1 Опис роботи механізма авіадвигунів
ТА ВИМОГИ ДО НИХ
Двигун АІ-20А є авіаційним висотним турбогвинтовим двигуном, що працює з одним повітряним гвинтом змінюваного кроку лівого обертання.
Двигун складається з наступних основних вузлів:
– планетарного редуктора;
– лобового картера;
– осьового десятиступеневого компресора;
– кільцевої камери згоряння;
– триступінчастої осьової турбіни;
– нерегульованого реактивного сопла
– агрегатів, що обслуговують роботу двигуна і літака.
Рисунок 1. – Двигун АІ – 20А
1. Редуктор призначений для передачі надлишкової потужності газової турбіни на повітряний гвинт із найбільш вигідними для роботи гвинта оборотами.
Редуктор виконаний за схемою диференціального планетарного механізму і служить для забезпечення найвигідніших оборотів повітряного гвинта при польоті літака.
Основна силова частина редуктора складається з планетарної ступіні, ступіні перебору, вала повітряного гвинта і механізму вимірника крутного моменту, (ІКМ), змонтованих у картері редуктора.
Усі силові деталі редуктора виготовлені механічною обробкою з високоякісних сталей, картер редуктора з магнієвого сплаву.
Редуктор розташований попереду двигуна, кріпиться заднім фланцем картера до лобового картера за допомогою шпильок. На передньому фланці картера редуктора за допомогою шпильок кріпиться внутрішній обтічник капота літака.
|
|
Рисунок 2 - Редуктор: 1—электромагнитный клапан проверки флюгирования по отрицательной тяге; 2—масляный насос НИМ; З—фланец крепления обтекателя редуктора; 4—вал винта
|
Рисунок 3 - Кинематическая схема редуктора: 1—вал винта; 2—ведущая шестерня ступени перебора; З—промежуточная шестерня; 4—шестерня внутреннего зацепления; 5—корпус перебора; б—ИКМ; 7—шестерня внутреннего зацепления; 8—зубчатое колесо—сателлит; 9— корпус сателлитов; 10—ведущая шестерня; II вал-рессора; 12—ведущая шестерня привода масляного насоса ИКМ; 1З—ведомая шестерня привода масляного насоса ИКМ |
2. Лобовий картер, встановлений між редуктором і компресором, призначений для розміщення агрегатів двигуна і приводів до них, установки передніх цапф підвіски двигуна на літаку, підшипника передньої опори ротора компресора, вхідного направляючого апарата компресора і кріплення літакового воздухозаборника.
Лобовий картер являє собою литу з магнієвого сплаву деталь, що утворить своїми стінками вхідний канал повітряного тракту двигуна.
Вузол лобового картера складається з наступних основних частин: лобового картера, у якому розміщені усі вузли і деталі приводів, стояночного гальма, вузла центрального привода і коробки приводів.
3. Компресор – осьовий, десятиступеневий служить для стиску і подачі повітря в камеру згоряння, складається з двох основних вузлів: ротора з робочими лопатками і корпуса зі спрямляючими апаратами і робочими кільцями.
Проточна частина компресора виконана у виді кільцевого каналу, що звужується, за рахунок зменшення зовнішнього і збільшення внутрішнього діаметра тракту на перших двох ступінях і збільшення внутрішнього діаметра при постійному зовнішньому на інших ступінях.
Ротор – барабано-дискової конструкції, складається з десяти окремих дисків, що несуть на своїх вінцях робочі лопатки, і заднього вала, що є задньою опорою ротора компресора.
Ротор міститься у середині корпуса компресора і опирається на два підшипники качання, з яких передній, роликовий, встановлюється в лобовому картері, кульковий, - у корпусі камери згоряння.
Корпус компресора – звареної конструкції з розніманням по горизонтальній площині, має фланці на торцях і в площині рознімання, а зовні – приварені ресивери з фланцями для кріплення клапанів перепуску повітря.
На нижньому ресивері приварені планки для кріплення командно-паливного агрегату. На поверхні корпуса компресора приварений ряд бобышок для кріплення спрямлюючих апаратів компресора, агрегатів і трубопроводів.
На внутрішній поверхні кожної половини корпуса компресора приварені по вісімнадцять півкілець, що створюють твердість корпусові і служать для центрування спрямлюючих апаратів і робочих кілець. Спрямлюючі апарати – рознімні і кожна половина їх кріпиться до половин корпуса трьома болтами; робочі кільця – нероз'ємні. За допомогою приварних пластинок, кожне кільце спирається на виступаючі площини прокладок, встановлюваних у площині рознімання напівкартерів.
Кожен диск ротора з робочими лопатками і з наступним спрямлюючим апаратом складає ступінь компресора. До заднього фланця корпуса компресора кріпиться болтами корпус камери згоряння.
4. Вузол камери згоряння містить у собі: корпус камери згоряння з заднім кожухом, камеру згоряння, робочі паливні форсунки, запалювачі, струминні форсунки, корпус заднього підшипника компресора, корпус підшипника турбіни, трубки і підвода змащення до підшипників.
У вузлі камери згоряння здійснюється підведення тепла до стиснутого в компресорі повітря шляхом спалювання палива в жаровій частині камери.
Одночасно вузол камери згоряння є силовим вузлом, що сприймає сили і моменти, що розвиваються в камері згоряння і турбіні двигуна.
Корпус камери згоряння – звареної конструкції, виконаний з листової жаростійкої сталі, є силовим вузлом двигуна й одночасно служить кожухом камери згоряння.
Корпус складається з переднього зовнішнього кожуха і внутрішньої порожньої конічної балки, заднього зовнішнього кожуха і направляючого кожуха.
Внутрішня конічна балка і передня частина зовнішнього кожуха з'єднуються між собою десятьма увареними порожніми обтічної форми ребрами.
У передній частині конічної балки монтується вузол шарикопідшипника з лабіринтовим ущільненням, що є задньою опорою ротора компресора; у задній її частині установлюється вузол роликового підшипника з лабіринтовим ущільненням, що є опорою ротора турбіни. Переднім фланцем кожуха корпус камери згоряння кріпиться до корпуса компресора; до заднього його фланця кріпляться соплові апарати турбіни. У порожнині корпуса камери згоряння, утвореної стінками зовнішнього кожуха і конічної балки, розміщається камера згоряння.
Камера згоряння – кільцевого типу; у ній відбувається згоряння безперервне палива, що впорскується через форсунки, і забезпечується задана температура газів на вході в турбіну.
Камера згоряння – звареної конструкції, складається з десяти голівок із завихрителями і дифузорами, через які в її порожнину надходить потік первинного повітря, і кільцевої порожнини, обмеженої зовнішнім і внутрішнім кожухами, що мають отвори, щілини і сопла для підведення потоку вторинного повітря
Камера згоряння фіксується в передній частині корпуса вісьма штифтами, а задніми стінками опирається на стінки першого соплового апарата турбіни.
5. Турбіна – реактивна, осьова триступінчаста, служить для перетворення теплової енергії гарячих газів у механічну роботу.
У турбіні спрацьовується весь тепловий перепад. Розширення газу відбувається приблизно до атмосферного тиску за останньою ступінню.
Корпус турбіни прохолоджується повітрям, що дає можливість мати мінімальні радіальні зазори по торцях робочих лопаток на робочих режимах двигуна.
Між ступінями турбіни встановлені газові лабіринтові ущільнення, що зменшують витік газу повз соплові апарати.
Турбіна складається з ротора і трьох соплових апаратів. Ротор турбіни – консольного типу, складається з вала і трьох робочих коліс, з'єднаних між собою шпильками. Вал турбіни обертається на роликовому підшипнику, встановленому в конічній балці корпуса камери згоряння, і своїм шліцьовим кінцем з'єднується з валом ротора компресора.
Колеса турбіни складаються з дисків, робочих лопаток і контровок. Колесо II ступіні турбіни, крім того, має дефлектор, посаджений на ступицю диска і зафіксований щодо неї за допомогою двох діаметрально протилежних штифтів.
Дефлектор разом з диском утворить кільцеву порожнину, у яку подається повітря для охолодження деталей колеса турбіни.
До корпуса камери згоряння кріпляться послідовно соплові апарати I, II і III ступіней турбіни.
6. Реактивне сопло – нерегульоване, складається з зовнішнього і внутрішнього кожухів, з'єднаних між собою шістьма радіально розташованими порожніми обтічної форми ребрами.
До внутрішнього кожуха кріпиться болтами конусстекатель, до зовнішнього кожуха кріпиться газовідвідна труба. Канал реактивного сопла разом зі стекателем і каналом газовідвідної труби утворять вихідну частину газового тракту двигуна. На гарячу частину двигуна, що включає зовнішні поверхні турбіни і реактивного сопла, встановлюється тонкостінний кожух.
Кожух турбіни охороняє літакові деталі від впливу високої температури статора турбіни. Одночасно за допомогою атмосферного повітря, що входить під дією швидкісного напору в простір між кожухом і статором, прохолоджуються соплові апарати турбіни, реактивне сопло і газовідвідна труба.
7. Агрегати масляної системи:
а) головний масляний насос ГМН-20А;
б) маслонасос підживлення МНП-20К;
в) повітряновітділювач ВО-20;
г) маслонасос відкачки МНО-20;
д) маслонасос ИКМ МИКМ-20;
е) центробіжний суфлер;
ж) маслофальтри.