УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ АКСИАЛЬНО-ПОРШНЕВОГО НАСОСА

Полезная модель относится к области диагностирования систем автоматического управления авиационных газотурбинных двигателей (ГТД), в частности к системам диагностирования аксиально-поршневых насосов топливоподачи.
Известно устройство диагностики объемных гидромашин, содержащее основной насос, гидромотор, подпиточный насос, переливной гидроклапан и гидробак, причем насос выполнен с возможностью подачи рабочей жидкости в линию низкого давления (см. патент RU 2027907, кл. F04B 51/00, опубл. 27.01.1995.
Данное устройство позволяет определять величину расхода утечек в гидромашине путем восполнения этих утечек дополнительным контуром с подпитывающим насосом, устанавливаемым при диагностировании.
Однако в данном устройстве не представляется возможным использовать при диагностировании аксиально-поршневых насосов авиационных ГТД, так как для этого требуется дополнительная стендовая система с подпитывающим насосом, установка которой на ГТД невозможна.
Наиболее близким техническим решением заявленному является Устройство для диагностирования аксиально-поршневого насоса, содержащее подсоединенную к роторной полости насоса магистраль слива, магистраль слива снабжена установленным в ней калиброванным дросселем и датчиком перепада давления на дросселе, определяющим величину перепускаемого по магистрали расхода топлива (см. патент RU 2269029, кл. F04B 51/00, опубл. 27.01.2006).
Однако данное устройство не обеспечивает требуемую точность определения утечек, что связано с тем, что необходимо обеспечить слив из роторной полости с минимальным гидравлическим сопротивлением и в тоже время обеспечить перепад давления на дросселе, что, в свою очередь, приводит к повышению давления в роторной полости и, как результат, к нарушению расчетного баланса сил на роторе, увеличению нагрузки на подшипники с соответствующим уменьшением ресурса работы аксиально-поршневого насоса.
Задачей полезной модели является устранение указанных выше недостатков.
Технический результат заключается в том, что достигается возможность снизить давление в роторной полости на рабочих режимах работы аксиально-поршневого насоса с устройством для диагностирования аксиально-поршневого насоса.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что устройство для диагностирования аксиально-поршневого насоса содержит подсоединенную к роторной полости насоса магистраль слива, последняя снабжена установленным в ней калиброванным дросселем и датчиком перепада давления на дросселе для определения величины перепускаемого по магистрали слива расхода топлива, при этом магистраль слива снабжена обводной магистралью с установленным на ней перекрывным краном, причем входной и выходной участки обводной магистрали подключены к магистрали слива по ходу топлива в ней до и после места подключения к ней датчика перепада давления.
На чертеже схематически показано устройство для диагностирования аксиально-поршневого насоса.
Устройство для диагностирования аксиально-поршневого насоса содержит подсоединенную к роторной полости 1 насоса 2 магистраль слива 3.
Магистраль слива 3 снабжена установленным в ней калиброванным дросселем 4 и датчиком перепада давления 5 на дросселе 4 для определения величины перепускаемого по магистрали слива 3 расхода топлива.
Магистраль слива 3 снабжена обводной магистралью 6 с установленным на ней перекрывным краном 7, причем входной и выходной участки обводной магистрали 6 подключены к магистрали слива 3 по ходу топлива в ней до и после места подключения к ней датчика перепада давления 5. Устройство может быть конструктивно скомпановано в едином блоке, стыкуемым по торцу насоса.
Устройство для диагностирования аксиально-поршневого насоса работает следующим образом.
Гидравлические потери в качающем узле аксиально-поршневого насоса 2 определяются утечками топлива в роторную полость 1 по зазорам в распределительном золотнике и плунжерах, что позволяет оценить совершенство аксиально-поршневого насоса 2 и его объемный КПД.
Для диагностирования аксиально-поршневого насоса 2 перекрывают обводную магистраль 6 перекрывным краном 7 и устанавливают контрольный режим работы ГТД по частоте вращения и расходу топлива Gт.
На этом режиме расходомером 8 замеряют расход топлива в двигатель, а датчиком 5 - перепад давлений на калиброванном дросселе 4, определяющий величину перепускаемого по магистрали слива 3 расхода топлива.
Зная площадь сечения калиброванного дросселя 4, определяют расход топлива из роторной полости 2 , где F - площадь проходного сечения калиброванного дросселя 4,  - перепад на калиброванном дросселе 4, µ - коэффициент истечения, который определяется экспериментально.
При оценке Gyт в разные периоды времени поддерживают одинаковую температуру топлива на контрольном режиме работы ГТД. При невозможности выполнения этого требования вносят поправку на Gyт по температуре топлива, определяемую экспериментально.
После проведения описанных выше замеров открывают перекрывной кран 7, что позволяет практически весь сливной поток топлива направить по обводной магистрали 6.
Как результат снижение гидравлического давления в магистрали слива 3 позволяет снизить давление в роторной полости 1 и, соответственно, восстановить оптимальный расчетный баланс сил на роторе, уменьшить нагрузки на подшипники с соответствующим увеличением ресурса работы аксиально-поршневого насоса. Кроме того, перепуск топлива по обводной магистрали 6 позволяет использовать калиброванный дроссель 4 с меньшим проходным сечением, что позволяет, в свою очередь, повысить точность проводимых измерений расхода топлива по магистрали слива 3.
Таким образом, данное устройство позволяет оценить техническое состояние насоса по наработке, связанное с износом основных трущихся частей: плунжеров и распределительного золотника непосредственно на ГТД без существенных переделок системы топливопитания и в тоже время обеспечить оптимальный режим работы аксиально-поршневого насоса.