Глава 12 - Системы ГТД

12.7 - Гидравлические системы ГТД

На многих ГТД кроме прочих систем, обеспе- чивающих работу двигателя, имеется гидравлическая система (ГС). ГС выполняет функции управления реверсивными устройствами (РУ) и другими механизмами двигателя. Кроме этого, ГС может подавать жидкость высокого давления для обеспе- чения некоторых нужд самолета, например:

-подъема и выпуска шасси;

-управления закрылками;

-открытия и закрытия различных люков и створок;

-управления поперечным, продольным и путевым курсом самолета;

-управления воздухозаборником

èдля других целей.

Единая для самолета и двигателя ГС называется централизованной. Примером такой ГС является система управления РУ двигателя ПС-90А. ГС, не имеющие связей с системами самолета и обслуживающие только узлы и механизмы двигателя, называются автономными [12.7.3.1]. Примером автономной ГС является система управления РУ двигателя Д-30КУ.

Âкачестве рабочего тела в ГС используются специальные жидкости. Наибольшее распространение получили жидкости на основе нефтяных фракций со специальными добавками типа ÀÌÃ-10

èфосфорорганических эфиров (НГЖ-5у). Каждая из жидкостей предназначена для конкретных условий работы. Жидкости токсичны, поэтому при работе с ними необходимо соблюдать санитарногигиенические меры безопасности.

На одном и том же двигателе могут применяться различные жидкости. Так на двигателе ПС-90А для самолетов Ил96-300, Ту-204 и Ту-214 используется жидкость НГЖ-5у, а на его модификации ПС-90А-76 для самолета Ил-76МФ применяется АМГ-10, что вызвано требованием разработчиков самолета о сохранении в ГС самолета ранее примененной жидкости.

Âнастоящее время обязательным для рабочих жидкостей ГС двигателей самолетов гражданской авиации является требование взрывопожаробезопасности. При местных перегревах жидкости не исключается возможность ее деструкции и частич- ного гидролиза с выделением горючих спиртов и образованием кислых фосфорорганических эфиров, которые, постепенно накапливаясь, могут привести к вспышке. Для обеспечения взрывопожаробезопасности свободное пространство над жидкостью заполняется азотом вместо воздуха.

Требования по обеспечению минимальной массы и уменьшению габаритов гидравлических агрегатов диктуют обеспечение в ГС высоких давлений жидкостей. Повышение давления жидкости, в свою очередь, влечет уменьшение зазоров в трущихся парах гидроагрегатов и особые требования к чистоте внутренних полостей, самой гидрожидкости и тонкости ее фильтрации. В ГС применяются фильтры с тонкостью фильтрации 3…10 мкм [12.7.3.2, 12.7.3.3].

12.7.1 - Гидросистемы управления реверсивными устройствами

Из всех ГС двигателя чаще применяется ГС управления РУ.

В настоящее время наиболее широко используются централизованные ГС. Так, например, ГС двигателя ПС-90А является частью централизованной ГС самолетов Ил96-300, Ту-204 и Ту-214, также как и ГС двигателя ПС-90А-76, устанавливаемого на самолет Ил-76МФ.

12.7.1.1 - Централизованная гидросистема управления реверсивным устройством

Работу централизованной ГС рассмотрим на примере двигателя ПС-90А (см. Рис. 12.7.1.1_1).

ГС управления РУ предназначена для перекладки створок реверсивного устройства в положения «Прямой тяги» и «Обратной тяги» и включает в себя гидравлическую и газовую части. Основным режимом работы ГТД является режим, при котором РУ выключено и находится в положении «Прямая тяга». Переключается РУ из кабины пилота.

Рабочая жидкость из гидравлического бака (далее - гидробак) 1 самолета поступает в плунжерный насос 2, приводимый от коробки приводов агрегатов ГТД. Заправка рабочей жидкости в гидробак и ее слив производится через самолетную часть ГС.

Насос 2 по магистрали нагнетания через фильтр 3 подает рабочую жидкость под высоким давлением к механизмам управления самолетом (не показаны) и через обратный клапан 4 подводится к гидроаккумулятору 5, заполняет его гидравлическую камеру и сжимает азот. За счет сжатия азота происходит аккумулирование энергии, что позволяет компенсировать расход жидкости при перекладке РУ (обеспечить требуемое время его перекладки), а также способствует снижению пульсаций давления в системе. Кроме гидроаккумулятора жидкость по трубопроводам подводится

869

870	Глава
	ГТД Системы - 12

Рисунок 12.7.1.1_1 – Централизованная ГС двигателя ПС-90А 1 – бак гидравлический самолета; 2 – насос плунжерный; 3 – фильтр; 4 – клапан обратный магистрали нагнетания; 5 – гидроаккуму-

лятор; 6 – кран перепускной; 7 – клапан термический; 8 – распределитель гидравлический с электромагнитным управлением; 9 – кран управления реверсом; 10 – гидроцилиндр замка; 11 – гидроцилинды силовые; 12 – клапан челночный; 13 – клапан обратный магистрали слива; 14–датчик давления; 15 – сигнализатор давления; 16 – клапан зарядный; 17 – гидроразъемы

Глава 12 - Системы ГТД

к перепускному крану 6, термическому клапану 7 и гидравлическому распределителю 8.

Электромагнит гидравлического распределителя выключен и при этом перекрыт доступ жидкости высокого давления к крану 9 управления РУ.

Вследствие теплового расширения давление рабочей жидкости в магистрали нагнетания ГС может возрасти до недопустимых величин. В этом слу- чае открывается термический клапан и перепускает часть рабочей жидкости в магистраль слива, за счет чего в магистрали нагнетания поддерживается требуемое давление.

При переводе РУ в положение «Обратная тяга» подается напряжение на электромагнит гидравлического распределителя 8. Золотник распределителя перемещается и открывает доступ жидкости высокого давления к крану 9 управления реверсом. Одновременно через механизм управления и блокировки рычаг крана управления реверсом устанавливается в положение «Обратная тяга». Золотник крана управления реверсом занимает положение, при котором жидкость под высоким давлением подводится к штуцерам «О»

è«Л» гидроцилиндра 10 замка, штуцер «Н» гидроцилиндра замка через кран управления реверсом соединяется со сливом. Под действием высокого давления в полости штуцера «О» шток гидроцилиндра 10 перемещается и открывает механический замок, удерживающий реверсивное устройство в положении «Прямая тяга». В конце своего хода шток гидроцилиндра замка занимает положение, при котором полость штуцера «Л» соединяется с полостью штуцера «М», и жидкость под высоким давлением подводится в поршневые полости трех силовых гидроцилиндров 11 и к челночному клапану 12. Под действием высокого давления челнок клапана челночного, перемещается

èзанимает положение, при котором обе полости силовых гидроцилиндров (штоковая и поршневая) соединяются с магистралью высокого давления. Штоки поршней силовых гидроцилиндров выдвигаются, переводя реверсивное устройство в положение «Обратной тяги», при этом жидкость из штоковых полостей силовых гидроцилиндров за счет разности площадей через челночный клапан перетекает в поршневые полости. Слив из челноч- ного клапана через кран управления реверсом соединяется со сливными магистралями распределителя гидравлического и через обратный клапан ГС самолета.

РУ из положения «Обратная тяга» в положение «Прямая тяга» перекладывается рычагом крана управления реверсом. Золотник крана 9 управления реверсом перемещается в положение, при

котором жидкость под высоким давлением подводится из крана управления реверсом к штуцеру «Н» гидроцилиндра замка, который в это время находится на механической защелке, поэтому шток гидроцилиндра замка остается в положении «Обратная тяга» (втянутым). Одновременно жидкость под высоким давлением поступает к челноч- ному клапану. Под действием рабочего давления «челнок», перемещаясь, занимает положение, при котором жидкость под высоким давлением поступает в штоковые полости силовых гидроцилиндров, соединяя их поршневые полости через внутренние полости гидроцилиндра замка, крана управления реверсом и гидравлического распределителя со сливной магистралью ГС самолета. Под действием высокого давления поршни силовых гидроцилиндров втягиваются, переводя реверсивное устройство в положение «Прямая тяга».

Âконце хода поршней механическая защелка гидроцилиндра замка убирается и поршень гидроцилиндра замка под действием давления в полости штуцера «Н» выдвигается, закрывая механизм замка. После закрытия механизма замка его концевой выключатель прерывает электрическую цепь подачи напряжения к электромагниту распределителя гидравлического. Его золотник перемещается и перекрывает доступ жидкости высокого давления к крану управления реверсом. Система приходит в исходное положение «Прямая тяга».

Работа ГС управления РУ контролируется датчиком 14 давления азота в гидроаккумуляторе и сигнализатором 15 давления. При повышении давления жидкости за краном управления реверсом более 100 кгс/см2 (при переводе рычага крана в положение «Обратной тяги») выдается сигнал.

При наземном обслуживании ГС управления РУ необходимо обеспечить безопасности выполнения работ - исключить возможности включения РУ при работах на двигателе и при зарядке гидроаккумулятора азотом. Для этого давление жидкости при помощи перепускного крана стравливают из магистрали нагнетания в магистраль слива.

Âостальное время кран находится в положении «Кран закрыт».

Гидроаккумулятор заправляется азотом через зарядный клапан 16.

Часть агрегатов ГС самолета, таких как гидронасосы, фильтр размещаются на двигателе. Трубопроводы гидравлической системы модуля РУ подсоединяются к самолетной части системы гидроразъемами 17.

871

Глава 12 - Системы ГТД

12.7.1.2 - Автономная гидросистема управления реверсивным устройством

Автономную ГС рассмотрим на примере гидравлической системы управления РУ двигателя Д-30КУ (см. Рис. 12.7.1.2_1). Так же как и на двигателе ПС-90А, она включает в себя две части - гидравлическую и газовую. В качестве рабочего тела

âгидравлической части ГС используется масло АМГ-10, а в газовой - азот.

Рабочая жидкость из бака 1 самотеком поступает на вход в плунжерный насос, приводимый во вращение от ротора высокого давления двигателя. При работе двигателя насос 2 подает рабочую жидкость через обратный клапан 3 и фильтр 4 на вход

âавтомат 5 разгрузки. В автомате разгрузки жидкость поступает к обратному клапану (не показан), который открывается под давлением поступающей жидкости и перепускает поток к гидроаккумуляторам 6 и распределительному крану 7.

По мере заполнения полостей гидроаккумуляторов жидкостью поршни передвигаются и сжимают азот. Когда давление азота и жидкости в системе достигает 20,3…22,5 МПа, автомат разгрузки разъединяет полости силовых гидроцилиндров 8 с нагнетающей магистралью насоса. Жидкость по внутренним каналам автомата разгрузки через фильтр 9 возвращается в гидробак. Таким образом, автомат разгрузки переводит насос из режима нагрузки в режим холостого хода и поддерживает давление жидкости в нем в пределах от 0,5…1,5 МПа. В гидроаккумуляторах и в соответствующих полостях силовых цилиндров 8 давление жидкости остается высоким.

При переключении РУ на режим «Обратная тяга» или «Прямая тяга» часть рабочей жидкости из силовых гидроцилиндров перепускается в гидробак, вследствие чего они частично разряжаются. Когда давление жидкости в аккумуляторах снижается до 14,8…17,2 МПа автомат разгрузки снова переводит насос в рабочий режим и производится повторная подзарядка гидроаккумуляторов.

При наземном обслуживании РУ периодически давление жидкости в гидроаккумуляторах контролируется с помощью манометра, подключенного к отсечному клапану 10. Для проверки работы ГС управления РУ на неработающем двигателе при разряженных гидроаккумуляторах ее подклю- чают к аэродромной насосной станции (не показана) через клапаны всасывания 11 и нагнетания 12. Обратный клапан 3 в этом случае предотвращает поступление жидкости от насосной станции

âплунжерный насос 2.

Давление рабочей жидкости из гидроаккумуляторов (без перекладки створок РУ) стравливается перепускным краном 13, ручка которого переводится в рабочее положение и соединяет магистрали высокого давления и сливную. В результате рабочая жидкость под давлением сжатого азота вытесняется из гидроаккумуляторов и через кран перепускной и фильтр 9 отводится в гидробак.

РУ двигателя Д-ЗОКУ управляется рычагом из кабины пилота. Связь этого рычага с распределительным краном управления РУ, подающим рабочую жидкость в силовые цилиндры для перекладки в положение «Прямая тяга» или «Обратная тяга», осуществляется одним и тем же рычагом 14 с помощью рычага 15.

Сигнализатор 16 положения рычага распределительного крана (не показан) извещает о работе ГС управления РУ на двигателе Д-30КУ в положениях «Прямой тяги» и «Обратной тяги».

Азотные полости гидроаккумуляторов заряжают от наземных баллонов. Азот в полости подается с помощью специального приспособления через зарядный штуцер 17 и обратный клапан 18. Зарядка прекращается при достижении в азотных полостях давления 8,0…12,0 МПа. Давление в азотных полостях проиверяют специальным приспособлением с манометром, присоединяемым через обратные клапаны 19.

Бак заполняется рабочей жидкостью через заливную горловину 20 с сетчатым фильтром. Уровень рабочей жидкости в баке контролируется уровнемером 21. Жидкость из бака сливается че- рез сливной кран 22.

При работе двигателя гидробак наддувается воздухом из кабины самолета через клапан 23 наддува, открывающийся при перепаде давлений на нем более 0,012 МПа. Рост давления в воздушной полости гидробака ограничивается предохранительным клапаном 24, настраиваемым на давление 0,048…0,058 МПа. При превышении давления воздуха в баке указанных значений воздух из бака отводится через предохранительный клапан в трубопровод суфлирования двигателя и далее на срез сопла двигателя.

При температурном расширении рабочей жидкости термический клапан 25 перепускает часть ее в магистраль слива.

12.7.1.3 - Порядок проектирования гидросистем

Проектирование начинается с выбора марки рабочей жидкости исходя из заданных условий работы ГС в составе двигателя. В случае выбора цен-

872

873

ГТД Системы - 12 Глава

Рисунок 12.7.1.2_1 - Автономная ГС управления реверсивным устройством двигателя Д-З0КУ 1 – бак гидравлический; 2 – насос плунжерный; 3 – клапан обратный; 4 - фильтр магистрали нагнетания; 5 – автомат разгруз-

ки; 6 – гидроаккумуляторы; 7 - кран распределительный; 8 – гидроцилиндр силовой; 9 – фильтр магистрали слива; 10 – клапан отсечной манометра; 11 – клапан всасывания;12 – клапан нагнетания; 13 – кран перепускной; 14 – рычаг управления РУ (РУР); 15 – рычаг системы управления краном распределительным; 16 – сигнализатор положения рычага распределительного крана; 17 – штуцер зарядный; 18 - клапан обратный зарядного устройства; 19 - корпус обратных клапанов; 20 - горловина заливочная с сетчатым фильтром; 21 - уровнемер; 22 – кран сливной; 23 – клапан наддува; 24 – клапан предохранительный; 25 - клапан термический