УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ МАСЛОНАСОСОВ СИСТЕМЫ СМАЗКИ АВИАЦИОННОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
TESTING MACHINE FOR TESTING OF OIL PUMPS OF AIR TURBINE JET LUBRICATION SYSTEM

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установке для испытаний маслонасосов системы смазки авиационного газотурбинного двигателя (ГТД).
Известна установка для комплексных испытаний маслонасосов системы смазки авиационного ГТД в условиях, приближенных к реальным условиям их эксплуатации, содержащая расходный бак и насосы подачи и откачки масла, сообщенные между собой магистралями (Бич М.М., Вейнберг Е.В., Сурнов Д.Н., «Смазка авиационных газотурбинных двигателей», М.: Машиностроение, 1979 г., стр.163, рис.8.1).
Недостатком данной установки является то, что испытания как насосов подачи, так и насосов откачки масла, производятся на «чистом масле», что соответствует реальным условиям эксплуатации лишь для насосов подачи масла. Известно, что насосы откачки масла, которых на двигателе в несколько раз больше, чем насосов подачи (до 10 и более), работают на воздушно-масляной смеси (эмульсии), которая образуется в масляных полостях двигателя в результате перемешивания воздушных потоков, проникающих туда через уплотнения проточной части и систему суфлирования, с распыляемыми масляными форсунками частицами смазки.
Другим недостатком указанной установки является то, что она позволяет проводить лишь наземные испытания маслонасосов, тогда как для имитации высотных условий работы маслонасосов требуется создание в маслосистеме пониженного давления, что на указанной установке невозможно без использования дополнительных вакуумных насосов, что, в свою очередь, приведет к дополнительным энергозатратам и усложнению испытательной установки.
Задачей настоящего изобретения является создание на установке для комплексных испытаний насосов маслосистемы авиационного ГТД условий работы насосов откачки масла, максимально приближенных к реальным условиям их эксплуатации, как при наземных, так и при высотных испытаниях.
Ожидаемый технический результат - повышение качества и точности проводимых испытаний, снижение энергозатрат на проведение высотных испытаний.
Ожидаемый технический результат достигается тем, что известная установка для испытаний маслонасосов системы смазки авиационного газотурбинного двигателя, содержащая расходный бак с электроподогревателем и магистралью суфлирования с устройством регулировки проходного сечения и насосы подачи и откачки масла, соединенные между собой магистралями, согласно изобретению, дополнительно содержит изолированную сменную камеру с магистралью суфлирования, генератор воздушно-масляной сети, магистраль подключения к источнику сжатого воздуха, при этом вход насоса откачки масла сообщен с выходом изолированной сменной камеры, соответствующей по объему той масляной полости, которую на двигателе обслуживает этот насос, сменная камера снабжена мерным стеклом и магистралью суфлирования с устройством регулировки проходного сечения, вход сменной камеры сообщен с выходом генератора воздушно-масляной смеси, выполненного в виде смесительного устройства, генератор воздушно-масляной сети сообщен магистралями через дроссельные краны с выходом из насоса подачи масла и с источником сжатого воздуха.
Сменная камера по форме может соответствовать форме той масляной полости, которую на двигателе обслуживает этот насос.
В качестве источника сжатого воздуха используют, в частности, источник сжатого воздуха от промышленной сети.
Для регулировки проходных сечений на магистралях суфлирования установлены регулировочные клапаны.
При решении указанной задачи сообщение входа насоса откачки масла с полостью изолированной сменной камеры, объем которой подобран таким образом, что он соответствует реальной масляной полости, обслуживаемой этим насосом на двигателе, и подключение к ней генератора воздушно-масляной сети, где воспроизводится реальное для данной масляной полости процентное соотношение воздуха в масле, позволяет смоделировать на установке условия испытаний насоса откачки масла, максимально приближенные к реальным.
Наличие суфлирующих магистралей на сменной камере и расходном баке с изменяемыми проходными сечениями (например, с помощью регулировочного клапана) позволяет, за счет работы самого насоса откачки и дросселирования (перекрытия) проходных сечений, воспроизводить в сменной камере пониженные давления, соответствующие высотным условиям работы насоса, что, в совокупности с наличием в расходном баке электроподогревателя, дает возможность проводить высотные испытания без использования специальных установок с вакуумными насосами и термобарокамерой (ТБК), исключая таким образом дополнительные энергозатраты и усложнение испытательной установки.
На чертеже изображена принципиальная гидравлическая схема установки для испытаний маслонасосов системы авиационного ГТД.
Установка включает в себя расходный бак 1 с электроподогревателем 2, мерным стеклом 3 и суфлирующей магистралью 4, проходное сечение которой может изменяться с помощью регулировочного клапана 5. Расходный бак 1 магистралью 6 через систему вентильных кранов и гребенку расходомеров 7 сообщен со входом в насос подачи масла 8, выход из которого сообщен через двухходовой кран 9, магистраль 10, фильтр и вентильный кран 11 с верхней полостью расходного бака 1, а через магистраль 12, дроссель 13, систему вентильных кранов и гребенку расходомеров 14 - со смесительным устройством 15. Смесительное устройство 15 через магистраль 16, в которой имеется мерный участок 17 с мерной шайбой 18, подключено через регулирующий клапан 19 к источнику сжатого воздуха от промышленной сети, а через магистраль 20 сообщено со входом в изолированную сменную камеру 21 с смотровым окном 22. Сменная камера 21 имеет суфлирующую магистраль 23 с выполненным в ней мерным участком 24 с мерной шайбой 25, снабженную регулирующим клапаном 26. Выход из сменной камеры 21 сообщен со входом в насос откачки масла 27, выход из которого через магистраль 28, теплообменник, датчик газосодержания в смеси 29, выведен в верхнюю полость расходного бака 1. Для тарировки расходомеров 7 и 14 используется весовое устройство 30.
Установка работает следующим образом.
Перед запуском установки двухходовой кран 9 установлен в положение, когда выход из насоса подачи 8 сообщен через открытый вентиль 11 с расходным баком 1, а магистраль 12 перекрыта. Регулирующий клапан 5 сообщает через суфлирующую магистраль 4 расходный бак 1 с атмосферой, а электроподогреватель 2 включен.
Приводится во вращение насос подачи 8 и масло из расходного бака 1 по магистрали 6 через гребенку расходомеров 7 и раскрытые вентильные краны 9, 11 поступает в расходный бак 1. Из всей гребенки расходомеров 7 с помощью вентильного крана к магистрали 10 подключают тот расходомер, размерность которого позволяет измерять ожидаемую производительность насоса подачи 8. Контроль уровня масла в расходном баке 1 осуществляется через смотровое стекло 3. При этих испытаниях насос подачи 8 работает на «чистом масле», в условиях аналогичных реальным условиям его эксплуатации в составе авиационного ГТД.
Для проведения испытаний насоса откачки 27, не останавливая работу насоса подачи 8, уменьшают частоту его вращения до величины, при которой его производительность будет близка к реальной подаче масла в масляную полость, обслуживаемую этим насосом на ГТД, после чего производят переключение двухходового крана 9, при этом магистраль 10 отсекается от насоса подачи 8, а магистраль 12 сообщается с ним.
Одновременно с переключением двухходового крана 9 приводится в действие насос откачки 27. Масло из насоса подачи 8 через кран 9 попадает в магистраль 12 и далее через дроссель 13, систему вентильных кранов и гребенку расходомеров 14 поступает на вход смесительного устройства 15, к которому по магистрали 16 через регулирующий клапан 19 подводится сжатый воздух от промышленной сети. Наличие в магистрали 16 мерного участка 17 с мерной шайбой 18 и замерами давлений и температуры на нем позволяет рассчитать расход воздуха, поступающего в смесительное устройство 15, а с помощью регулирующего клапана 19 корректировать расход, добиваясь соответствия реальным протечкам воздуха в масляную полость двигателя через уплотнения проточной части и систему суфлирования. Образующаяся в смесительном устройстве воздушно-масляная смесь по магистрали 20 попадает в изолированную сменную камеру 21. Наличие в камере 21 суфлирующей магистрали 23 с мерным участком 24 и мерной шайбой 25, оборудованной приборами замера температуры и давления, позволяет с помощью регулирующего клапана 26 добиваться в камере давления суфлирования, близкого к реальному давлению суфлирования в каждой отдельной масляной полости двигателя. Камера 21 сменная, герметичная, для каждого насоса откачки масла 27 устанавливается своя сменная камера.
Воздушно-масляная смесь, по своим параметрам соответствующая таковой при реальных условиях эксплуатации двигателя, поступает на вход насоса откачки 27 и далее по магистрали 28 через теплообменник и датчик газосодержания в смеси 29 сбрасывается в расходный бак 1.
При испытании насоса откачки 27 с малыми давлениями (высотные испытания) регулирующим клапаном 5 прикрывают суфлирующую магистраль 4 для исключения большого подсоса воздуха в расходный бак 1, а суфлирующая магистраль 23 сменной камеры 21 перекрывается полностью регулировочным клапаном 26, и разрежение в камере относительно окружающей атмосферы создается работой испытуемого насоса откачки масла, который в данном случае выступает в качестве вакуумного насоса. Смотровое стекло 22 в сменной камере 21 позволяет наблюдать за уровнем масла в камере и его поведением.
Использование установки позволяет за счет создания условий работы маслонасосов, максимально приближенных к реальным условиям их эксплуатации в составе маслосистемы ГТД, повысить качество и точность проводимых контрольно-сдаточных испытаний, а также позволяет снизить энергозатраты на проведение высотных испытаний маслонасосов.