Метрология / Том 2. Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок / 6-4-Osnovnyje_elementy_KS

чая часть свечи имеет центральный 1 и боковой 2 электроды, между которыми расположен изолятор 3 с полупроводниковым покрытием. Корпус 4 све- чи имеет шестигранник 5 и две резьбы: одну для крепления защитного кожуха 6, вторую – для подсоединения высоковольтного провода. Свеча зажигания вворачивается своей резьбовой частью в кожух и с помощью фланца 7 крепится на наружном корпусе КС.

Торец свечи зажигания располагается непосредственно в жаровой трубе таким образом, чтобы искровой разряд попадал в зону обратных токов с относительно малыми скоростями движения воздушного потока. Расположение свечи в КС имеет определяющее влияние как на характеристики воспламенения, так и на срок службы свечи.

Электрический разряд происходит по поверхности полупроводникового покрытия свечи. Полупроводниковый материал облегчает ионизацию воздуха в межэлектродном промежутке - разрядной полости 8 и обеспечивает пробой промежутка искровым разрядом при использовании относительно низкого напряжения. Искровой разряд свечи зажигания преобразует электрическую энергию в тепловую, которая воспламеняет ТВС сначала в зоне обратных токов, а затем процесс воспламенения распространяется и на зону прямых токов. Горение ТВС в зоне прямых токов постоянно поддерживается очагом пламени в зоне обратных токов.

Пусковые характеристики и показатели долговечности систем зажигания во многом зависят от защитного кожуха. Защитный кожухпредохраняет свечу от перегрева, а также служит для подвода к свече охлаждающего воздуха.

Кожух свечи зажигания должен удовлетворять следующим основным требованиям:

-не препятствовать выбросу плазмы из свечи зажигания;

-подводить оптимальное количество воздуха для охлаждения свечи;

-иметь высокую термостойкость.

Кроме того, конструкция защитного кожуха должна обеспечить простоту сборки и разборки со све- чей, простоту установки свечи на двигатель и снятия с двигателя.

Защитный кожух 6 представляет собой втулку, с одной стороны которой приваривается фланец 7 для крепления кожуха на корпусе КС, а с другой стороны - донышко с отражателем 9. Со стороны фланца в кожухе нарезана внутренняя резьба для крепления свечи зажигания. В центре донышка и отражателя просверлено отверстие для выброса плазмы. В боковой стенке кожуха вырезано отверстие (окно) 10 для подвода охлаждающего воздуха

êсвече зажигания. Для сброса охлаждающего воздуха выполнены отверстия в донышке кожуха.

Высоковольтные провода передают энергию высокого напряжения к свечам зажигания. Высоковольтные провода экранированы и оборудованы концевыми контактными устройствами как со стороны подключения к свечам, так и со стороны подключения к агрегату зажигания. Контактные устройства обеспечивают электрический контакт в высоковольтных цепях системы зажигания. Низковольтные провода подводят питание к агрегату зажигания.

Функциональная схема системы зажигания представлена на Рис. 6.58. Система зажигания работает следующим образом. При подключении агрегата зажигания к источнику питания напряжение питания через помехоподавляющий фильтр подается на транзисторный преобразователь, преобразующий напряжение питания в высокое напряжение. Накопительный конденсатор 400…3500 раз в секунду подключается к транзисторному преобразователю, снимая каждый раз некоторую порцию электрического заряда. Одновременно с накопительным конденсатором заряжается конденсатор активизатора. При достижении на конденсаторе активизатора напряжения, равного пробивному напряжению разрядника, разрядник пробивается. Высоковольтный импульс напряжения разрядника способствует первоначальной ионизации разрядного промежутка свечи и, складываясь с напряжением накопительного конденсатора, прикладывается

êсвече. Образующиеся на свече электрические разряды используются для воспламенения ТВС.

Системы зажигания некоторых ГТД имеют в своем составе пусковые воспламенители (см. Рис. 6.59). Пусковой воспламенитель состоит из свечи 1 зажигания, форсунки 2 и камеры 3 сгорания, собранных в одном корпусе. Распыленное форсункой топливо смешивается в камере сгорания воспламенителя с воздухом, полученная ТВС поджигается от свечи зажигания. Образованный пусковым воспламенителем факел пламени направляется в КС двигателя. Эффективность работы воспламенителя зависит от места его расположения на КС, а также от температуры и глубины проникновения факела внутрь жаровой трубы. Пусковой воспламенитель устанавливается таким образом, чтобы его факел попадал в область жаровой трубы, где концентрация топлива достаточно высокая, а скорость слоя сносящего потока воздуха наименьшие.

Âнекоторых конструкциях воспламенителей для обеспечения надежного розжига ТВС на больших высотах в камере сгорания воспламенителя

вместо воздуха подается кислород. В других конструкциях предусмотрен подогрев воздуха, поступающего в воспламенитель.

Пусковые воспламенители надежно разжигают КС двигателя. Вместе с тем, доводка их конструкции требует достаточно больших затрат времени и средств.

Изготовлением систем зажигания занимаются как российские (ФГУП УНПП «МОЛНИЯ»), так и зарубежные фирмы: «UNISON INDASTRIES» (США), «SMIYS INDASTRIES» (Англия), «LUKAS AEROSPSE» (Англия), «CHAMPION» (США), «SIMMONDS PRECISION» (США), «SLAUBURN» (США), «EYQUEM» (Франция) и другие.

Для разработчика ГТД системы зажигания относятся к покупным изделиям, поэтому при проектировании КС важно правильно выбрать необходимый комплект системы зажигания.

При выборе системы зажигания соблюдают, как правило, следующие порядок и объем работ [6.20]:

-формирование технических требований к системе зажигания двигателя на основании анализа ожидаемых условий эксплуатации;

-выбор комплекта системы зажигания на основании данных о мощности двигателя, условиях эксплуатации, справочных и информационных материалов, необходимых для выбора поэлементной комплектовки (агрегата зажигания, свечей, проводов, контактных устройств).

Рисунок 6.59 - Воспламенитель 1 – свеча зажигания; 2 – форсунка;

3 – камера сгорания

Окончательное решение по выбору системы зажигания принимается по результатам летных испытаний двигателя с запусками в согласованной области полета.