лажденный воздух, что уменьшает необходимое его количество для

обеспечения расчетной температуры в камере ТЗХ.

Недостатком

данной системы отсоса является

усложнение

установки.

28.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

ПЕРЕХОДНЫХ

РЕЖИМОВ

СУДОВЫХ

ГТУ

С

ТУРБИНОЙ ЗАДНЕГО

ХОДА ПРИ

РЕВЕРСЕ

 

 

Большой практический интерес представляет анализ изменения основных параметров различных схем судовых ГТУ с ТЗХ в период реверса, позволяющий предупредить превышение допустимых зна­ чений этих параметров.

Время перехода ГТУ с ТЗХ от режима переднего к режиму зад­ него хода можно разбить на ряд фаз: переключение органов реверса; работа установки в режиме контргаза; работа установки в режиме контрвращения; работа установки в режиме заднего хода.

Проведенный анализ динамических характеристик различных схем судовых ГТУ показал, что в период осуществления реверса наблюдаются существенные изменения параметров работы установок, зависящие от типа схемы.

Ниже рассмотрены раздельно для каждой фазы реверса изменения параметров наиболее целесообразных для использования на судах

схем ГТУ

с ТЗХ (рис. VI.7) при реверсе с полного переднего хода

на полный

задний ход и постоянном расходе топлива. В схемах

с силовой ТНД без регенерации отклонения параметров ГТУ от исходных значений при реверсе с помощью ТЗХ незначительны и определяются только изменяющейся во времени пропускной способ­ ностью силовой турбины. Поэтому основное внимание уделяется реверсивным характеристикам судовых ГТУ с регенерацией, вы­

полненных

по схемам 1Н-Р, 2/Н-ОР с силовой ТНД, и 2/С-ОР,

2/С-ОПР,

2/С-О с силовой ТСД.

Переключение органов реверса

Этот период характеризуется закрытием маневрового клапана турбины переднего хода и открытием клапана ТЗХ. Продолжитель­ ность переключения органов реверса зависит от конструкции ма­ невровых клапанов, типа системы управления и составляет вели­ чину порядка 10 сек.

При промежуточном открытии клапанов перед ТПХ и ТЗХ тем­ пература газа за силовыми турбинами равна температуре смешения двух потоков за этими турбинами. Температура газа за силовыми турбинами ПХ и ЗХ в конце данного периода равна температуре за турбиной заднего хода, которая вращается кромками лопаток вперед. Температура газа за ТЗХ, работающей в вентиляционном режиме, может быть принята равной температуре газа перед нею, потому что нагрев газа теплом вентиляционных потерь незначи­ телен вследствие большого расхода газа.

Таким образом, период перекладки органов реверса характери­ зуется повышением температуры газа за силовыми турбинами от значения температуры за ТПХ на режиме ПХ до значения темпера­ туры газа перед силовой турбиной на переходном режиме, соответ­ ствующем концу данной фазы. Температура воздуха за регенерато­ ром может быть принята постоянной и равной ее значению на ре­ жиме ПХ вследствие большой тепловой инерционности регенератора и кратковременности этой фазы [56, 79].

Органы реверса могут быть переключены при уменьшении сум­ марной пропускной способности силовых турбин, сохранении по­ стоянной этой величины и при увеличении ее по сравнению с про­ пускной способностью ТПХ на режиме ПХ.

Уменьшение пропускной способности силовых турбин недопу­ стимо, так как компрессоры переходят в область неустойчивой

работы вследствие уменьшения их производительности.

 

При сохранении постоянной

суммарной

пропускной способ­

ности силовых турбин поведение

различных

схем судовых

ГТУ

в течение исследуемого периода различно. В схемах с силовой

ТНД

как с регенерацией, так и без нее, режим работы турбокомпрессорных групп практически остается неизменным. В схемах с сило­ вой ТСД вследствие повышения температуры газа перед ТНД число оборотов турбокомпрессорного вала низкого давления увеличи­ вается. Режим ГТУ, соответствующий концу исследуемого переход­ ного периода, является промежуточным между исходным режимом и режимом работы ГТУ в фазе контргаза, но ближе к последнему.

Поскольку уменьшение пропускной способности силовой тур­ бины в период перекладки органов реверса приводит к неустойчи­ вой работе компрессоров, следует обеспечить несколько завышен­ ную расчетную ее величину. Это исключает вероятность появления заниженной пропускной способности.

При увеличении суммарной пропускной способности силовых турбин давление перед ними падает. Это приводит к перераспреде­ лению степени расширения силовых и компрессорных турбин: степень расширения компрессорных турбин увеличивается, а сило­ вых — уменьшается. Повышение степени расширения компрессор­ ных турбин приводит к увеличению их числа оборотов и изменению всех параметров ГТУ. Очевидно, что все параметры установки в пе­ риод данной фазы реверса при описанном выше законе открытия маневровых клапанов максимально изменятся на установившемся режиме работы установки, который вследствие кратковременности данной фазы и монотонности изменения температуры за силовой тур­ биной может быть не достигнут. Поэтому был проведен расчет уста­ новившегося режима для схем 1Н-Р, 2/Н-ОР и 2/С-ОР при завышен­ ной на 10% суммарной пропускной способности силовых турбин.

Результаты

расчета сведены в

табл. VI.З,

VI.4, VI.5.

Из таблиц видно, что в схеме

1Н-Р в период переключения орга­

нов реверса

температура газа

перед _ТВД

несколько снижается,

число оборотов компрессорного вала увеличивается на 3%, а расход

И*

163'

Параметры

схемы

1Н-Р на различных

режимах при

реверсе

Т а б л и ц а

VI.З

 

 

 

 

 

 

 

Н о м и ­

П е р е к л ю ­

Р е ж и м

Р е ж и м

 

 

 

О б о з н а ­

нальный

ч е н и е

О п р е д е л я е м а я в е л и ч и н а

к о н т р ­

ч е н и е

р е ж и м

о р г а н о в

 

З Х

 

 

 

г а з а

 

 

 

 

 

П Х

р е в е р с а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температура газа пе­

h

800

776

936

 

870

ред ТВД

в °С

 

 

 

 

 

 

 

Степень

сжатия

Є

5,0

5,2

6,0

 

5,6

Относительное

число

п

1,0

1,03

1,075

 

1,05

оборотов

компрессорно­

 

 

 

 

 

 

го вала

 

 

 

 

 

 

 

 

Относительный

расход

7}

1,0

1,065

1,14

 

1,09

газа

 

 

 

 

 

 

 

 

Степень расширения ТВД

Степень расширения Т Н Д

етвд

етнд

2,35

2,5

2,42

2,38

2,13

2,08

2,48

2,31

Температура воздуха

h .

403

403

588

500

за регенератором в °С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

VI.А

Параметры схемы 2/Н-ОР на различных режимах при реверсе

 

Н о м и ­

П е р вклю ­

О п р е д е л я е м а я величина О б о з н а ч е н и е

нальный

ч е н и е

р е ж и м

о р г а н о в

 

П Х

р е в е р с а

Р е ж и м

Р е ж и м

к о н т р ­

З Х

г а з а

 

Температура газа пе­

h

800

760

900

845

ред ТВД в °С

 

 

 

 

 

Общая степень сжатия Степень сжатия К Н Д

»» КВД

Относительное число оборотов вала К Н Д

&кнд

пкнд

9

9,7

11

10,2

3

3,24

3,3

3,19

3

2,97

3,35

3,18

1,0

1,06

1,09

1,05

Относительное

число

Пквд

1,0

1,01

1,04

1,02

оборотов

вала КВД

 

 

 

 

 

Относительный

расход

G

1,0

1,11

1,17

1,11

газа

 

 

 

 

 

 

 

Степень

расширения

ет$д

1,73

1,75

1,73

1,73

ТВД

 

 

 

 

 

 

 

Степень расширения ТСД

Степень расширения Т Н Д

етсд

етнд

1,85

2,0

1,88

1,845

2,81

2,78

3,38

3,15

Температура воздуха

h

325

325

495

408

за регенератором в °С

 

 

 

 

 

Параметры схемы 2/С-ОР

на различных режимах при реверсе

Т а б л и ц а

VI . 5

 

 

 

 

 

Н о м и ­

П е р е к л ю ­

Р е ж и м

Р е ж и м

 

 

нальный

ч е н и е

О п р е д е л я е м а я в е л и ч и н а

О б о з н а ч е н и е

к о н т р ­

р е ж и м

о р г а н о в

 

З Х

 

 

П Х

р е в е р с а

г а з а

 

 

Температура газа пе­

h

800

695

700

 

760

ред Т В Д в °С

 

 

 

 

 

 

Общая степень сжатия Степень сжатия К Н Д

»» КВД

Относительное число оборотов вала К Н Д

^общ

екнд

&квд

Пкнд

9

10,5

И

10,5 "

3

3,56

4,0

3,65

3

2,96

2,75

2,89

1,0

1,13

1,17

1,09

Относительное

число

 

1,0

1,01

0,95

0,975

оборотов вала КВД

 

 

 

 

 

Относительный

расход

~G

1,0

1,23

1,29

1,16

газа

 

 

 

 

 

 

Степень

расширения

Т В Д

 

Степень

расширения

ТСД

 

етвд

етсд

1,73

1,83

1,73

1,73

2,44

2,29

2,52

2,52

Степень

расширения

етнд

2,13

2,5

2,52

2,38

Т Н Д

 

 

 

 

 

 

 

 

Температура

воздуха

h

325

325

347

350

за регенератором в °С

 

 

 

 

 

газа — на

6,5%.

В схеме 2/Н-ОР

на рассматриваемой фазе

реверса

температура

газа

перед

ТВД снижается

более

существенно, чем

в схеме 1Н-Р, число оборотов компрессорного вала низкого давле­

ния

увеличивается на 6%,

а расход газа — на 11%.

 

В схеме 2/С-ОР на исследуемом

режиме работы температура газа

перед

ТВД снижается

на

105° С,

число

оборотов

компрессорного

вала

низкого давления

увеличивается на

13%, а

расход газа —

на

23%.

 

 

 

 

 

Таким образом, при переключении органов реверса ГТУ с по­ вышенной пропускной способностью силовых турбин изменения па­ раметров регенеративных схем с силовой ТНД (1Н-Р, 2/Н-ОР) сравнительно невелики и не превышают допустимых значений.

В схеме 2/С-ОР имеют место недопустимый заброс оборотов ком­ прессорного вала низкого давления и значительное увеличение рас­ хода газа, что может быть недопустимо с точки зрения прочности лопаток турбины. Следует учесть, что принятое в расчете увеличе­ ние пропускной способности силовой турбины является несколько завышенным по сравнению с величиной, гарантирующей устойчи­ вую работу компрессоров.

Работа ТЗХ в режиме контргаза

После переключения органов реверса ТЗХ некоторое время вра­

щается кромками лопаток в п е р е д — в режиме контргаза.

Время

работы ТЗХ в этом режиме определяется ее характеристиками,

инер­

ционностью силового вала и, как правило, является достаточным для установления новых параметров ГТУ. В работе [56] представлены таблицы реверсивных характеристик судов типа «Маринер», из

которых

видно, что время остановки силового вала

в зависимости

от условий реверсирования колеблется от 25 сек до

1 мин.

При ра­

боте ГТУ

в режиме контргаза температура газа за

ТЗХ

приблизи­

тельно равна температуре газа перед ней. Температура воздуха за регенератором соответственно повышается. Из рассмотренных та­

блиц

видно, что

в схеме 1Н-Р

на

режиме

контргаза

температура

газа

перед ТВД

повышается на 135° С, число

оборотов

компрессор­

ного

вала увеличивается на

7,5%,

 

а расход газа — на

14%.

В схеме 2/Н-ОР на установившемся режиме контргаза

температура

газа перед ТВД повышается на 100° С,

число оборотов вала

компрес­

сора

низкого давления увеличивается

на 9%

и расход газа

на 17%.

В

схеме 2/С-ОР на режиме контргаза температура газа перед

ТВД

понижается

на 100° С,

число

оборотов

вала

компрессора низ­

кого

давления увеличивается

на

17%

и расход

газа — на

29%.

Таким образом, при работе регенеративной ГТУ с силовой ТНД в режиме контргаза возникает опасность кратковременного резкого увеличения температуры газа перед ТВД. Число оборотов компрес­ сорных валов изменяется в допустимых пределах. Избежать увели­ чения температуры можно, уменьшив расход топлива. Необходимо обратить внимание на то, что увеличение на данном режиме расхода газа в схемах с силовой ТНД сопровождается повышением его тем­ пературы.

В схемах с силовой ТСД число оборотов компрессорного вала низкого давления увеличивается до недопустимого значения. Зна­ чительное увеличение расхода газа в какой-то мере компенсируется снижением его температуры. Для уменьшения заброса оборотов в схемах данного типа также необходимо уменьшить расход топлива.

Работа установки в режимах контрвращения и заднего хода

Режим контрвращения характеризуется вращением турбины на ЗХ при движении судна по инерции вперед.

Эти режимы отличаются более низкой (по сравнению с рассмо­ тренной выше фазой) температурой газа за силовой турбиной, опре­ деляемой к. п. д. ТЗХ, и являются промежуточными между номи­ нальным режимом ПХ и работой схемы в режиме контргаза, ближе к последнему (см. табл. VI.З, VI.4, VI.5).

Однако при оценке допустимости изменения температуры и дру­ гих параметров по сравнению с номинальным режимом ПХ следует учесть, что режим заднего хода в отличие от режима контргаза может оказаться довольно длительным.

166

Влияние регенератора и промежуточного подогрева газов на реверсивные характеристики ГТУ

Для оценки влияния регенератора были рассчитаны на режиме контргаза параметры схемы 2/С-О, отличающейся от схемы 2/С-ОР отсутствием регенератора. Увеличение числа оборотов компрессор­ ного вала низкого давления составило 11%, что на 6% меньше, чем

всхеме 2/С-ОР. Отсюда можно заключить, что наличие регенератора

всхемах с силовой ТСД увеличивает заброс оборотов компрессор­

ных валов при реверсе с помощью

ТЗХ. Температура перед

ТВД

в схеме 2/С-О понижается на 120° С,

а расход увеличивается на

20%.

Для оценки влияния промежуточного подогрева был проведен сравнительный анализ схем 2/С-ОР и 2/С-ОПР. Вторая схема от­ личается от первой наличием промежуточного подогрева газа. Очевидно, что схема 2/С-ОПР вследствие большей величины пере­

пада

в силовой

турбине

характеризуется

на

режимах

контргаза,

контрвращения

и ЗХ значительным повышением температуры газа

за

силовой

турбиной и,

следовательно,

большим увеличением

числа

оборотов

компрессорных валов.

 

 

 

 

29. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ТРАНСПОРТНЫХ ГТУ

 

ПРИ

РЕВЕРСЕ

С ПОМОЩЬЮ

РЕВЕРСИВНЫХ

ПЕРЕДАЧ

 

Реверсивные

механические

передачи

 

 

 

 

Реверсивно-редукционные передачи

(РРП)

получили

наиболь­

шее распространение для колесных транспортных установок (легко­ вые и грузовые автомобили, автобусы, газотурбовозы и др.). Они получили широкое распространение и в судовых установках.

Положительными качествами РРП являются высокий к. п. д. порядка 0,96—0,98, простота конструкции и относительно неболь­ шая стоимость.

Прежде чем рассмотреть основные требования, предъявляемые к РРП, и некоторые характерные кинематические схемы, остано­ вимся на выборе рациональной схемы ГТУ для приведения в движе­ ние дорожных транспортных средств.

Простой одновальный газотурбинный двигатель (ГТД), как и любая блокированная установка, непригоден для транспортных средств с обычной механической передачей на колеса. Это объяс­ няется тем, что изменение в широких пределах числа оборотов си­ лового вала в зависимости от сопротивления пути невозможно. При заданном расходе топлива небольшие изменения оборотов размещенного на силовом валу компрессора приводят к резким коле­ баниям параметров рабочего тела.

Для приведения в движение колесных транспортных средств сравнительно небольшой мощности с механической передачей одним из наиболее рациональных является двухвальный ГТД с независимой силовой ТНД, который имеет приемлемую зависимость крутящего

момента от числа оборотов. Этот двигатель с теплообменником и ре­ гулируемыми сопловыми аппаратами турбин является достаточно экономичным и может быть принят в качестве стандартного автомо­ бильного двигателя (за исключением случаев весьма больших мощ­ ностей). Однако у него крутящий момент при заторможенном выход­ ном вале только в 2—2,5 раза больше крутящего момента в расчетной точке, что явно недостаточно для легковых и грузовых автомобилей,

у которых это отношение должно находиться в пределах

примерно

от 4 до 8. Поэтому РРП в сочетании с ГТД служат как для

обеспече-

11

 

 

 

 

 

От двигателя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. VI.9. Кинематическая

схема

 

коробки

передач:

 

/ — в е д у щ а я

(от д в и г а т е л я )

шестерня

конической пары; 2

в е д у щ а я

ш е с т е р н я ;

3 — пер ­

вичный вал;-*

д в у х д и с к о в ы й ф р и к ц и о н в к л ю ч е н и я п р я м о й передачи; 5 — в е д у щ а я

ш е с т е р н я

п о н и ж а ю щ е й

передачи; 6 — ведомая шестерня п о н и ж а ю щ е й

передачи; 7 — в е д у щ а я

шестерня

з а д н е г о х о д а ;

8

п р о м е ж у т о ч н ы й

вал;

9

— п а р а з и т н а я

шестерня

з а д н е г о хода; 10

— ведо ­

мая ш е с т е р н я

з а д н е г о хода;

/ / —

муфта

в к л ю ч е н и я

передачи

з а д н е г о

х о д а и п о н и ж а ю щ е й

передачи; 12

в е д у щ а я ш е с т е р н я

п о н и ж а ю щ е й

передачи;

13

— ведомая ш е с т е р н я

п о н и ж а ­

ю щ е й передачи

с муфтой

с в о б о д н о г о

 

х о д а ;

14

ц е н т р а л ь н ы й

вал

к о р о б к и

передач;

 

 

 

15

— муфта с в о б о д н о г о

хода

 

 

 

 

ния реверса, так и для повышения крутящего момента при низких числах оборотов выходного вала и трогании с места.

На рис. VI.9 представлена кинематическая схема коробки пере­ дач к газотурбинному автобусу ЗИЛ-127 с двигателем «Турбо- НАМИ-053» [36]. Особенностью коробки передач является отсутствие разрыва мощности при переключении передач, т. е. вал тяговой тур­ бины всегда находится под нагрузкой. Коробка передач имеет одну понижающую передачу с передаточным числом г„. „ = 3,27, одну пря­ мую передачу ід = 1,15 и передачу заднего хода і3_х = 2,75. Пере­ даточное число конической пары іу 1,15.

При включении прямой передани момент передается от двигателя через ведущие угловые шестерни 1 и 2, трубчатый вал 3, дисковое сцепление 4 на вторичный вал 14 коробки передач и на карданный вал.

При включении понижающей передачи дисковое сцепление 4 выключается и момент передается через шестерни 5 и 6 на промежу-

точный вал 8 и далее через шлицевую муфту этого вала И на ше­ стерню понижающей передачи 12, шестерню 13 муфты свободного хода 15 и на выходной центральный вал 14 (муфта 15 заклинивается и вступает в работу только при разомкнутом сцеплении 4).

При включении заднего хода шлицевая муфта 11 промежуточного вала 8 передвигается в положение зацепления с шестерней заднего хода 7 и момент от этой шестерни через паразитную шестерню 9 передается на шестерню заднего хода 10 выходного вала коробки

передач.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Интерес представляет ГТД с двух-

 

 

 

 

каскадным компрессором

[107], в ко­

 

 

 

 

тором

компоненты

механически

свя­

 

 

 

 

заны

через

дифференциальную

пере­

 

 

 

 

дачу

(рис. V I . 10). Здесь

компрессор

 

 

 

 

низкого давления

установлен

на

од­

 

 

 

 

ном валу, а компрессор высокого

 

 

 

 

давления

 

и турбина — на

втором.

 

 

 

 

Два вала соединены

через дифферен­

 

 

 

 

циальную

передачу,

которая

приво­

 

 

 

 

дит во вращение и выходной вал.

 

 

 

 

Дифференциальная

передача

по­

 

 

 

 

зволила

осуществить

удовлетвори­

 

 

 

 

тельную

зависимость

крутящего

мо­

 

 

 

 

мента

от

 

оборотов,

что

 

позволяет

Рис. V I . 10. Схема ГТД

с

двухкас-

применить

коробку

передач

только

кадным компрессором

и

дифферен­

для реверса. Как

показано

в

[107],

циальной передачей:

/ — К Н Д ; 2 — К В Д ;

3 — т у р б и н а ;

ГТД,

выполненный

по

этой

схеме,

4 — камера сгорания; 5

т е п л о о б м е н ­

достаточно экономичен

на

частичных

ник; 6 — д и ф ф е р е н ц и а л ь н а я

п е р е д а ч а

нагрузках,

имеет

улучшенную

при­

 

 

 

 

емистость и повышенные тормозные возможности. Здесь предусмо­ трено торможение двигателем при реверсе. При этом стопорится вал компрессора низкого давления, что приводит к увеличению переда­ точного отношения между валом турбины и выходным валом и повышает эффективность торможения двигателем.

Для передачи больших мощностей целесообразно применение ре­ версивных планетарных передач, которые характеризуются умерен­ ными размерами и лучшими эксплуатационными характеристиками.

Характер протекания переходных процессов ГТУ при реверсе с помощью РРП определяется способом осуществления этого режима.

Если реверс производится отключением передачи переднего хода и включением передачи заднего хода, т. е. при торможении двига­ телем, переходный процесс ГТУ по характеру изменения параметров аналогичен реверсу с помощью ТЗХ. Вначале произойдет торможе­ ние комплекса силовая турбина — ведущая часть передачи, а затем турбина начнет работать в режиме контргаза (вращаться кромками лопаток вперед). Для предотвращения динамического удара при реверсе в таких РРП обязательно предусматриваются компенсирую­ щие устройства (гидромуфты и пр.).

Время работы ГТД в режиме

контргаза определяется временем

торможения экипажа до останова,

т. е. в основном инерционностью

всего экипажа и тормозящими эффектами ГТД и тормозов.

 

У судовых ГТУ длительность этого режима определяется инер­

ционностью комплексов силовая

турбина — ведущая

часть

редук­

тора и ведомая часть редуктора — винт, а также моментной

харак­

теристикой силовой турбины. Так, при увеличении

инерционности

первого из названных комплексов и уменьшении второго длитель­ ность режима контргаза уменьшается.

В течение режима контргаза аналогично реверсу с помощью ТЗХ в зависимости от схемы ГТУ имеют место те или иные отклонения параметров от исходных значений (п. 28). После полной остановки экипажа и силовой турбины начинается разгон ГТД и движение в направлении заднего хода. Для судовых ГТУ существует проме­ жуточная фаза контрвращения (работа силовой установки на зад­ ний ход при движении судна вперед). Особое внимание следует уде­ лить одновременности выключения и включения соответственно передач переднего и заднего ходов, поскольку резкое уменьшение нагружающего момента может привести к разгону силовой турбины.

Если реверс осуществляется отключением передачи переднего хода, полным торможением ведомого комплекса и затем включением передачи заднего хода, для ГТУ переходный процесс сводится лишь

к ее останову, а затем

разгону синхронно с движением экипажа.

Эти процессы подробно

рассмотрены в предыдущих главах.

В современных ГТД колесного транспорта торможение часто ус­ коряется с помощью поворотных сопел, которые могут обеспечить тормозной момент до 60% от номинального. В некоторых ГТД осуществляется торможение компрессором, который специальной муфтой соединяют по оборотам с силовой турбиной.

В заключение следует отметить высокие требования к точности изготовления и монтажа РРП, определяющие надежность данной передачи.

Реверсивные гидравлические и гидрофрикционные передачи

Реверсивные гидравлические передачи (ГП) позволяют осуще­ ствить реверс путем поворота направляющих лопаток в гидротранс­ форматоре, который в этом случае называется реверсивным.

В реверсивных гидрофрикционных передачах (ГФП) для осуще­ ствления заднего хода используется гидротрансформатор (не ре­ версивный), а для осуществления переднего хода —• фрикционная муфта иногда в сочетании с гидромуфтой (улучшается работа уста­ новки при маневрировании).

Основными достоинствами гидравлических и гидрофрикционных передач являются: относительная компактность; быстрый реверс вследствие благоприятной внешней характеристики; достаточно вы­ сокая мощность заднего хода, достигающая 70—80% от мощности полного переднего хода; эластичность передач,

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ