Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени академика С. П. КОРОЛЕВА
Кафедра «КОНСТРУКЦИИ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ»
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Конструкция
масляных систем авиационных двигателей.
ТРЯНОВ А.Е.
Утверждено Редакционно-издательским Советом университета
в качестве учебного пособия
Самара 2007 г.
УДК.621.45.00.11.030; 629.7.036.3
Инновационная образовательная программа "Развитие центра компетенции и подготовка специалистов мирового уровня в области аэрокосмических и геоинформационных технологий”
Рецензенты: Заместитель Генерального конструктора
ОАО «СНТК им. Н.Д.Кузнецова » С.М. Игначков;
докт. техн. наук, проф. Д.К. Новиков.
Конструкция масляных систем авиационных двигателей: учеб. пособие
/ А.Е.Трянов, Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2007.–с.81: ил.48 , табл.9 (в том числе 4 в приложении), 24 библ. назв.
ISBN
В данном учебном пособии произведена систематизация существующей информации по осуществлению циркуляции масла в масляных системах отечественных и зарубежных ГТД. Освещен вопрос взаимодействия масляной системы с системой суфлирования масляных полостей двигателя. Сформулированы основные положения, которыми руководствуются в конструкторских бюро при выборе рациональной схемы масляной системы.
Проведен анализ схемно-конструктивных особенностей агрегатов и элементов, входящих в состав масляных систем; описаны принципы их проектирования. Выделены основные параметры масляных систем, описаны методы их контроля.
Приведена сводка сортов масел, используемых в современных отечественных авиационных ГТД. Описаны методы контроля состояния масла в процессе эксплуатации двигателя. В приложении в качестве справочного материала содержатся данные по теплофизическим свойствам применяемых авиационных масел.
Оглавление
стр
Введение 4
1. Назначение масляной системы авиационного ГТД 5
2. Основные требования, предъявляемые к масляным системам 6
Состав агрегатов масляных систем 7
Взаимосвязь масляной системы с системой суфлирования
масляных полостей двигателя 8
Принципиальные схемы масляных систем 9
Основные параметры масляной системы 15
7. Принципы осуществления циркуляции масла
в масляных системах ГТД 18
8. Маслобаки 20
9. Насосы 22
Фильтры 37
11. Центрифуги 46
12. Теплообменники 55
13. Трубопроводы 65
14. Контроль параметров масляной системы и состояния масла 68
15. Сведения о маслах, используемых в авиационных ГТД 72
Заключение 75
Список литературы 76
Приложение А 77
Введение
В авиационном двигателестроении более чем за полувековую историю накоплен большой опыт в разработке различных конструкций газотурбинных двигателей (ГТД). Многообразие типов созданных двигателей характерно тем, что каждый разработчик ГТД имеет собственные традиционные подходы к их проектированию, внося в конструкцию узлов и в системы двигателей свои отличительные особенности. Это касается как отечественных, так и зарубежных опытно-конструкторских бюро. В связи с существованием многих школ создания ГТД в каждой из них накоплен свой опыт проектирования, доводки и эксплуатации двигателей, который, как правило, имеет весьма ограниченную открытую публикацию.
Современные учебники по конструкциям авиационных ГТД, цель которых дать будущим специалистам комплекс знаний в области проектирования, не в состоянии достаточно полно отразить имеющуюся у специалистов ОКБ информацию как по отдельным узлам, так и системам двигателей. В частности, по масляным системам авиационных ГТД основные особенности их проектирования, доводки и эксплуатации до настоящего времени в учебно-методической литературе недостаточно освещены. Выбор принципиальной схемы масляной системы, а также рациональной конструкции входящих в её состав агрегатов является важной задачей, так как данная система оказывает весьма существенное влияние на надёжность, эффективность двигателя и его эксплуатационную технологичность.
Следует отметить, что до настоящего времени не разработано достоверных расчётных методик, относящихся к масляной системы двигателя. В связи с этим при проектировании и доводке масляных систем авиационных ГТД доминируют эмпирические методы.
Сложно создать математическую модель масляной системы, в которую должны быть включены три модуля: гидравлический, тепловой и механический. Так, например, при попытке разработать гидравлический модуль необходимо предусмотреть возможность обеспечения дифференцированного распределения масла между потребителями ( в соответствии с уровнем тепловыделения в них), причём с учётом того, что кинематическая вязкость масла в широком диапазоне его рабочей температуры может изменяться на три порядка. Но задача разработки указанного модуля ещё более усложняется, тем, что в магистралях откачки масла движется двухфазная масловоздушная смесь, а для проведения соответствующих гидравлических расчётов необходимы данные по теплофизическим свойствам масловоздушных смесей, а они отсутствуют в справочной литературе.
В данном пособии рассмотрены вопросы, относящиеся к осуществлению циркуляции масла и его кондиционирования в авиационном ГТД. Проведен анализ основных особенностей конструирования агрегатов масляной системы. Особое внимание уделено такому важному агрегату как центрифуга, выбору оптимальных её геометрических размеров. Освещён вопрос использования различных типов шестерённых насосов; осуществляющих подачу масла в двигатель и его откачку; показаны их конструктивные особенности и факторы, определяющие производительность насосов. Значительное внимание уделено выбору способов охлаждения масла в циркуляционном контуре масляной системы.
Составлена сводка отечественных масел, используемых в авиационных ГТД, а в приложении приведены табличные данные их физико-химических свойств.
Автор выражает благодарность инженеру Ремпель А.П. за оказанную техническую помощь при оформлении данного учебного пособия.