МАСЛОСИСТЕМА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
GAS-TURBINE ENGINE OIL SYSTEM

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, в частности к масляной системе газотурбинных двигателей (ГТД).
Известна маслосистема ГТД, содержащая масляные полости подшипниковых опор ротора и коробки приводных агрегатов с точками смазки узлов трения и установленный в магистрали подачи масла сифонный затвор с устройством стравливания воздуха в петлю сифонного затвора (Патент РФ №2277176 от 11.11.2004 г.).
2
В известной маслосистеме в устройстве стравливания воздуха вместо клапана стравливания применен жиклер стравливания, что привело к появлению постоянной паразитной циркуляции смазки от нагнетающего насоса через жиклер в маслобак. Чтобы предотвратить засорение жиклера, приводящее, как правило, к самопроизвольному перетеканию масла после останова двигателя через зазоры в нагнетающем насосе в поддоны масляных полостей, диаметр жиклера стравливания делают достаточно большим (2…3 мм), что приводит к необходимости дополнительно увеличивать производительность нагнетающего насоса, его мощность, а следовательно, и массу. При малых объемах маслобака, что характерно для малоразмерных ГТД, вытекающая из жиклера при работе насоса паразитная струя масла с высоким давлением (3…5 кгс/см) эмульсирует находящееся в маслобаке масло, что ухудшает процесс очистки масла от воздуха. Смазка с включениями воздушных пузырьков, попадая на нагруженные элементы узлов трения, снижает надежность их работы из-за местных разрывов масляной пленки, обволакивающей контактные поверхности узлов трения.
Налицо явное техническое противоречие: с одной стороны, жиклер стравливания необходим, так как он предотвращает утечку масла из маслобака в поддоны масляных полостей после останова двигателя, с другой стороны, он вреден, так как приводит к потерям мощности насоса, увеличению его массы и ухудшению процесса воздухоотделения в маслобаке.
Предложенное устройство позволяет разрешить это техническое противоречие.
Задача изобретения - устранить паразитную циркуляцию масла в маслосистеме ГТД.
Указанная задача решается тем, что в известной маслосистеме ГТД, содержащей масляные полости подшипниковых опор ротора и коробки приводных агрегатов с точками смазки узлов трения и установленный в магистрали подачи масла сифонный затвор с устройством стравливания воздуха в петлю сифонного затвора, согласно изобретению устройство для стравливания воздуха выполнено в виде струйной форсунки, установленной в воздушной части одной из масляных полостей в любой одной из ее точек смазки и сообщенной маслоприводом с петлей сифонного затвора. Новым в изобретении является то, что устройство для стравливания воздуха выполнено в виде струйной форсунки, установленной в воздушной части одной из масляный полостей в любой одной из ее точек смазки и сообщенной маслопроводом с петлей сифонного затвора.
Наличие в устройстве для стравливания воздуха струйной форсунки вместо жиклера обусловлено необходимостью преобразовать паразитную циркуляцию смазки в полезную, а подключение форсунки с помощью маслопровода к петле сифонного затвора обеспечит при останове двигателя стравливание воздуха из воздушной части масляной полости в колено сифонного затвора.
Из уровня техники неизвестны маслосистемы газотурбинных двигателей, в которых устройство для стравливания воздуха в петлю сифонного затвора выполнено в виде струйной форсунки, установленной в воздушной части одной из масляных полостей в любой одной из ее точек смазки и сообщенной маслопроводом с петлей сифонного затвора. Поэтому можно сделать вывод, что предложенная масляная система соответствует критерию новизны и изобретательского уровня.
На фиг.1 приведена принципиальная схема маслосистемы ГТД.
На фиг.2 показан элемент А со струйной форсункой.
Маслосистема содержит масляные полости 1 подшипниковых опор ротора и коробки двигательных агрегатов. В масляных полостях 1 для смазки и охлаждения узлов трения установлены форсунки 2, сообщенные системой магистралей с выходом из нагнетающего насоса 3, вход которого подсоединен к маслобаку 4. Маслосистема оборудована сифонным затвором 5, восходящая ветвь 6 которого является нагнетающей магистралью, соединенной через фильтр и теплообменник с выходом из нагнетающего насоса 3, а ниспадающая ветвь 7 системой магистралей соединена с форсунками 2. Образованная ветвями 6 и 7 петля 8 сообщена короткой магистралью 9 с жиклером 10 стравливания воздуха, установленным в воздушной части любой из масляных полостей 1 и выполненным в форме сопла форсунки 11. Для возврата отработанной смазки в маслобак 4 служит установленный на коробке приводных агрегатов блок насосов откачки 12.
При работе двигателя масло из маслобака 4 попадает на вход нагнетающего насоса 3, который переправляет масло под давлением через восходящую ветвь 6 сифонного затвора 5 в петлю 8. Из петли 8 масло в масляные полости 1 попадает двумя путями: через ниспадающую ветвь 7 к форсункам 2 и через магистраль 9 к жиклеру 10 стравливания воздуха, выполняющего функцию форсунки 11 подачи масла. Отработанное масло возвращается в маслобак для повторного использования блоком откачивающих насосов 12.
При останове двигателя давление масла за нагнетающим насосом 3 падает и прекращается движение масла вверх по восходящей ветви 6, при этом оставшееся в нисходящей ветви 7 сифонного затвора 5 и в магистрали 9 масло стекает вниз под действием силы тяжести через форсунки 2 и жиклер 10 в поддоны масляных полостей. Следует заметить, что из магистрали 9 масло стечет в поддон масляной полости 1 в первую очередь, так как проходное сечение жиклера 10 (2…3 мм) значительно больше, чем проходное сечение масляных форсунок 2 (≈0,8 мм), а магистраль 9 короче нисходящей ветви 7 сифонного затвора 5. Стекающее вниз из ниспадающей ветви 7 масло стремится образовать за собой разрежение, однако воздух, поступающий из воздушной части масляной полости 1 через жиклер 10 стравливания через магистраль 9 внутрь петли 8, устранит его и разорвет струю масла в колене сифонного затвора 5, что предотвратит перетекание масла из маслобака 3 в поддоны масляных полостей 1 после останова двигателя.
Изобретение позволит избежать потерь мощности нагнетающим насосом, снизит его массу и повысит надежность работы узлов трения за счет улучшения очистки масла от воздуха в маслобаке двигателя.