Что такое холодная прокрутка двигателя

Тема № 9. Система запуска двигателя ТВ2-117 (стр. 1 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4

Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика .

Кафедра: «Эксплуатация летательных аппаратов».

Система запуска двигателя ТВ2-117.

Компьютерная обработка: студенты и

Пособие предназначено для студентов 2-го курса специальности 130300, изучающих конструкцию двигателя ТВ2-117 по дисциплине «Авиационная техника».

Размер файла: 768 кб.

Файл помещен в компьютере «Server» ауд. 113-5

Имя файла: E: ПОСОБИЯ ТВ2-117 ТЕМА9 тема9.doc

Дата составления: 5 февраля 2005 г.

Дата внесения изменений: 5 февраля 2005 г.

Допущено для использования

в учебном процессе.

Протокол заседания кафедры «ЭЛАиД»

№ ______ от «___» ___________ 2005 г.

9.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЗАПУСКЕ ТВаД.

Запуском называется процесс вывода двигателя из нерабочего состояния на режим самостоятельной устойчивой работы — режим малого газа. Для запуска газотурбинного двигателя необходимо:

а) раскрутить ротор турбокомпрессора до оборотов, при которых компрессор в состоянии всасывать, сжимать и подавать сжатый воздух в камеру сгорания, а турбина компрессора развивать мощность, достаточную для привода компрессора при допустимой температуре газа перед турбиной;

б) образовать топливовоздушную смесь в камере сгорания двигателя и обеспечить ее воспламенение и устойчивое сгорание.

Агрегат, который обеспечивает раскрутку ротора турбокомпрессора при запуске двигателя, называется пусковым устройством или стартером. На двигателе ТВ2-117 пусковым устройством является стартер-генератор ГС-18МО, который при запуске работает стартерном режиме (режиме электродвигателя). Для образования и воспламенения топливовоздушной смеси на камере сгорания двигателя установлены два пусковых воспламенителя с пусковыми форсунками и запальными свечами СП-18УА.

Наличие на двигателе свободной турбины, обеспечивающей привод несущего и рулевого винтов, накладывает определенный отпечаток на его запуск. Так, в начальный момент запуска, когда повышение давления в компрессоре незначительно, полное расширение газа происходит только в турбине компрессора. При этом ротор свободной турбины практически не вращается.

Увеличение оборотов турбокомпрессора сопровождается ростом степени повышения давления в компрессоре. Это приводит к увеличению перепада давления на свободной турбине, плавной раскрутке свободной турбины, а значит и несущего и рулевого винтов. Наличие свободной турбины исключает необходимость постановки муфты включения трансмиссии вертолета — устройства достаточно громоздкого, сложного и неотъемлемого для вертолетных поршневых и одновальных газотурбинных двигателей.

Минимальное число оборотов установившейся самостоятельной работы двигателя зависит от его пусковых характеристик. Под пусковыми характеристиками ТВаД обычно понимают зависимость мощности пускового устройства (Nст), потребной для вращения ротора турбокомпрессора, и мощности, развиваемой турбиной компрессора (Nт. к.), от числа оборотов турбокомпрессора (nт. к) при заданном законе изменения температуры газа перед турбиной.

Примерный вид пусковой характеристики двигателя показан на рис.9.1. Из рисунка следует, что самостоятельная работа двигателя невозможна при числе оборотов турбокомпрессора, меньше равновесных (nр), что запуск двигателя возможен только с помощью мощного и действующего в течение относительно длительного промежутка времени источника энергии стартера.

Рис.9.1. Примерная пусковая характеристика газотурбинного двигателя:

Nст— мощность, развиваемая стартером; Nт. к. мощность, развиваемая турбиной компрессора; Nк — потребная мощность для вращения ротора компрессора;

1— момент воспламенения рабочего топлива; 2—момент отключения стартера; 3— режим малого газа

Однако отключать стартер-генератор ГС-18МО из стартерного режима, при достижении ротором турбокомпрессора равновесных оборотов нельзя, так как при этих оборотах турбина не создает избытка мощности, необходимого для перехода на более высокие режимы. Незначительное же ухудшение условий работы двигателя, а также наличие ветра со стороны выходного устройства может привести к тому, что мощность, развиваемая турбиной, окажется меньше потребной и двигатель остановится.

Обороты отключения стартера должны быть такими, при которых мощность, развиваемая турбиной, становится достаточной для уверенного выхода двигателя на режим малого газа. Для обеспечения возможности перехода двигателя на рабочие режимы температура газа перед турбиной компрессора на режиме малого газа должна быть меньше максимально допустимой. Турбина компрессора начинает развивать положительный крутящий момент с начала подачи в двигатель рабочего топлива.

В соответствии с изложенным весь процесс запуска можно разделить на три основных этапа.

Первый этап продолжается с момента включения стартера-генератора ГС-18МО в стартерный режим работы (nтк=0) до момента подачи в камеру сгорания и воспламенения в ней рабочего топлива (nтк = 17¸19%).

Раскрутка ротора турбокомпрессора на этом этапе осуществляется только стартером-генератором ГС-18МО.

Второй этап длится с момента, когда турбина компрессора начинает развивать положительный крутящий момент (n1) до момента отключения стартера-генератора ГС-18МО (n2). Раскрутка ротора турбокомпрессора на этом этапе осуществляется как стартером-генератором ГС-18МО, так и турбиной компрессора. Стартер-генератор ГС-18ГС на этом этапе работает в режиме сопровождения. Отключение ГС-18МО происходит при nтк=57¸63%.

Третий этап продолжается с момента отключения стартера-генератора ГС-19МО (n2) до момента выхода двигателя на режим малого газа (nмг). Раскрутка ротора турбокомпрессора на этом этапе осуществляется только его турбиной. При работе двигателя на малом газе обороты турбокомпрессора должны быть равны 65+2-1%.

Как видно из вышесказанного, в запуске двигателя ТВ2-117 должны принимать участие несколько систем:

— пусковая топливная система.

Кроме запуска двигателя система запуска может осуществлять холодную прокрутку и ложный запуск.

Холодная прокрутка предназначена для удаления из проточной части двигателя остатков топлива после неудавшегося запуска, охлаждения деталей проточной части двигателя. При холодной прокрутке осуществляется раскрутка ротора турбокомпрессора без подачи топлива в камеру сгорания. При холодной прокрутке работает только электрическая система, система зажигания и топливная система не задействованы.

Читать еще:  Характеристики синхронного двигателя стд

Ложный запуск, т. е. запуск без воспламенения топливовоздушной смеси, производится с целью проверки работы систем, участвующих в запуске, а также при проведении консервации и расконсервации двигателя. При ложном запуске работают электрическая и топливная системы, система зажигания не задействована.

9.2. ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАПУСКА ТВаД

При использовании для раскрутки ротора турбокомпрессора ТВаД электрической системы в качестве пускового устройства (стартера) применяется стартер-генератор ГС-18МО, работающий в режиме электродвигателя. Источниками напряжения могут быть бортовые аккумуляторные батареи или наземные средства обеспечения электроэнергией.

Для сокращения продолжительности запуска двигателя стартер должен обеспечивать раскрутку ротора турбокомпрессора на первом этапе с большими угловыми ускорениями (400¸600 с-2). Кроме того, стартер должен сопровождать раскрутку ротора турбокомпрессора до частоты вращения nтк=57¸63% и при этом иметь своем валу достаточно большой момент для увеличения частоты вращения ротора.

Стартер-генератор ГС-18МО представляет собой шестиполюсную электрическую машину постоянного тока с шунтовым возбуждением (рис.9.2,а). Такие электрические машины при работе в режиме электродвигателя имеют характеристики, представленные на рисунке 9.2,б.

Рис. 9.2. Характеристики электродвигателя постоянного тока с шунтовым возбуждением:

а) схема подключения якоря (Я) и обмотки возбуждения (ОВ);

б) скоростная 1, токовая 2 и моментная 3характеристики пуска электродвигателя при постоянном значении напряжения источника питания (U=const);

— ток, проходящий через якорь электродвигателя; n— частота вращения ротора электродвигателя;

М— момент на валу электродвигателя; t— время

На графиках (рис.9.2,б) можно выделить два участка: I участок неустановившегося переходного процесса и II участок установившихся параметров частоты вращения n и величины тока Iя. Из анализа графиков можно сделать выводы:

— сразу после подачи напряжения на электродвигатель (t » 0) происходит интенсивная раскрутка его ротора с большими угловыми ускорениями, электроток, проходящий через якорь максимален. В этот момент времени на валу электродвигателя максимальный крутящий момент и, следовательно, детали кинематически связанные с ротором электродвигателя, нагружены максимальными нагрузками. Большая величина тока якоря приводит к значительному тепловыделению в обмотках стартера;

— в процессе раскрутки ротора электродвигателя нагрузки, тепловыделение снижаются, но (в пределах I участка) снижается также интенсивность раскрутки ротора;

— на II участке величины Iя и n стабилизируются, их дальнейшее увеличение при U=const невозможно. На этом участке М=Мсопр. т. е. вся энергия, подводимая к стартеру, расходуется на нагрев обмоток, преодоление сил трения в подшипниках и др.

Из сказанного можно сделать выводы:

— первоначально к стартеру необходимо подавать пониженное напряжение, это снизит нагрузки на его детали, нагрев обмоток;

— по мере раскрутки ротора необходимо увеличивать подаваемое к стартеру напряжение или не допускать падения величины тока, проходящего через якорь стартера.

Пониженное напряжение к стартеру можно подавать, включив последовательно с ним добавочное сопротивление (Rд) (рис.9.3,а). На этом сопротивлении происходит падение напряжения и, следовательно, к стартеру будет подаваться пониженное напряжение. Затем в соответствии с программой запуска это сопротивление выключается из работы (шунтируется) при подаче напряжения на контактор К6.

Коробка защиты двигателей типа КЗД

2)предохранители типа СП-5, СП-10.

3)автоматы защиты типа АЗР-10.

4)автоматы защиты типа АЗС-5)

5) предохранители типа ИП-250, ТП-600.

77. Какой элемент не является частью генератора постоянного тока 28,5В:

Трансформатор тока.

3) коллекторный узел.

4) щетки (медно-графитовые).

78. Величина напряжение авиационных аккумуляторных батарей проверяется:

Под нагрузкой тока (определенной величины).

2) под нагрузкой напряжения (определенной величины).

3) под нагрузкой емкости (определенной величины).

4) под нагрузкой индуктивности (определенной величины).

5) под температурной нагрузкой (определенной величины).

Роль генератора, установленного на вспомогательной силовой установке (ВСУ; APU).

Резервного источника питания бортовой сети.

2)основного источника питания бортовой сети.

3)источники питания бытового оборудования;

4)источники питания освещения пассажирского салона.

5) источники питания ПОС.

80. Сколько режимов работы в системе запуска поршневого двигателя ВС типа Ан-2:

Два режима (раскрутка, сцепление);

2)три режима (1,2,3);

3)один режим (запуск);

4)два режима (автомат, ручное);

5) четыре режима.

По каким основным параметрам производится запуск турбореактивного двигателя.

По времени и оборотам.

2) по температуре масла.

3) по давлению топлива.

4) по температуре выходящих газов.

5) по температуре топлива.

Режимы которые используются при работе турбореактивного двигателя.

Запуск, холодная прокрутка, ложный запуск (консервация).

2)запуск, холодная прокрутка.

3) запуск, ложный запуск (консервация).

5) холодная прокрутка, ложный запуск (консервация).

Для чего используется холодная прокрутка.

Для охлаждения двигателя (после неудавшегося запуска).

2)для проверки параметров противопожарной системы.

3) для проверки параметров системы ПОС.

4) для проверки параметров гидравлической системы.

5) для проверки параметров топливной системы.

Для чего используется ложный запуск.

Для консервации и расконсервации двигателя.

2) для нагрева двигателя .

3) для проверки параметров двигателя.

4) для проверки параметров гидросистемы.

5) для охлаждения двигателя (после неудавшегося запуска).

85. Во время холодной прокрутки двигателя, происходит блокировка подачи:

Топлива.

86. Во время ложного запуска(консервация) в двигатель подается:

Читать еще:  Где находится датчик температуры двигателя на киа рио

Масло.

87. Во время запускав в двигатель подается:

Воздух, топливо, и включается система зажигания.

1) воздух, топливо.

4) воздух и топливо.

88. Воздушная турбина привода постоянных оборотов (ППО) работает:

На увеличение оборотов генератора.

2) на уменьшение оборотов генератора.

3) не влияет на обороты генератора.

4) на увеличение давление масла.

5) на увеличение давление топлива.

89. Воздух для привода постоянных оборотов (ППО) отбирается от:

1) компрессора двигателя.

2) турбины двигателя.

3) камеры сгорания.

4) гидравлической системы.

90. Какой агрегат участвует в запуске турбореактивного двигателя:

АПД- автомат запуска двигателя;

4) гидравлическая система;

5) тормозная система.

91. Система запуска турбореактивного двигателя не обеспечивает:

Запуск двигателей от генератора ГТ40ПЧ6;

2) запуск двигателей.

3) холодную про­крутку двигателей на земле;

4) прекращение запуска.

5) ложный запуск.

92.Система запуска турбореактивного двигателя ВС может быть :

Воздушной или электрической;

2) только воздушной.

3) только электрической;

Система запуска ВСУ (вспомогательная силовая установка) на ВС типа Ту-154, Як-40

обеспечивается на высотах не выше:

М.

94. Система распределения эл.энергии на ВС типа ТУ-154, BOEING:

Раздельная (левый и правый борт).

2) параллельная работа.

3) последовательная работа.

4) прямоугольная работа.

5) гидравлическая работа.

Система распределения эл.энергии на ВС типа Як-40, Ту-134, Ан-24)

Параллельная работа.

2)раздельная (левый и правый борт).

3) последовательная работа.

4) прямоугольная работа.

5) гидравлическая работа.

96. При отказе генератора во время полета в первую очередь отключается:

Шина буфетно-кухонного оборудования.

2) шина навигационного оборудования.

3) шина радиосвязного оборудования.

4) светотехническое оборудования.

97. К аварийной шине постоянно подключены источники эл.энергии:

Бортовые аккумуляторы.

98. Какие условия необходимо создать для проверки аккумуляторов перед полетом:

Имитаторы холодной прокрутки двигателя CCS-2100, CCS-2100LT

Автоматические имитаторы холодной прокрутки двигателя с термоэлектрическим охлаждением предназначены для измерений кажущейся (динамической) вязкости моторных масел при низких температурах и скоростях сдвига, воспроизводящих реальные условия при запуске холодного двигателя.

Модели

Имитаторы выпускаются в двух модификациях, отличающихся диапазоном рабочих температур:

  • CCS-2100: -35. -5 °С
  • CCS-2100LT: -40. -5 °С

Возможно обозначение буквы F на шильдике прибора дополнительно к наименованию модификации для имитатора, применяемого в условиях с напряжением сети 220 В.

Особенности

  • Полностью автономный настольный прибор
  • Встроенный автоподатчик обеспечивает непрерывный анализ до 30 образцов за один цикл
  • Благодаря автономной работе минимизируется риск случайных ошибок
  • Внешняя компьютерная программа автоматически выполняет расчёт вязкости пробы
  • Система автоматически промывается порцией следующей пробы.

Имитаторы холодной прокрутки являются уникальными приборами, не имеющими аналогов.

Значения динамической вязкости, полученные с помощью имитаторов холодной прокрутки, используются для классификации моторных масел по SAE.

Контроль измерений

В измерительной системе используется запатентованная пара ротор-статор с высокоточным термоэлектрическим охлаждением.

Скорость вращения ротора автоматически считывается цифровым датчиком высокого разрешения.

Надёжность и удобство в работе

Благодаря термоэлектрическому нагреву проба легко вымывается без использования растворителей

Пользователи могут самостоятельно проводить калибровку, задавать параметры измерений, распечатывать, хранить и экспортировать данные.

Описание

Принцип действия имитатора основан на измерении скорости вращения ротора в зависимости от приложенного крутящего момента и сопротивления, создаваемого исследуемым продуктом, пропорционального его вязкости, и расчете предела текучести и вязкости масла с помощью программного обеспечения.

Имитатор состоит из механизма имитатора холодной прокрутки, встроенного контроллера CCS Series II и периферийной система удаления отходов, состоящей из вакуумного насоса (для откачки пробы) и контейнера для отходов.

Механизм имитатора холодной прокрутки содержит испытательную ячейку с регулируемой температурой, выполненную в виде механизма ротора-статора, и поршневого насоса, обеспечивающего перемещение проб масла из бутылочек через заборную трубку в испытательную ячейку.

Это устройство имеет 30 мест для проб, обеспечивая последовательную автоматическую подачу новой пробы после завершения испытания предыдущей пробы.

Контроллер CCS Series II принимает информацию от датчиков имитатора CCS и передает данные в компьютер для анализа. Он также обеспечивает электропитание механизма имитатора и передает команды механизму.

Программное обеспечение

Имитаторы управляются от внешнего компьютера. Программное обеспечение «VISCPRO» предназначено для управления работой имитатора и процессом измерений, а также хранения и обработки полученных данных.

Уровень защиты программного обеспечения «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Соответствие стандартам

  • ГОСТ Р 52559-2006
  • ГОСТ 33111-2014
  • ГОСТ Р 51634
  • ASTM D5293, SAE J300

ASTM D5293 Стандартный метод определения кажущейся вязкости моторных масел при температуре в диапазоне -30. -5 °С с использованием имитатора холодной прокрутки прозрачных и непрозрачных жидкостей и вычисления динамической вязкости.

Технические характеристики

Диапазон динамической вязкости, мПас 900. 25000
Относительная погрешность измерения, %, не более 5
Максимальная производительность, проб в час 6
Вместимость системы автоподачи, проб 30
Температурный диапазон, °С CCS-2100 -35. -5 (±0,05)
CCS-2100LT -40. -5 (±0,05)
Минимальный объем пробы, мл 40
Электропитание 230 В, 50/60 Гц, 1000 Вт
Габаритные размеры, мм измерительный блок 333×644×711
сливной блок 330×396×172
охлаждающий термостат 249×500×599
Масса, кг измерительный блок 46
сливной блок 8,2
охлаждающий термостат 39,1

Поверка

осуществляется по документу МП 2302-0100-2017 «Имитаторы холодной прокрутки двигателя модификаций CCS-2100, CCS-2100LT. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» 21 июля 2017 г.

Читать еще:  Алгоритм работы двигателя автомобиля

Основные средства поверки

Вискозиметр Штабингера SVM 3000, диапазон измерений динамической вязкости 0,2. 20000 мПас, погрешность ±0,5 %, номер в Госреестре 45144-10.

Что такое холодная прокрутка двигателя

РАБОТА СИСТЕМЫ ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ТВ2-117А (АГ)

Запуск двигателя может производиться о аэродромного источника питания или от аккумуляторных батарей вертолета.

Процесс запуска двигателя происходит в следующей последовательности:

1. При нажатии на кнопку “Запуск” (1-я секунда) питание через автомат защиты сети “Загорание” и контакты кнопки “Запуск” подается на поляризованное реле включения программного механизма и загорается табло «Автомат, включена» на щитке запуска.. В цепи питания реле установлена кнопка, которая исключает возможность запуска двигателя при включенном тормозе несущего винта Программный механизм пусковой панели обеспечивает включение агрегатов и элементов системы запуска: стартера-генератор FC-18iMO, агрегат зажигания СКИА-22-2А и электромагнитный клапан пускового топлива. При этом напряжение на зажимах стартера равно 2. 3 В, а пусковой ток 200. 250 А. Начинается медленная раскрутка двигателя (выборка люфтов в передачах). Через 2 с с момента нажатия кнопки “Запуск” кулачок программного механизма блокирует кнопку от повторного случайного нажатия.

2. На 3-й секунде на якорь стартера подается питание 24 В (при параллельном соединении групп аккумуляторных батарей). В результате ток, потребляемый стартером, увеличивается дет 1100—1200 А и начинается энергичная раскрутка двигателя.

3. При достижении давления топлива после насоса высокого давления НР-40ВА Рт-3. 4 кгс/см2 открывается клапан постоянного давления. Топливо поступает в пусковые воспламенители и поджигается. На указателе ИТГ-1 показаний температуры газов еще нет.

4. При достижении 1тк=19. 21% открывается запорный клапан насоса-регулятора и в камеру сгорания поступает рабочее топливо. Воспламенение рабочего топлива сопровождается появлением и резким ростом температуры газов по указателю ИТГ-1, частота вращения турбокомпрессора начинает возрастать интенсивнее.

5. На 9-й секунде кулачок программного механизма подает питание на контакторы, которые переключают группы аккумуляторных батарей на последовательную работу. Это приводит к увеличению напряжения на клеммах стартера с 24 на 48 В, увеличению силы тока источников питания до 110 Л и интенсивному увеличению NmK.

6. При достижении NniK=3L..37% (но не ранее 12 с) по сигналам агрегата КА-40 включается регулятор тока, отключается подача пускового топлива и зажигание, включается продувка пусковых форсунок и магистралей пусковой топливной системы. В случае, если подача пускового топлива производится импульсами, при включенном импульсаторе, а также, если вышеуказанные переходы на реализуются по достижении NmK=3L..37%, то будут выполнены на 30-й секунде. Также на 30-й секунде программный механизм выключает систему зажигания.

7. На частоте вращения турбокомпрессора NntK=40. 50% возможен кратковременный заброс температуры газа (до 600° С). Объясняется это тем, что автомат запуска резко уменьшает перепуск топлива на слив, а регулятор оборотов турбокомпрессора еще не вступил в работу. Точка заброса температуры газа может быть перемещена по линии Ntk в зависимости от регулировки автомата запуска.

8. При достижении №тк=50. 56% гидравлическая система двигателя закрывает клапаны перепуска воздуха из компрессора в атмосферу.

9. При А1тк=57. 63% агрегат КА-40 выдает команду на отключение пусковой панели и переключение стартера в генераторный режим. Если они не отключаются, то на 40-й секунде кулачок программного механизма включает ускоренную доработку цикла и отключает все элементы запуска. Программный механизм устанавливается в исходное положение, а обмотки возбуждения стартера подключаются к регулятору напряжения, и стартер переходит на генераторный режим работы. Для включения генератора в бортовую сеть необходимо включить переключатель на панели постоянного тока.

10. При достижении 1Чтк=:56. 58% примерно открывается распределительный клапан второго контура рабочих форсунок и рабочее топливо поступает во второй контур. Давление топлива по указателю (замеряемое в первом контуре форсунок) при этом несколько уменьшается вследствие уменьшения гидравлических сопротивлений.

11. Двигатель выходит на режим малого газа. После отключения стартера турбокомпрессор раскручивается до устойчивого режима избыточной мощностью турбины. Время выхода двигателя на режим малого газа контролируется по секундомеру и не должно превышать 50 с.

Параметры работы двигателя и вертолетного редуктора на режиме малого газа должны быть следующие:

— температура газа перед турбиной компрессора — не выше 600° С;

— давление масла в двигателе — не менее 2 кгс/см2;

— температура масла — не менее -40° С;

— давление масла в вертолетном редукторе — не менее 0,5 кгс/см2;

— давление топлива перед рабочими форсунками — 18. 35 кгс/см2.

Система запуска необходима также для выполнения холодной прокрутки двигателя, которая производится:

— после неудавшегося запуска, если не произоито воспламенение топлива;

— после ложного запуска;

— перед запуском после перерыва в работе двигателя более 5 суток;

— после замены масла в маслосистеме;

— перед первым запуском вновь установленного двигателя.

Время цикла пусковой панели при холодной прокрутке 27 с, при этом нет подачи электропитания на свечи и электромагнитный клапан пускового топлива, а также не включается регулятор тока и не происходит переключение питания стартера на 48 В.

Перед выполнением холодной прокрутки необходимо переключатель «Запуск-11рокрутка» на щитке запуска двигателей установить в положение «Прокрутка».

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector