Быстрый прогрев масла при запуске двигателя (в течение регламентированного времени до выхода на максимальный режим);

Запас масла в маслобаке, достаточный и для возвращения самолета в обратный рейс;

Отсутствие возможности перетекания масла из маслобака в двигатель при длительной стоянке;

Возможность полного слива масла из двигателя (например, в случае необходимости замены масла).

При этом агрегаты масляной системы должны иметь минимально возможную массу и должны быть компактно размещены на двигателе.

Систематизированный комплекс обязательных требований, предъявляемых к масляным системам авиационных ГТД, приведен в отраслевом стандарте на разработку таких систем . В нём содержатся следующие основные требования, относящиеся к:

Функциональному назначению, принципиальной схеме и компоновке системы,

Выбору сорта масла, обеспечивающего работоспособность двигателя,

Запасу масла в маслобаке, величине прокачки масла через узлы двигателя , ограничению допустимой величины безвозвратных потерь масла,

Тепловому состоянию масла, включающему ограничение допустимой величины теплоотдачи от двигателя в масло и осуществление его эффективного охлаждения),

Чистоте внутренних полостей двигателя, омываемых маслом,

Обеспечению надёжности системы,

Системе суфлирования масляных полостей двигателя,

Контролепригодности состояния системы (уровня заявленных её параметров и сигнализации о достижении ими критического значения, степени загрязнения масляных фильтров, состояния смазываемых узлов трения, работоспособности подвижных уплотнений масляных полостей),

Удобству технического обслуживания системы и её агрегатов.

Кроме того, в указанном стандарте оговорены требования к основным видам испытаний масляной системы, которые должны быть проведены на опытном двигателе (до предъявления его на Государственные испытания) в стендовых условиях, на летающей лаборатории и при установке двигателя на самолёт.

«Я начал применять методы из этой программы и это спасло мою жизнь,когда же я сделал их моей привычкой –это изменило мою жизнь»

из книги Д.Аллена, отзыв клиента

Первую запись я решила посвятить основному подходу к управлению делами, который использую в своей жизни уже более года. Тому, что является для меня базисом в сфере личной продуктивности, тому, чем я руководствуюсь в своей жизни при решении проблем от ведения домашнего хозяйства до исполнения обязанностей руководящего работника. Это система GTD (аббревиатура GTD - от Getting Things Done ). Основа системы изложена в книге Дэвида Аллена «Как разобраться с делами».

Что привело меня к потребности использовать систему GTD? Я, как человек интересующийся темой управления, тайм-менежмента и планирования, изучила различные методы и инструменты организации рабочих процессов. Но все это были единичные методы, работающие сами по себе, но не дающие целостный подход к решению всего многообразия задач, возникающих в нашей жизни. Системность, сопровождение по пути возникновения задачи до ее решения – это отличительные признаки GTD. Следуя методике Дэвида Аллена, я научилась собирать воедино и обрабатывать любое многообразие информации, преобразовывать нужное в измеряемые результатом задачи и, главное, действовать!

Конечно, использование системы GTD не является панацеей «всеуспевания». Жизнь показывает, что главное для каждого из нас не выполнить максимум дел и задач за единицу времени, теряя при таком темпе здоровье, и потом, оглядываясь назад, понимать, что что-то важное в своей жизни вы упустили. Главным для нас является уверенность в том, что «чтобы вы не делали в данный момент, это именно то, что стоит делать». К достижению такой уверенности ведет полный контроль над всеми делами, задачами и проблемами вашей жизни. Система GTD наилучшим образом справляется с такой задачей.

Сегодня многие стремятся повысить личную эффективность, но далеко не все имеют возможность выделить достаточно много времени для изучения новых инструментов и методик продуктивности. Поэтому я предлагаю для первоначального знакомства с методикой GTD «сжатый» вариант известного труда Дэвида Аллена. Впоследствии внедрив данное пошаговое руководство в свою практику и получив первые результаты, вас наверняка посетит огромное желание прочитать книгу Дэвида Аллена и еще глубже постичь все тонкости системы GTD.

Главная цель методики – организовать конкретные действия. Достигается обозначенная цель за счет реализации двух основных принципов:

1. собрать все дела, которые необходимо сделать (сейчас, позже, когда-нибудь) в логичную систему, зафиксированную письменно (любым способом, но только не хранить информацию в голове);
2. заставить себя принять решение по поводу всех обозначенных дел., т.е обозначить и зафиксировать письменно конкретные действия, выполнение которых необходимо для решения того или иного дела.

Предлагаю краткое пошаговое руководство первоначальной настройки системы GTD. Состоит оно из 7 шагов: двух подготовительных и пяти основных.

Итак, если вы решаетесь «привести свои дела в порядок», предлагаю серию статей по внедрению системы GTD в свою жизнь…

При испытаниях определяются характеристики топливной системы и подтверждается работоспособность ее агрегатов в течение заданного времени, в том числе при отсутствии очистки топлива в топливном фильтре. Для этого в топливо добавляется определенное количество загрязняющих веществ. Проверяется также работоспособность агрегатов на топливе, насыщенном водой, во всем рабочем диапазоне расходов и давлений.

Для проверки возможности кавитационной эрозии деталей при испытаниях должны быть воспроизведены условия, способствующие ее возникновению, в частности производится насыщение топлива воздухом в соответствии с ожидаемыми условиями эксплуатации. Определение кавитационных характеристик агрегатов должно проводиться на «свежем» топливе, подаваемом из отдельного бака, чтобы газонасыщенность топлива не уменьшалась в процессе испытаний.

Весьма эффективными для выявления дефектов являются вибрационные испытания функционирующих агрегатов САУ (испытания на виброустойчивость). Воздействие синусоидальных вибраций выявляет до 30% дефектов, а случайных вибраций за небольшое время - более 80% дефектов. При испытании с воздействием вибраций по одной оси выявляется примерно 60%. .70% дефектов, по двум осям - 70%. .90%, а по трем - до 95%.

Полунатурные стенды с обратной связью позволяют проводить исследования характеристик САУ и отдельных ее агрегатов при работе в замкнутой схеме. Это обеспечивается сопряжением аппаратуры САУ с математической моделью ГТД, работающей в реальном времени. Основой стенда являются регулируемый по частоте вращения электропривод постоянного тока для насосов, регуляторов, датчиков и других приводных устройств и вычислительный комплекс с математической моделью двигателя, позволяющей воспроизводить его характеристики по всем регулируемым параметрам и управляющим органам. Работа стенда обеспечивается рядом технологических систем: топливной, воздушной (для высокого давления и вакуумной), масляной, водоснабжения, вентиляции, пожаротушения.

Сигналы, характеризующие изменение измеряемых в САУ параметров для регулирования и контроля, поступают из модели двига

теля на преобразователи-имитаторы датчиков, на выходе которых характеристики сигналов соответствуют получаемым с датчиков САУ. Эти сигналы подаются на входы агрегатов системы управления (электронных, гидромеханических, пневматических) и на блок управления электроприводами, служащими для имитации вращения валов двигателя. От вала одного из электродвигателей вращение передается в двигательную коробку приводов, а через нее - на приводные агрегаты САУ и топливной системы, установленные на стенде.

Регуляторы двигателя

Регуляторы двигателя на стенде, как и при работе на двигателе, взаимодействуют со всеми устройствами, входящими в САУ (преобразователями, насосами, приводами органов механизации проточной части двигателя), формируя управляющие воздействия на двигатель. Для ввода в математическую модель двигателя сигналов, характеризующих эти воздействия, на стенде имеются преобразователи, осуществляющие необходимое преобразование и нормирование регулирующих факторов.

Нагрузки на регулирующие органы двигателя имитируются с помощью системы силовой загрузки. Компенсацию динамических погрешностей стендовых преобразователей осуществляет заложенная в компьютер стенда программа обеспечения динамики стенда. В комплекс стендового оборудования входят устройства для задания внешних воздействий на аппаратуру САУ (вибростенд, термобарокамера). Анализ результатов испытаний, в том числе экспресс-анализ, обеспечивает автоматизированная система сбора и обработки информации.

Мощность силовых электроприводов стенда составляет 20. .600 кВт, точность поддержания частоты вращения на установившихся режимах 0,1%. .0,2%, диапазон устойчивого поддержания частоты вращения 10%. .110%, время изменения частоты вращения от 5% до 100% - 0,5. .0,8 с. Физическая частота вращения выходных валов приводов соответствует частоте вращения роторов двигателя, система управления которого испытывается на стенде.

В гидросистеме загрузки силовых органов управления используются плунжерные насосы регулируемой производительности (по числу загружаемых приводов), которые могут работать каждый отдельно и параллельно на одного потребителя. Рабочая жидкость в этой системе - самолетная гидросмесь с давлением ртах = 21 МПа и объемным расходом жидкости Q = 1. 8 л/с.

Необходимая точность воспроизведения характеристик двигателя с помощью стендовой математической модели составляет 1%. .3% на установившихся режимах работы и 5%. .7% - на переходных.

На стенде агрегаты САУ могут устанавливаться в двух вариантах: путем полного воспроизведения компоновки агрегатов на двигателе (для этого может использоваться двигатель-имитатор, привод валов которого осуществляется через редуктор от электроприводов стенда) или на отдельно установленной штатной коробке приводов.

Подобные стенды позволяют определять характеристики систем и агрегатов на установившихся и переходных режимах работы в замкнутой и разомкнутой схемах, проводить анализ располагаемых запасов устойчивости регулирования, выполнять отработку взаимодействия отдельных контуров и агрегатов, исследовать влияние возмущений и внешних факторов, работоспособность САУ при отказах.

ВВЕДЕНИЕ

Газотурбинные двигатели (ГТД) за шестьдесят лет своего развития стали основным типом двигателей для воздушных судов современной гражданской авиации. Газотурбинные двигатели - классический пример сложнейшего устройства, детали которого работают длительное время в условиях высоких температур и механических нагрузок. Высокоэффективная и надежная эксплуатация авиационных газотурбинных силовых установок современных воздушных судов невозможна без применения специальных систем автоматического управления (САУ). Крайне важно отслеживать рабочие параметры двигателя, управлять ими для обеспечения высокой надежности работы и длительного срока его эксплуатации. Следовательно, огромную роль играет выбор автоматической системы управления двигателем.

В настоящее время в мире широко используются воздушные суда, на которых устанавливаются двигатели V поколения, оборудованные новейшими системами автоматического управления типа FADEC (Full Authority Digital Electronic Control). На авиационных газотурбинных двигателях первых поколений устанавливались гидромеханические САУ.

Гидромеханические системы прошли долгий путь развития и совершенствования, начиная от простейших, основанных на управлении подачей топлива в камеру сгорания (КС) при помощи открытия/закрытия отсечного клапана (вентиля), до современных гидроэлектронных, в которых все основные функции регулирования производятся с помощью гидромеханических счётно-решающих устройств, и только для выполнения некоторых функций (ограничение температуры газа, частоты вращения ротора турбокомпрессора и др.) используются электронные регуляторы. Однако сейчас этого не достаточно. Для того, чтобы соответствовать высоким требованиям безопасности и экономичности полетов, необходимо создавать полностью электронные системы, в которых все функции регулирования выполняются средствами электронной техники, а исполнительные органы могут быть гидромеханическими или пневматическими. Такие САУ способны не просто контролировать большое число параметров двигателя, но и отслеживать их тенденции, управлять ими, тем самым, согласно установленным программам, задавать двигателю соответствующие режимы работы, взаимодействовать с системами самолета для достижения максимальной эффективности. Именно к таким системам относится САУ FADEC.

Серьезное изучение устройства и работы систем автоматического управления авиационных ГТД является необходимым условием правильности оценки технического состояния (диагностики) АС управления и их отдельных элементов, а также безопасной эксплуатации САУ авиационных газотурбинных силовых установок в целом.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ АВИАЦИОННЫМИ ГТД

Назначение систем автоматического управления

газотурбинный двигатель топливо управление

САУ предназначена для (рис. 1):

Управления запуском двигателя и его выключения;

Управления режимом работы двигателя;

Обеспечения устойчивой работы компрессора и камеры сгорания (КС) двигателя на установившихся и переходных режимах;

Предотвращения превышения параметров двигателя выше предельно допустимых;

Обеспечения информационного обмена с системами самолета;

Интегрированного управления двигателем в составе силовой установки самолета по командам из самолетной системы управления;

Обеспечения контроля исправности элементов САУ;

Оперативного контроля и диагностирования состояния двигателя (при объединенной САУ и системы контроля);

Подготовки и выдачи в систему регистрации информации о состоянии двигателя.

Обеспечение управлением запуска двигателя и его выключением. На запуске САУ выполняет следующие функции:

Управляет подачей топлива в КС, направляющим аппаратом (НА), перепусками воздуха;

Управляет пусковым устройством и агрегатами зажигания;

Защищает двигатель при помпаже, срывах в компрессоре и от перегрева турбины;

Защищает пусковое устройство от превышения предельной частоты вращения.

Рис. 1.

САУ обеспечивает выключение двигателя с любого режима работы по команде пилота или автоматически при достижении предельных параметров, кратковременное прекращение подачи топлива в основную КС при потере газодинамической устойчивости компрессора (ГДУ).

Управление режимом работы двигателя. Управление производится по командам пилота в соответствии с заданными программами управления. Управляющим воздействием является расход топлива в КС. При управлении поддерживается заданный параметр регулирования с учетом параметров воздуха на входе в двигатель и внутридвигательных параметров. В многосвязных системах управления также может управляться геометрия проточной части для реализации оптимального и адаптивного управления с целью обеспечения максимальной эффективности комплекса «СУ - летательный аппарат».

Обеспечение устойчивой работы компрессора, КС двигателя на установившихся и переходных режимах. Для устойчивой работы компрессора и КС осуществляется автоматическое программное управление подачей топлива в камеру сгорания на переходных режимах, управление клапанами перепуска воздуха из компрессора или за компрессором, управление углом установки поворотных лопаток ВНА и НА компрессора. Управление обеспечивает протекание линии рабочих режимов с достаточным запасом газодинамической устойчивости компрессора (вентилятора, подпорных ступеней, КНД и КВД). Для предотвращения превышения параметров при потере ГДУ компрессора применяется противопомпажная и противосрывная системы.

Предотвращение превышения параметров двигателя выше предельно допустимых. Под предельно допустимыми понимаются максимально возможные параметры двигателя, ограниченные по условиям выполнения дроссельных и высотно-скоростных характеристик. Длительная работа на режимах с предельно допустимыми параметрами не должна приводить к разрушению деталей двигателя. В зависимости от конструкции двигателя автоматически ограничиваются:

Предельно допустимая частота вращения роторов двигателя;

Предельно допустимое давление воздуха за компрессором;

Максимальная температура газа за турбиной;

Максимальная температура материала рабочих лопаток турбины;

Минимальный и максимальный расход топлива в КС;

Предельно допустимая частота вращения турбины пускового устройства.

В случае раскрутки турбины при обрыве ее вала производится автоматическое выключение двигателя с максимально возможным быстродействием клапана отсечки топлива в КС. Может быть применен электронный датчик, фиксирующий превышение пороговой частоты вращения, или механическое устройство, которое фиксирует взаимное окружное смещение валов компрессора и турбины и определяет момент обрыва вала для выключения подачи топлива. При этом управляющие устройства могут быть электронными, электромеханическими или механическими.

В конструкции САУ должны быть предусмотрены надсистемные средства защиты двигателя от разрушений при достижении предельных параметров в случае выхода из строя основных каналов управления САУ. Может быть предусмотрен отдельный агрегат, который при достижении предельного для надсистемного ограничения значения какого-либо из параметров с максимальным быстродействием выдает команду на отсечку топлива в КС .

Информационный обмен с системами самолета. Информационный обмен осуществляется по последовательным и параллельным каналам информационного обмена.

Выдача информации в контрольно-проверочную и регулировочную аппаратуру. Для определения исправного состояния электронной части САУ, поиска неисправностей, эксплуатационной регулировки электронных агрегатов в комплекте принадлежностей двигателя имеется специальный пульт контроля, проверки и регулировки. Пульт применяется при наземных работах, в некоторых системах устанавливается на борту самолета. Между САУ и пультом осуществляется информационный обмен по кодовым линиям связи через специально подсоединяемый кабель.

Интегрированное управление двигателем в составе СУ самолета по командам из самолетной системы управления. С целью получения максимальной эффективности работы двигателя и самолета в целом интегрируют управление двигателем и другими системами СУ. Системы управления интегрируют на базе бортовых цифровых вычислительных систем, объединенных в систему управления бортовым комплексом. Интегрированное управление осуществляется корректировкой программ управления двигателем от системы управления СУ, выдачей параметров двигателя для управления воздухозаборником (ВЗ). По сигналу от САУ ВЗ выдаются команды на установление элементов механизации двигателя в положение повышения запасов ГДУ компрессора. Для предотвращения срывов в управляемом ВЗ при изменении режима полета режим двигателя соответственно корректируется или фиксируется.

Контроль исправности элементов САУ. В электронной части САУ двигателя автоматически контролируется исправность элементов САУ. При отказе элементов САУ информация о неисправностях выдается в систему контроля СУ самолета. Выполняется реконфигурация программ управления и структуры электронной части САУ для сохранения ее работоспособности.

Оперативный контроль и диагностирование состояния двигателя. САУ, интегрированная с системой контроля выполняет дополнительно следующие функции:

Прием сигналов от датчиков и сигнализаторов двигателя и самолета, их фильтрацию, обработку и выдачу в бортовые системы индикации, регистрации и другие системы самолета, преобразование аналоговых и дискретных параметров;

Допусковый контроль измеренных параметров;

Контроль параметра тяги двигателя на взлетном режиме;

Контроль работы механизации компрессора;

Контроль положения элементов реверсивного устройства на прямой и обратной тяге;

Расчет и хранение информации о наработке двигателя;

Контроль часового расхода и уровня масла при заправке;

Контроль времени запуска двигателя и выбега роторов КНД и КВД при останове;

Контроль систем отбора воздуха и системы охлаждения турбины;

Виброконтроль узлов двигателя;

Анализ тенденций изменения основных параметров двигателя на установившихся режимах.

На рис. 2 схематично представлен состав агрегатов системы автоматического управления ТРДД.

При достигнутом в настоящее время уровне параметров рабочего процесса авиационных ГТД дальнейшее улучшение характеристик силовых установок связано с поиском новых путей управления, с интеграцией САУ АД в единую систему управления самолетом и двигателем и их совместным управлением в зависимости от режима и этапа полета. Такой подход становится возможным при переходе к электронным цифровым системам управления двигателем типа FADEC (Full Authority Digital Electronic Control), т.е. к системам, в которых электроника осуществляет управление двигателем на всех этапах и режимах полета (системам с полной ответственностью) .

Преимущества цифровой системы управления с полной ответственностью перед гидромеханической системой управления очевидны:

Система FADEC имеет два независимых канала управления, что значительно повышает ее надежность и исключает необходимость многократного резервирования, снижает ее вес;

Рис. 2.

Система FADEC осуществляет автоматический запуск, работу на установившихся режимах, ограничение температуры газа и скорости вращения, запуск после погасания камеры сгорания, антипомпажную защиту за счет кратковременного снижения подачи топлива, она функционирует на основе данных разного типа, поступающих от датчиков;

Система FADEC обладает большей гибкостью, т.к. количество и сущность выполняемых ею функций можно увеличивать и изменять с помощью введения новых или корректировки существующих программ управления;

Система FADEC значительно снижает рабочие нагрузки для экипажа и обеспечивает применение широко распространенной техники электропроводного (fly-by-wire) управления самолетом;

В функции системы FADEC входит мониторинг состояния двигателя, диагноз отказов и информация о техобслуживании всей силовой установки. Вибрация, рабочие характеристики, температура, поведение топливных и масляных систем - одни из многих эксплуатационных аспектов, мониторинг которых обеспечивает безопасность, эффективный контроль ресурса и снижение расходов на обслуживание;

Система FADEC обеспечивает регистрацию наработки двигателя и повреждаемости его основных узлов, наземный и походный самоконтроль с сохранением результатов в энергонезависимой памяти;

Для системы FADEC отсутствует необходимость регулировок и проверок двигателя после замены какого-либо из его узлов.

Система FADEC также:

Управляет тягой на двух режимах: ручном и автоматическом;

Контролирует расход топлива;

Обеспечивает оптимальные режимы работы, управляя течением воздуха по тракту двигателя и регулируя зазор за рабочими лопатками ТВД;

Контролирует температуру масла интегрированного привод-генератора;

Обеспечивает выполнение ограничений по работе системы реверса тяги на земле.

На рис. 3 наглядно продемонстрирован широкий спектр функций, выполняемых САУ FADEC.

В России САУ этого типа разрабатываются для модификаций двигателей АЛ-31Ф, ПС-90А и ряда других изделий.

Рис. 3. Назначение цифровой системы управление двигателем с полной ответственностью

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторной работы

«Состав и принцип действия систем,

обслуживающих ГТД ВК-1 и ГТД 3Ф»

по учебной дисциплине

«Судовые энергетические установки,

главные и вспомогательные»

для студентов направления 6.0922 – Электромеханика

всех форм обучения

Севастополь

УДК 629.12.03

Методические указания к выполнению лабораторной работы № 2 «Состав и принцип действия систем, обслуживающих ГТД ВК-1 и ГТД 3Ф» по дисциплине «Судовые энергетические установки, главные и вспомогательные» для студентов направления 6.0922 «Электромеханика» специальности 7.0922.01 «Электрические системы и комплексы транспортных средств» всех форм обучения / Сост. Г.В. Горобец - Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2012. – 14 с.

Целью методических указаний является оказание помощи студентам в подготовке к выполнению лабораторной работы по изучению устройства, конструкции и эксплуатации турбогенераторов судовых энергетических установок.

Методические указания утверждены на заседании кафедры энергоустановок морских судов и сооружений, протокол № 6 от 25.01.11 г.

Рецензент:

Харченко А.А., канд. техн.наук, доц. каф. ЭМСС

Допущено учебно-методическим центром СевНТУ в качестве методических указаний.

С О Д Е Р Ж А Н И Е

1. Общие сведения…..…………………………………………………….
1.1. Топливные системы СЭУ…………………………………………….
1.2. Масляные системы СЭУ………………………………….…………..
1.3. Системы охлаждения СЭУ………………………………..………….
1.4. Система суфлирования ГТД………………………………………….
1.5. Система запуска и контроля ГТД.………………………………….
2. Лабораторная работа «Состав и принцип действия систем, обслуживающих ГТД ВК-1, ГТД-3Ф»………....................................
2.1. Цель работы……………………………………………………………
2.2. Краткое описание двигателя ВК-1, его элементов………………….
2.3. Состав систем обеспечивающих работу ГТД ВК-1………………...
2.4. Описание систем двигателя ГТД 3-Ф……………………………….
2.5. Оформление отчета…………………………………………………..
2.6. Контрольные вопросы………………………………………………..

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Системой СЭУ называется совокупность специализированных трубопроводов с механизмами, аппаратами, устройствами и приборами, предназначенными для выполнения определенных функций, обеспечивающих нормальную эксплуатацию СЭУ. Иногда ее называют механической системой (в отличие от общесудовой).

В общем случае в состав системы входят трубопроводы (трубы, фасонные части, арматура, соединения, компенсаторы), аппараты (очистные, теплообменные, различного назначения), устройства, емкости (цистерны, баки, баллоны, ящики) и приборы (манометры, вакуумметры, термометры, расходомеры).

К очистным аппаратам относятся фильтры грубой и тонкой очистки, фильтрационные установки, центробежные и статические сепараторы, отделители. Теплообменные аппараты по назначению подразделяются на подогреватели, охладители, испарители и конденсаторы.

К аппаратам различного назначения относятся глушители шума на входе в двигатели и механизмы и выходе из них, искрогасители выпускных газов судовых двигателей и гомогенизаторы.

В конкретную систему может входить только часть перечисленного оборудования.

Системы СЭУ классифицируют по назначению (а значит, и по рабочей среде): топливные, масляные, водяного охлаждения (забортной и пресной водой), воздушно-газовые (подвода воздуха для горения топлива, сжатого воздуха, газовыпуска, дымоходы судовых котлов), конденсатно-питательные и паровые. Паровая система, например, включает в себя ряд трубопроводов: главного, отработавшего и вспомогательного пара, продувания котлов, уплотнения и отсоса пара и др. Системы одного наименования могут отличаться по составу, если они предназначены для обслуживания различных двигателей.

Топливные системы СЭУ

Топливные системы предназначены для приема, хранения, перекачивания, очистки, подогрева и подачи топлива к двигателям и котлам, а также для передачи топлива на берег или на другие суда.

В связи с обширностью выполняемых функций топливная система подразделяют на ряд самостоятельных систем (трубопроводов). Кроме того, часто в СЭУ используют несколько сортов топлива и в этом случае предусматривают самостоятельные трубопроводы для каждого из видов топлива, например дизельного, тяжелого, котельного. Все это усложняет систему.

Топливная система ГТД предназначена для выполнения следующих функций:

Подачи топлива к форсункам камеры сгорания на всех режимах работы ГТД;

Обеспечения автоматического запуска;

Поддержания заданного расхода топлива на режиме;

Изменения подачи топлива в соответствии с заданным режимом работы;

Обеспечения нормальной, экстренной и аварийной остановки двигателя.

Многие ГТД имеют две параллельные топливные системы: пусковую и основную.

Масляные системы СЭУ

Системы смазки предназначены для приема, хранения, перекачивания, очистки и подачи масла к местам охлаждения и смазки трущихся деталей механизмов, а также для передачи его на другие суда и на берег. В зависимости от основного назначения различают масляные трубопроводы приемоперекачивающий, циркуляционной системы смазки, сепарирования масла, дренажный, подогрева масла. Циркуляционные системы смазки подразделяют, в свою очередь, на напорную, гравитационную и напорно-гравитационную.

Кроме замкнутых циркуляционных применяют системы линейного типа, в которых масло подается только к объектам смазки и обратно в систему не возвращается (смазка поверхностей цилиндров ДВС и компрессоров).

Масляная система ГТД служит для смазки подшипников турбомашин и зубчатых передачи и отвода тепла от них. Технические требования к маслу для судовых ГТД устанавливают ГОСТы. Для подшипников качения двигателя применяют маловязкое, термостабильное масло, а для зубчатых передач и подшипников редукторов – масло с кинематической вязкостью (при 50 0 С) 20…48 сСт. Расход масла при работе ГТД составляет (0,1…0,2)10 -3 кг/(кВт×ч).

Системы охлаждения СЭУ

Предназначены для отвода теплоты от различных механизмов, устройств, приборов и рабочих сред в теплообменных аппаратах.

Объектами охлаждения в СДУ являются:

Втулки и крышки цилиндров, выпускные коллекторы и клапаны главных двигателей (ГД) и дизель-генераторов(ДГ), поршни и форсунки ГД, а иногда и ДГ;

Рабочие цилиндры воздушных компрессоров;

Подшипники судового валопровода;

Циркуляционное масло ГД и ДГ, редукторов главных передач;

Пресная вода, используемая в качестве промежуточного теплоносителя в ГД и ДГ;

Наддувочный воздух ГД и ДГ;

Воздух на выходе из цилиндра низкого давления воздушных компрессоров при двухступенчатом сжатии.

В случае применения главных электрических передач к перечисленным выше объектам охлаждения следует добавить и обмотки гребных электродвигателей и главных дизель-генераторов.

Рабочими средами в СДУ бывают: забортная и пресная вода, масло, топливо и воздух.

Система суфлирования ГТД

При снижении давления воздуха в системе подпора уплотнений (что возможно при малых мощностях ГТД) масло будет проникать в проточную часть и там сгорать. Это можно обнаружить по увеличению расхода масла. При увеличении давления воздуха в системе подподра возрастает пропуск воздуха в масляные полости, что приводит к обильному образованию масловоздушной смеси. Масло, которое поступает на воздухоотделительные центрифуги системы суфлирования, содержит 30…60% воздуха. Это приводит к вспениванию масла и ухудшению работы масляной системы. Попадание вспененного масла на подшипники (особенно подшипники скольжения) создает неблагоприятные условия для образования необходимого масляного клина и ухудшает теплоотдачу охлаждаемых поверхностей.

Система суфлирования предназначена для отбора масловоздушной смеси из масляных полостей, отделения масла от воздуха и последующего возвращения масла в систему, а воздуха – в атмосферу.

В состав системы входят:

Трубопроводы, соединяющие масляные полости подшипников с осадительной емкостью;

Осадительная емкость (бак), где происходит выделение капель масла из смеси и осаждение их на стенках. В качестве осадительной емкости используют сливной бак масляной системы и внутренние полости входных устройств компрессора ГТД;

Маслоотделительные сепараторы (центрифуги или суфлеры) центробежного или ротационного принципа действия, которые завершают процесс разделения масловоздушной смеси на составные части. Суфлеры приводятся от вала турбокомпрессора через коробку передач и имеют крыльчатку, которая создает разрежение на всасывании. Благодаря этому масловоздушная смесь поступает в корпус центрифуги, где капли масла отбрасываются к периферии и по стенкам корпуса стекают к трубе слива. Воздух по оси центрифуги выводится в атмосферу.

Центробежные суфлеры имеют ряд недостатков: скорость прохождения масла через ротор слишком велика, чтобы обеспечить осаждение мелких частиц; необходимость дополнительного привода и некоторые другие. Недостаточная их эффективность вызывает загрязнение окружающей среды и ведет к безвозвратным потерям масла, а расход (безвозвратные потери) масла является одной из важных эксплуатационных характеристик ГТД.

Для уменьшения безвозвратных потерь масла путем отделения и возвращения его в маслосистему, что диктуется как экологическими, так и ресурсосберегающими аспектами, в ГТД последних поколений начали использовать статические (бесприводные) струйные суфлеры. В принцип работы таких суфлеров заложен физический процесс: укрупнение капель масла, находящихся в суфлируемом воздухе и отделение их от воздуха. Потери масел при этом снижаются более чем в два раза; повышается надежность двигателя; снижаются выбросы масляного аэрозоля в окружающую среду. Степень очистки в статических суфлерах составляет 99,99%.

Преимущества: высокая эффективность очистки, высокая надежность, простота конструкции.

Система запуска и контроля ГТД

Системы запуска бывают электрические, с турбокомпрессорным стартером, воздушным турбостартером и др. Чаще применяют электрическую как наиболее простую в управлении, с высокой степенью автоматизации, надежную и удобную в обслуживании. В состав электрической системы запуска входят:

Источник электрической энергии (аккумуляторные батареи или судовые генераторы);

Программный механизм;

Исполнительные механизмы систем автоматического запуска;

Электродвигатель(стартер);

Агрегат для подачи и воспламенения топлива в камере сгорания (агрегаты могут объединяться в автономную пусковую систему или быть в составе совмещенной топливной системы ГТД);

Устройства автоматического регулирования параметров и защиты ГТД при запуске (обеспечивают устойчивую работу компрессоров и предотвращают аварийные ситуации воздействием на антипомпажные устройства компрессора и на подачу топлива в камеру сгорания);

Устройства для обеспечения устойчивой работы ГТД при запуске;

Пуль управления и запуска.

2. Лабораторная работа
«Состав и ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ систем,

обслуживающих ГТД ВК-1 И ГТД-3Ф»

Цель работы

Приобретение практических знаний при изучении систем, обслуживающих работу газотурбинных двигателей. Работа выполняется на ГТД ВК-1 и ГТД -3Ф.