Меню
Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Сверхмощные тракторы

Сельскохозяйственные газотурбинные тракторы

Конструкции тракторных газотурбинных двигателей

Возможность и целесообразность использования газотурбинных двигателей (ГТД) на автомобилях и тракторах предопределены комплексом их существенных преимуществ по сравнению с поршневыми.

Основными из них являются легкий пуск при низких температурах (в течение 11,5 мин без подогрева при25°С), сокращенные трудоемкости технического обслуживания (на 2547%) и снижение стоимости капитального ремонта (на 2365%), меньшие значения массы (в 1,82,5 раза) и габаритов (в 1,41,6 раза). Важными достоинствами таких двигателей являются многотопливность без существенной переделки систем, меньший выброс токсичных компонентов (в 3-5 раз), снижение уровней вибрации и шума, хорошая приспособленность к внешним нагрузкам (благодаря благоприятной характеристике), сокращение в 45 раз номенклатуры деталей [44, 73, 91,9598]. Один из существенных недостатков ГТД их низкая топливная экономичность практически устранен; лучшие образцы автотракторных ГТД мощностью 260440 кВт имеют удельный расход топлива 210 250 г/кВт-ч. Успешно решается вопрос о снижении его до 200 г/кВт-ч. На повестке дня стоит повышение их эксплуатационной надежности и долговечности. Основным путем, ведущим к росту их экономичности, является применение керамических материалов, повышение начальной температуры газа до 1350... 1370°С, увеличение степеней повышения давления (як) до 5,58 и регенерации до 0,9. Моторесурс ГТД практически доведен до 10 000 моточасов. Остановимся подробнее на принципе действия ГТД [44, 53]. Для этого обратимся к рис. 3.1. В ступени, состоящей из соплового аппарата и рабочего колеса, происходит преобразование энергии газа. Поток газа, направленный параллельно оси турбины (такая турбина называется осевой) со скоростью С0, температурой Та и давлением р0, подходит к сопловым лопаткам 1, в которых происходит превращение энергии давления (потенциальной) в кинетическую. При этом последнее понижается до ри а температура до Tf. Скорость газа возрастает до Сг, и он направляется под углом ах на лопатки 2 турбины, укрепленные на рабочем колесе 3. В каналах 4, образованных лопатками турбины, давление и температура продолжают уменьшаться. Лопатки

выполняются многоступенчатыми с отдельными ступенями давления и скорости или с комбинированными ступенями. Двухступенчатая турбина со ступенями давления, изображенная на рис. 3.2, состоит из сопловых аппаратов / и лопаточных венцов 2, которые при 23 ступенях укрепляются либо на одном общем диске, либо на отдельных дисках, образующих ротор турбины. Ступени давления могут быть как активными, так и реактивными. У турбин со ступенями скоростей весь перепад давлений срабатывается в сопловом аппарате, в результате чего абсолютная скорость С0 возрастает до Сх; давление р и относительная скорость W на рабочих лопатках остаются примерно постоянными; некоторое их уменьшение происходит вследствие потерь на трение и удары, что и иллюстрирует рис. 3.2, б. В направляющем аппарате второй ступени скорости поворот струи осуществляется без ускорения.

Турбины со ступенями скорости являются активными. В каждой последующей ступени как в ступенях давления, так и в ступенях

скорости исходной является выходная скорость потока предыдущей ступени. Турбины со ступенями скорости имеют более низкий КПД, чем турбины со ступенями давления. Поэтому их применение ограничено (как правило, турбинами вспомогательного назначения). С целью повышения долговечности лопатки сопловых аппаратов высокотемпературных ГТД иногда выполняют пустотелыми, обеспечивая возмож-

на общем валу турбины и компрессора мощность увеличивается, а Удельный расход топлива снижается. С увеличением нагрузки выше расчетной частота вращения двигателя падает, что приводит к уменьшению вращающего момента вплоть До полной остановки двигателя. При возвращении нагрузки к расчет-Ному значению, вращающий момент увеличивается вместе с повышением частоты вращения.

иость циркуляции по каналам охлаждающего воздуха. Рабочие лопатки охлаждаются в основном отводом тепла в диск. Кроме осевых, применяются также радиальные турбины (центростремительные или центробежные), показанные на рис. 3.3, у.которых Поток газа направлен по радиусам. Современные автотракторные ГТД выполняются по следующим структурным схемам, изображенным на рис. 3.4, основными из которых являются [45] одновальный с теплообменником, двухвальный с теплообменником и одним из средств дополнительного регулирования регулируемым сопловым аппаратом (РСА) или управляемой связью роторов УСР; трехвальный простого цикла с теплообменником и РСА; трехвальный сложного цикла. Одновальные ГТД, несмотря на простоту их конструкции и малую массу, в качестве автотракторных могут найти применение только в случае использования гидро- или электропередач. Это объясняется тем, что они имеют характеристику, типичный вариант которой представлен на рис. 3.5. Из нее видно, что с увеличением частоты вращения установленных

Несмотря на относительную простоту конструкции, малые значения массы, габаритов и ряд других весьма важных достоинств автотракторным одновальным ГТД до сих пор не уделялось достаточного внимания, поскольку не наметилась тенденция к преимущественному применению того или иного типа трансмиссии (кроме механической) перспективных автомобилей и тракторов (электрические, гидростатические, фрикционные и др., включая бесступенчатые и дифференциальные; у них положительные качества одновальных ГТД могли бы быть полностью реализованы). Поэтому остановимся кратко на двух -его схемах, представленных на рис. 3.6. Выбранные двигатели имеют центробежные компрессоры и центростремительную (а) или осевую (б) турбины, камеры сгорания, теплообменник и редукторы. Кроме того, •они оборудованы системой топливо- и маслоподачи, а также системами воздухозабора и газоудаления. Степень повышения давления воздуха в компрессоре достигает 2,83. Номинальная мощность 76 кВт; частоты вращения двигателя лежат в пределах до 35 ООО мин-1, а на выходном валу редуктора они находятся в диапазоне 20003500 мин-1; удельный расход топлива 290300 г/(кВт-ч), степень регенерации 0,83. Используемый обычный цилиндрический редуктор имеет обгонную муфту (для обеспечения включения нагрузки при достижении определенных частот вращения) и гидромуфту (рис. 3.6, б), что исключает потребность в муфте сцепления. Масса двигателей 85 120 кг. При применении современных трансмиссий (механических) перспективной является схема ГТД двухвального типа, в которой валы| тяговой и компрессорной турбины обычно имеют только газодинамическую связь. Принципиальная схема двухвального ГТД с последовательным расположением компрессорной и тяговой турбин представлена на рис. 3.7. Воздух после очистки во входном устройстве поступает] в компрессор К, где сжимается до давления 0,50,8 МПа и направляется в камеру сгорания, в которую форсункой Ф впрыскивается топливо. Газы с температурой 970...1150°С поступают в компрессорную| турбину ТК, отдавая часть своей энергии для привода компрессора, расположенного на одном валу с его турбиной. Далее газы уже с температурой 800...930°С направляются в ступень тяговой турбины, в которой они расширяются до атмосферного давления, отдавая при этом оставшуюся часть энергии. Вал тяговой турбины, соединенный через редуктор с колесами, приводит их во вращение. Обобщенная характеристика двухвального ГТД представляет собой систему кривых, описывающих изменения мощности, удельного расхода и вращающего момента в зависимости от частоты вращения вала тяговой турбины (или выводного вала двигателя). Типичные характеристики двухвального автотракторного ГТД при работе в тяговых и тормозных режимах приведены на рис. 3.8. Изменения параметров в установившихся режимах получены при сохранении постоянной частоты вращения турбокомпрессора. Нетрудно заметить, что коэффициент приспособляемости ГТД в 22,3 раза выше, чем у поршневого двигателя. ГТД с двухступен чатой коробкой передач на автомобиле заменяет поршневой двигатель с четырехступенчатой. У тракторов типа Кировец для обеспечения тех же тяговых и скоростных свойств, которые создаются дизелем ЯМЗ-238НБ (ЯМЗ-240Б) при 16-скоростной коробке, в случае двухвального ГТД достаточно коробки с 4 передачами. Торможение мобильных машин с ГТД обеспечивается включением заднего хода, что требует вращения тяговой турбины в противоположную сторону, т. е. против вытекающего из соплового аппарата газового потока, создающего тормозной момент. Недостаток такого способа торможения дополнительный расход топлива и необходимость иметь в механизме

переключения муфту, способную поглотить кинетическую энергию вращающегося ротора тяговой турбины и связанных с ней деталей; его основное преимущество простота. В настоящее время широкую известность получили такие отечественные двухвальные автотракторные ГТД, как Турбо НАМИ-053, ГТД-350, ГТД-350Т, ГТД-Т701, двигатели типа ГАЗ-99 и ряд других. Все они выдержали испытания в дорожно-полевых условиях, и ведется работа над их дальнейшим усовершенствованием.

Из зарубежных автомобильных ГТД наиболее известными являются двухвальные ГТД Турбо-1, вид и характеристики которых даны на рис. 3.9. Основной частью двигателя является турбокомпрессор; спереди к нему крепится картер, несущий все вспомогательные механизмы с приводом от вала компрессора. Режим работы турбокомпрессора устанавливается путем ручного регулирования топливоподачи. Масло подается одним нагнетательным шестеренчатым насосом, а отсасывается двумя.

Двигатель Аллисон Т-63, изображенный на рис. 3.10, двухвальный, мощностью 185 кВт, высокотемпературный, с увеличенной степенью повышения давления. Он снабжен осецентробежным компрессором. Несущей основой двигателя является средний литой из алюминиевого сплава картер, к которому слева снизу прикреплен компрессор, справа корпуса турбин с камерой сгорания, а вверху - картер выводного вала. Редуктор и приводы вспомогательных механизмов расположены внутри несущего корпуса. Двигатель Солар Т-62Т, показанный на рис. 3.11, двухвальный, мощностью 59 кВт. Он устанавливается на специально сконструированный опытный трактор НТ-340 с приводом на колеса через гидрообъемную передачу. В результате выполнения исследований [44] установлено, что по сравнению с одновальный ГТД и поршневым этот двигатель является более эффективным (рис. 3.11, б). Гидронасос трактора приводится в движение через редуктор с частотой вращения 2000 мин-1. При совместной работе ГТД с гидрообъемной передачей изменение скорости осуществляется при постоянной частоте вращения

ротора насоса. Воздух в компрессор поступает через радиальну входную коробку, прикрытую защитной сеткой. Компрессор центробежный, одноступенчатый; его турбина радиальная, центростремительная, а тяговая радиально-осевая (ее проточная часть в меридиональном сечении является продолжением компрессорной турбины). Вал тяговой турбины проходит внутри вала турбокомпрессора. Ротор установлен на шарикоподшипниках. Редуктор двухступенчатый, однопоточный, с валами, также установленными на шарикоподшипниках. Из компрессора воздух направляется в кольцевую камеру сгорания относительно большего объема. Камера работает по принципу предварительного испарения топлива. Двигатель GT-305 мощностью 206 кВт представлен на рис. 3.12, Картеры турбин, отлитые из алюминиевого сплава, образуют несущую силовую систему двигателя. На картере тяговой турбины смонтированы редуктор и коробка вспомогательных приводов; на нем же уста-

новлены опорные полуоси несущих роликов ротора теплообменника. К картеру редуктора присоединена автоматическая коробка передач. В целях повышения экономичности автотракторных ГТД ведутся работы по дальнейшему повышению температуры рабочего тела, по усложнению цикла, схемы и конструкции ГТД, по смещению точки минимума ge в зону частичных нагрузок, по обеспечению пологого или прямолинейного характера изменения ge в зоне 50100%-ной нагрузки, а также повышению степени регенерации (до 0,90,95). Из ГТД сложного цикла наиболее известны двигатели фирмы Форд модели 704, 705 и др. Схема воздушно-газового тракта первого из них и характеристика его по нагрузке приведены на рис. 3.13. Двигатель трехвальный; он имеет турбокомпрессоры низкого и высокого давлений и тяговую турбину. Турбина ТЗ привода компрессора К1 низкого давления осевая, двухступенчатая; она не имеет перед первой ступенью соплового аппарата. Между первой и второй ступенями компрессора установлен двухсекционный охладитель X воздуха, обеспечивающий степень охлаждения 0,64. После второго компрессора К2 воздух направляется в теплообменник ТО, а затем в первую камеру сгорания КС1, откуда он подается на турбину Т1 компрессора К2 высокого давления. Во второй камере сгорания КС2 происходит подогрев газа за счет дополнительного подаваемого топлива. Далее его поток направляется на тяговую турбину Т2, а затем на ТЗ. Отработавшие газы направляются в теплообменник. Двигатель имеет мощность 221 кВт, а удельный расход топлива составляет 280 г/(кВт-ч), причем минимум его смещен в зону частичных нагрузок. Рассмотрим достижения последних лет в области автотракторного газотурбостроения. Наибольшую известность [103] приобрел двухвальный ГТД с двумя компрессорами и двумя турбинами, изображенный на рис. 3.14. В области больших мощностей оба компрессора работают параллельно, так же как и компрессорная и тяговая турбины (рис. 3.14, а). В области малых мощностей компрессоры и турбины имеют последовательный поток воздуха и газа. Изменением потока газа и воздуха с последовательного на параллельное и наоборот удается повысить мощность ГТД в 2 раза по сравнению с обычным двухвальный двигателем. Экономичность двигателя в зависимости от нагрузки при переходе от одного режима к другому изменяется мало вследствие небольших колебаний температуры газа. Удельный расход топлива достигает минимума при относительной мощности, равной 0,4. Масса и размеры теплообменника, несмотря на большую, чем у обычного ГТД, максимальную мощность, не превосходят соответствующие показатели теплообменника обычных ГТД. Двухфазная турбина [104] показана на рис. 3.15. Она отличается простотой конструкции, хорошей надежностью в процессе эксплуатации и высоким КПД (до 0,7 от КПД цикла Карно). Ее достоинством является также возможность получения больших моментов при малой частоте вращения колеса. Нагретая жидкость и пар, образовав двухфазную смесь, поступают в сопло, в котором она ускоряется (при этом часть воды дополнительно испаряется). Вытекая из него, под углом, указанная смесь ударяет по кольцевой поверхности обода внешнего

ротора. Последний свободно вращается в подшипниках и не связан с рабочим валом. Момент силы трения жидкости вызывает вращение внешнего ротора, максимальная частота которого обычно достигается через 10 с после запуска турбины. Жидкость вращается вместе с ротором, усиливая эффект маховика. В стационарных условиях частоты вращения жидкого кольца и внешнего ротора близки. Пар сообщает жидкости кинетическую энергию. При движении ротора происходит сепарация пара и жидкости.

Когда вращающееся жидкое кольцо достигает определенной толщины, жидкость начинает поступать в импульсные трубки внутреннего ротора, представляющего собой рабочее колесо турбины, частота вращения которого равна половине частоты вращения внешнего ротора. Колесо связано с валом. Жидкость приводит его во вращение и по импульсным трубкам перетекает в сепаратор. Мощность турбины составляет73,5 кВт, оптимальная частота вращения равна 5000 мин-1. Турбина может эффективно работать даже при изменении ее частоты вращения по сравнению с оптимальной до 10 раз. В качестве рабочего тела в двухфазной турбине может использоваться нагретая жидкость, температура которой составляет 147°С (для обычных паровых турбин минимальная температура теплового источника 177°С). Это позволяет использовать для двухфазных турбин отработавшие газы ГТД и ДВС. Результаты анализа рассмотренных и ряда других конструкций ГТД показывают, что их металлоемкость существенно ниже, чем у поршневых двигателей. Наглядно это показано на рис. 3.16, который дает возможность сравнить удельные массы поршневых двигателей и ГТД. Как видно из этого рисунка, даже при сопоставлении значений верхней границы удельной массы ГТД с нижней границей ее для дизеля они существенно превосходят последние (на 4075%); при сопо , ставлении же равнозначных условий это различие может достигнуть 180250%. Общий вид двигателей ГТД-350 и ГТД-350Т, используемых на тракторах типа Кировец, представлен на рис. 3.17. Эти двигатели сходны по конструкции и близки по основным параметрам. Вместе с тем у них имеются некоторые различия. Основные из них состоят в том, что ГТД-350Т имеет теплообменник рекуперативного типа и обгонную муфту для блокировки турбины компрессора и тяговой турбины при соотношении между частотами их вращения 96 :101,8. Это обусловило и отличие во внешнем виде и в компоновке отдельных сборочных единиц. Двигатель ГТД-350Т двухвальный, с управляемой связью роторов при помощи обгонной муфты. Он имеет осецентробежный компрессор, расположенный в его передней части. Воздух входит в направляющий аппарат компрессора, проходит его ступени, а затем поступает в воздухосборную улитку. Отсюда он направляется в теплообменник рекуперативного типа, а затем в расположенную в задней части двигателя камеру сгорания. В последней воздушный поток меняет направление на 180°; форсункой в него непрерывно впрыскивается

топливо, сгорающее в зоне горения. Горячие газы направляются вперед на турбинные колеса двигателя. У двигателя имеются две соосно расположенные турбины. Первая одноступенчатая приводит во вращение компрессор и расположена на внутреннем валу; она связана валами с компрессором. Вторая двухступенчатая турбина, расположенная на наружном валу, связана шестернями с выводным валом редуктора двигателя. Отработавшие горячие газы, пройдя сопловые и рабочие лопатки турбин, направляются в рекуператор, а затем в выхлопные патрубки. Между газосборником и компрессором размещен корпус редуктора двигателя. На корпусе размещены опоры и цапфы фиксации последнего на тракторе. К передней стенке редуктора крепится компрессор, а к задней газосборник, к которому присоединены корпуса турбин и камера сгорания. В корпусе редуктора размещены приводы к агрегатам, обеспечивающим работу двигателя; агрегаты крепятся на фланцах, расположенных на стенках редуктора. Компрессор двигателя одноконтурный, одновальный, комбинированный, состоит из семи осевых ступеней и одной центробежной. Он имеет воздухозаборник, ротор с рабочими колесами и опорами, корпус с направляющими аппаратами и улитку. В рабочих режимах компрессор обеспечивает подачу воздуха в камеру сгорания около 2,0 кг/с со степенью сжатия, равной 6. Беспомпажная работа компрессора на малых и переходных режимах обеспечивается автоматическим перепуском сжатого воздуха из компрессора в атмосферу. Камера сгорания имеет корпус с улиткой, жаровую трубку, форсунку, пусковой воспламенитель и воздухоподводящие каналы. Все ее элементы собираются в отдельный узел, который и монтируется на двигателе. В камере сгорания обеспечивается равномерное поле температур потока газа как по окружности, так и по ее диаметру. Корпус камеры состоит из цилиндрической оболочки со сферическим дном и приваренной к нему улитки с двумя воздухоподводящими трубами; в передней части он своим фланцем крепится к корпусу соплового аппарата турбины компрессора. Жаровая труба имеет фронтальное устройство и три цилиндрические секции, изготовленные из листовой жаропрочной стали. В зону горения воздух подается через восемь рядов отверстий во фронтальном устройстве. Внутри фронтального конуса вдоль рядов отверстий приварены восемь накладок-завихрителей входящего в отверстия воздуха, что предохраняет фронтальный конус от нагара. Топливная форсунка односопловая, двухканальная, центробежная,? имеет корпус, приемный штуцер с фильтром, распределительное устройство с плунжером и пружиной и выходное сопло с завихрителями. Пусковой воспламенитель состоит из корпуса, форсуночного устройства и запальной свечи. Турбинный узел состоит из двух турбин турбины компрессора и тяговой турбины. Первая одноступенчатая, вы- сокооборотная (45 ООО мин-"1) соединена шлицевым валиком с ротором компрессора и приводит его во вращение, на что расходуется около 95% мощности этой турбины; остальное идет на привод агрегатов двигателя. Турбина компрессора имеет сопловой аппарат, промежуточный корпус, ротор и два подшипника качения. На роторе укреплены 54 лопатки. Вторая турбина осевая, двухступенчатая. Посредством шестеренчатых передач она соединена с выходным валом двигателя. Частота ее вращения составляет 24 00028000 мин-1. Вся мощность тяговой турбины передается на выходной вал двигателя. Она имеет два сопловых аппарата (первой и второй ступени), двухступенчатый ротор и два подшипника качения. Рабочее колесо первой ступени имеет. 47 лопаток, а второй 43. В обеих турбинах лопатки на дисках крепятся посредством замков типа елочного шлица. Подшипники роторов турбин шариковый и роликовый. Цилиндрический редуктор двигателя обеспечивает понижение частоты вращения на выходном валу двигателей до 59056595 мин-1. Масляная система двигателя выполнена по замкнутой схеме с принудительной циркуляцией масла; она обеспечивает смазку и отвод тепла от подшипников всех опор и приводов двигателя. Система работает на масле БЗ-В. В комплект масляной системы входят блок масляных насосов, масляный фильтр двигателя, магистральные трубопроводы и масляный радиатор. Топливная система и система регулирования выполняют следующие функции: обеспечение запуска двигателя и поддержание его устойчивой работы на всех режимах; обеспечение ограничений максимального расхода топлива и частот вращения турбин; осуществление контроля за работой двигателя. Запуск двигателя производится при температуре в пределах от 40 до +40°С. Топливная система и система регулирования имеют аппаратуру регулирования, электрооборудование и приборы контроля. Насос-регулятор обеспечивает подачу топлива к форсунке двигателя, поддержание заданной частоты вращения турбокомпрессора, подачу топлива при пуске и разгоне по требуемому закону, остановку двигателя стоп-краном. Двигатель имеет ограничитель частоты вращения тяговой турбины. Система запуска и питания включает в свой состав стартер-генератор, пусковую панель, два переключающих контактора, реле включения шунтовой обмотки стартер-генератора и другое оборудование. Номинальная мощность двигателя в нормальных условиях эксплуатации составляет 260 кВт. Сухая масса двигателя около 340 кг. В качестве топлива используются керосин ТС-1 и бензин Б-70. Температура газа перед рабочим колесом турбины достигает 910°С. Двигатель ГТД-Т701 для трактора К-701 с рекуператором и регулируемым сопловым аппаратом тяговой турбины имеет мощность 230 кВт при частоте вращения тяговой турбины 34 500± ±50 мин-1. Максимальный вращающий момент на выводном валу двигателя при максимальной частоте вращения турбокомпрессора и частоте вращения выводного вала двигателя 1980 мин-1 составляет 950 Н-м, а при остановленном выводном вале 2000 Н>м. Коэффициент приспособляемости равен 1,92,5. Масса двигателя 800 кг. Рабочий диапазон частот вращения турбокомпрессора находится в пределах 22 000 35 000 мин"1, а выводного вала 02000 мин-1. Расход воздуха составляет 2,45 кг/с; температура газа на выходе из двигателя достигает 330°С. В качестве топлива используются керосин ТС-1 или Т-1, дизельное топливо, газовый конденсат. Двигатель имеет одноступенчатый центробежный компрессор, блок камеры сгорания, одноступенчатую осевую турбину компрессора и тяговую турбину, кольцевой рекуператор, коробку приводов, редуктор. Кроме того, на нем имеются агрегаты систем топливоподачи и регулирования, смазки, электрооборудования, а также вентилятор. Воздух, поступающий для питания двигателя, проходит через воздухоочиститель и поступает на вход компрессора. Из последнего сжатый воздух по кольцевому каналу в коробке приводов и блоке камеры сгорания подводится к рекуператору, где он нагревается теплом газов, выходящих из тяговой турбины. Это обеспечивает существенное снижение расхода топлива. Рекуператор пластинчатый, с двухзаходным током воздуха. В его наружной части воздух идет вдоль оси в сторону редуктора, а затем поворачивается и движется по внутренней части его в сторону компрессора. После этого он поступает в камеру сгорания, куда подается и топливо. Образовавшиеся в результате сгорания газы направляются в ресивер, откуда после поворота на угол 90° они направляются на ступень турбины компрессора. Затем газ через регулируемый сопловой аппарат попадает на ротор тяговой турбины и после прохода теплообменника в радиальном направлении выходит через два выхлопных окна в газоотводящий канал трактора. Редуктор имеет две секции, позволяющие передавать вращение различным элементам, а также соединять тяговую и компрессорную турбину трактора при запуске двигателя буксировкой. От турбокомпрессора двигателя приводятся во вращение масляный насос, стартер-генератор, вентилятор охлаждения генератора, датчик тахометра, центробежный суфлер, топливоподкачивающий насос, автомат топливоподачи и регулирования, и, наконец, вентилятор охлаждения маслорадиаторов и отсоса пыли из воздухоочистителя. Датчик тахометра получает вращение от тяговой турбины. Поскольку основные элементы двигателя и их крепление аналогичны изложенным ранее, здесь нет необходимости детально останавливаться на каждой сборочной единице, за исключением регулируемого соплового аппарата (РСА). Последний предназначен для улучшения характеристик двигателя на режимах частичных нагрузок и для облегчения запуска и обеспечения торможения двигателем. Он состоит из корпуса, сопловых поворотных лопаток, узла с подшипниками качения и уплотнения, а также из механизма привода сопловых лопаток. Корпус РСА сварной, на нем монтируются поворотные сопловые лопатки и все основные механизмы. Внутренняя и наружная части корпуса, связанные между собой стойками, соответственно образуют внешний и внутренние обводы проточной части переходника и РСА тяговой турбины. В утолщенной части корпуса выполнены 32 радиальные расточки, в которых располагаются подшипники сопловых лопаток РСА и уплотнительные кольца. На корпусе также крепится механизм привода поворотных сопловых лопаток, содержащий коническую зубчатую передачу. Центральная коническая шестерня опирается на 36 шариков, которые заключены в кольцевом сепараторе и расположены в канавке, образуемой двумя половинами разъемного кольцевого рельса и центральной шестерней. Последняя имеет возможность вращаться соосно с осью турбины под действием рычага управления, сферический конец которого входит в паз вкладыша шестерни, зубчатый венец которой в свою очередь входит в зацепление с зубчатыми секторами на цапфах сопловых лопаток. Поэтому при повороте шестерни происходит синхронный поворот последних. В процессе работы двигателя его сопловые лопатки могут поворачиваться на угол 100° в сторону открытия (реверса). В качестве примера на рис. 3.18 приведена принципиальная схема управления механизмом поворота лопаток РСА тяговой турбины фирмы Крайслер модели 130. В схеме использован гидропривод, хотя это и не является обязательным.

Реклама