Компрессор двигателя ТВ2-117А

Курсовая работа

* повышенный износ лопаток компрессора;

  • попадание вертолета в турбулентный воздушный поток;
  • увеличение шага несущего винта при неполном повороте корректора газа вправо до упора;
  • увеличение шага несущего винта с темпом, превышающим приемистость;
  • включение ПОС на взлетном режиме работы двигателя.

Признаки возникновения помпажа

¦ изменение тона работы двигателя;

  • ¦ появление хлопков из-за выброса воздуха в атмосферу;
  • ¦ колебания температуры газа с тенденцией к значительному росту;
  • ¦ колебания оборотов турбокомпрессора;
  • ¦ возможна повышенная вибрация.

Для предотвращения помпажа при запуске двигателя используется частичный перепуск воздуха за VI ступенью компрессора в атмосферу через два клапана перепуска. При этом уменьшается сопротивление проточной части компрессора, что способствует увеличению расхода воздуха через первые ступени и увеличению значения составляющей абсолютной скорости (с).

Относительная скорость (w) будет направлена под расчетным углом к профилю лопатки и срыв потока с лопаток не произойдет.

Перепуск части воздуха из компрессора в атмосферу вызывает понижение мощности и увеличение расхода топлива двигателя. Однако это оправдывается устойчивой работой двигателя и уменьшением потребной мощности стартера.

Перед запуском клапаны открыты, при запуске на оборотах турбокомпрессора 50…56 % КПВ закрываются. Управляются КПВ автоматически от гидросистемы двигателя.

Поворотные лопатки ВНА и НА.

Наиболее экономичным способом зашиты компрессора от помпажа является изменение углов установки регулируемых лопаток входного направляющего аппарата (ВНА) и направляющих аппаратов (НА) I-III ступеней.

Изменением углов установки лопаток при изменении режимов работы двигателя или полетных условий обеспечивается плавное, бессрывное обтекание рабочих лопаток и лопаток НА в довольно широком диапазоне частот вращения. Это не только повышает запас устойчивости компрессора по помпажу, но и его к. п. д

При запуске и на низких режимах работы двигателя лопатки установлены на минимальные углы:лопатки ВНА -39±1°лопатки НА I и II ступени -30± 1°, лопатки НА III ступени -25± 1 °

При увеличении оборотов более 76,5 ± 1,5% лопатки начинают поворачиваться в зависимости от Nтк и tн, а когда Nтк=100% и tн= 15 °С лопатки устанавливаются на углы 0°.

Управляются лопатки ВНА и НА автоматически двумя гидромеханизмами от гидросистемы двигателя.

7 стр., 3484 слов

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания принцип работы

... скоростью. Комбинированный двигатель представляет собой гибрид поршневого и газотурбинного двигателей. Термин «двигатель внутреннего сгорания» получил распростра­нение применительно к поршневым двигателям. Принцип работы ДВС. Принцип действия ... энергия потока преобразуется в механическую работу на лопатках вращающегося рабочего колеса. В реактивных двигателях рабочее гело расширяется также в ...

1.8 Назначение конструкция и работа противообледенительной системы (ПОС) двигателя

Противообледенительная система обеспечивает нормальную работу двигателя в условиях низких температур и повышенной влажности атмосферного воздуха, когда возможно обледенение элементов конструкции двигателя. Образование льда на элементах конструкции входного устройства двигателя приводит к нарушению обтекания элементов входного устройства, а следовательно, к снижению секундного расхода воздуха, а это в свою очередь вызывает срывы пламени в камере сгорания и резкое падение мощности двигателя, что особенно опасно при полетах на малых высотах. Кроме того, возможно скалывание льда, который, попадая на лопатки компрессора, может вывести из строя двигатель. Таким образом, главной задачей противообледенительной системы является защита от обледенения элементов конструкции входного устройства двигателя путем их обогрет горячим воздухом. Отбор горячего воздуха производится из полости, образованной корпусом камеры сгорания и жаровой трубой. Для крепления трубы отбора на корпусе камеры сгорании справа предусмотрен треугольный фланец. Расход горячего воздуха на обогрев элементов конструкции входного устройства двигателя составляет 1,7 % общего расхода воздуха в компрессоре.

У двигателя ТВ2-117 от возможного обледенения защищены воздухозаборник, стойки первой опоры двигателя, кок и лопатки ВНА. Противообледенительное устройство воздухозаборника состоит из коллектора, трубопроводов подвода горячего воздуха и переключателя (крана) с электромеханизмом. Коллектор представляет собой полое кольцо из трубы, в стенках которой выполнены отверстия для выхода горячего воздуха. Электромеханический переключатель воздуха предназначен для перекрытия проходного сечения воздухопровода подачи горячего воздуха.

Противообледенительное устройство двигателя (стоек опоры, кока, лопаток ВНА) состоит из трубы, противообледенительного клапана, двух труб подвода горячего воздуха в корпус передней опоры ротора компрессора, системы каналов и отверстий для прохода горячего воздуха в обогреваемых деталях. Управляет работой противообледенительного клапана электромеханизм. Включение электромеханизмов крана и притовообледенительного клапана на открытие подачи горячего воздуха на обогрев производится: для правого двигателя автоматически или вручную от переключателя на панели ПОС, а для левого — только вручную.

Рис. 8.1. Схема противообледенительной системы двигателя:

1 — датчик обледенения; 2 — электронный блок; 3 — трубопроводы подачи горячего воздуха от клапана в корпус первой опоры; 4 — электромагнитный клапан; 5 — трубопровод отбора горячего воздуха из камеры сгорания; 6 — клапан противообледенения; 7 — трубопровод отбора горячего воздуха из-за 8-й ступени компрессора; 8 — воздухозаборник агрегата КА-40.

Принцип работы противообледенительной системы двигателя

При включении противообледенительной системы (ПОС) подается питание на электромеханизмы крана и противообледенительного клапана. При открытии крана и клапана горячий воздух, забираемый из компрессора, по трубопроводам поступает в коллектор воздухозаборника и к горизонтальным стойкам корпуса передней опоры ротора компрессора.

21 стр., 10216 слов

Схемы и принцип действия авиационных двигателей

... проектирования меридионального сечения проточной части компрессора и турбины Название параметра Обозначение параметра в расчете ПЧ Размерность Каскад ВД Компрессор Расход воздуха через компрессор G, кг/с 108,11 Работа каскада ... - 8 Год разработки 1964 Фирма разработчик/ страна КМПО/СССР Тип двигателя ТРДД со смешением Формула двигателя 2+2+6+1+2 Число каскадов 2(ВД + НД) На каком самолете применяется ...

При начавшемся обледенении управляющий сигнал датчика РИО-3 замыкает цепь лампы табло «Включи противообледенительную систему». Одновременно включается электронагревательный элемент сигнализатора для удаления льда с его поверхности.

Сигнал также через систему реле включает ПОС правого двигателя, при этом загорается табло «Обогрев входа в двиг. включен» и «Обогрев двиг. работает».

Выключается система вручную нажатием кнопки «Выкл. противообл».

В отдельных случаях (например, при проверке исправности системы, отказ автоматического управления) противообледенительную систему двигателей можно включить вручную совместно для обоих двигателей вертолета или раздельно для каждого двигателя.

Включение системы обогрева неблагоприятно сказывается на мощности и экономичности двигателя. Так, при включении системы обогрева вследствие значительного отбора воздуха от двигателя мощность его уменьшается примерно на 4,5%, а удельный расход топлива увеличивается на 5%. При одновременном включении обогрева обоих двигателей вертолета значительно уменьшается мощность, передаваемая несущему винту, что может привести к резкому уменьшению тяги винта и потере вертолетом высоты.

Кроме первой опоры и лопаток ВНА горячий воздух подается к воздухозаборнику агрегата КА-40 и передней кромке воздухозаборника двигателя. Для этих целей воздух отбирается из-за 8-й ступени компрессора.

1.9 Техническое обслуживание компрессора

1.9.1 Осмотр элементов компрессора

Осмотреть входные каналы двигателя, убедиться в их чистоте, отсутствии посторонних предметов; проверить состояние ВНА и 1-й ступени компрессора, не допускаются: трещины, надрывы, деформации, вмятины, забоины; проверить нет ли износа лопаток 1-й ступени компрессора, износ РЛ 1-й ступени компрессора производится прибором ИП-1 Л; замерить износ лопаток 6-й ступени; произвести осмотр гидромеханизмов управления РНА и PC А, положение стрелок на лимбах должно быть 30°; осмотреть скобы и полукольца РНА и РСА; осмотреть кок и чистоту отверстий на нём; так же проверить лёгкость вращения ротора турбокомпрессора.

1.9.2 Допуски на забоины лопаток компрессора и их устранение

На ВНА допускаются:

  • точечные забоины 0,2 мм;
  • вмятины без надрывов 1мм и L= 5 мм не более двух штук на одной лопатке (ВНА);

На РЛ 1-й ступени компрессора допускаются:

  • в зоне 1 (25 мм от торца) точечные забоины и вмятины 0,5 мм и L =3мм;
  • в зоне 2 точечные забоины и точечные вмятины 0,3 мм;
  • в зоне 3(15 мм от замка) повреждения не допускаются.

На РЛ 1-й ступени компрессора допускаются:

  • в зоне 1 (25 мм от торца) точечные забоины и вмятины 0,5 мм и L =3мм;
  • в зоне 2 точечные забоины и точечные вмятины 0,3 мм;
  • в зоне 3(15 мм от замка) повреждения не допускаются.

При замере износа РЛ 1-й ступени прибор ИП-1Л устанавливают в воздухозаборник, допустимая величина износа 4,5 мм, производится замер износа не менее чем у 8 лопаток.

9 стр., 4261 слов

Проектирование вертолетного двигателя

... компрессора предназначена для вращения компрессора и вспомогательных агрегатов, и состоит из двух ступеней. Ротор турбины - двухопорный, состоит из вала, двух дисков, рабочих лопаток. Рабочие лопатки ... двигателей, улучшением характеристик силовых установок вертолетов актуальны.1 Краткое описание конструкции проектируемого двигателя Летно-технические, маневренные свойства и характеристики вертолетов ...

1.9.3 Замер износа лопаток 6-й ступени компрессора

Замер износа лопаток 6-й ступени компрессора СА производят прибором ТМ-2. Осмотр и замер производится через заглушку на левой стороне корпуса компрессора сверху на коробке перепуска воздуха. Допускается износ до а=145° (без износа а=83°)

1.9.4 Ручная прокрутка ротора компрессора

Проверка лёгкости вращения ротора турбокомпрессора производится специальной рукояткой, для этого необходимо: снять заглушку привода; установить рукоятку в шлицы; нажать рукоятку вниз и поворачивать по часовой стрелке (1 об. Рукоятки = 1 об. Ротора).

При этом не должно прослушиваться скрипа, скрежета, посторонних шумов, а также заеданий.

После проделанной операции необходимо снять рукоятку, установить заглушку и законтрить.

д) подтянуть гайки болтов крепления штуцеров суфлирования предмасляной полости второй опоры компрессора;

е) замена уплотнительных колец на трубках суфлирования:

1) Отвернуть накидную гайку со штуцера суфлирования (убедиться в наличии жиклёра).

2) Отвернуть болты крепления фланцев трубок. Вынуть трубки с посадочных мест съёмником.

3) Снять уплотнительные кольца, промыть канавки под них бензином Б-70.

4) Удалить кокс с внутренних полостей втулок и трубок, промыть бензином Б-70, продуть с Рв= 1-2 кг/см2.

5) Осмотреть внутренние полости.

6) Надеть новые кольца и смазать их Б-ЗВ, установить под фланцы новые прокладки.

1.10 Возможные неисправности компрессора, анализ причин, методы обнаружения, устранения и предупреждения

В процессе эксплуатации двигателей отмечаются следующие характерные неисправности узлов и деталей компрессора.

1. Разрушение лопаток ротора, что происходит по следующим основным причинам:

Попадание посторонних предметов, Примерзание лопаток ротора

Для предупреждения поломки лопаток в этих условиях следует перед запуском двигателя (или перед холодной прокруткой) провернуть ротор турбокомпрессора вручную. При обнаружении примерзания лопаток (ротор не проворачивается) необходимо продуть проточную часть двигателя теплым воздухом от аэродромного подогревателя.

Неэффективность

Помпаж компрессора, в процессе которого возникает повышенная вибрация лопаток и всей конструкции компрессора; лопатки испытывают переменные нагрузки и при наличии забоин, рисок, царапин могут разрушаться. Конструктивные и профилактические меры борьбы с помпажом изложены выше.

Превышение допустимого времени беспрерывной работы двигателя на форсированных режимах или работа на режиме выше допустимого для данных полетных условий. В этих случаях после уменьшения частоты вращения турбокомпрессора появляется остаточная деформация рабочих лопаток. При неоднократной нагрузке, близкой к разрушающей, в особенности при наличии повреждений и износе лопаток может происходить их разрушение(или обрыв).

Поэтому двигателю ТВ2-117А установлены предельно допустимые режимы работы и допустимое время работы на форсированных режимах. Признаками разрушения обрыва лопаток ротора компрессора в полете являются: резкий хлопок и удар в двигателе, появление повышенной вибрации (тряски), падение оборотов турбокомпрессора и повышение t3 до величин, выше допустимых для данного режима. Если частичное разрушение лопатки вызывает помпаж, то появляются его признаки, изложенные выше. Если кусок разрушившейся лопатки попадает в зазор между торцами остальных лопаток и корпусом, происходит заклинивание или затормаживание ротора. В результате уменьшения частоты вращения ротора топливная автоматика увеличивает подачу топлива в камеру сгорания, что приводит к срыву пламени и самовыключению двигателя.

13 стр., 6052 слов

Двигатель ТВ2-117А для вертолета

... двигателя и обеспечивает высокий КПД и устойчивую работу компрессора в рабочем диапазоне оборотов. Компрессор состоит из корпуса, входного направляющего аппарата, направляющих аппаратов ступеней, ротора с рабочими лопатками, опор ротора компрессора ... ПН-40Р, датчик Д-2 счетчика оборотов турбокомпрессора, верхний маслоагрегат с фильтром. На двигателе применена воздушная система охлаждения горячих ...

При обнаружении в полете разрушения лопаток компрессора двигатель следует немедленно выключить.

Профилактическими мероприятиями, направленными на предотвращение разрушения лопаток компрессора, являются: строгое соблюдение правил технической эксплуатации компрессора техническим и летным составом, тщательный визуальный и инструментальный контроль состояния лопаток, проверка времени выбега ротора турбокомпрессора экипажем при останове двигателя, строгое соблюдение рекомендаций по эксплуатации двигателей в условиях запыленного воздуха и условиях возможного обледенения входной части.

2. Разрушение подшипников опор, что происходит по следующим эксплуатационным причинам.

Выборка радиальных зазоров, Масляное голодание

Признаками разрушения подшипников в полете является: увеличение вибрации двигателя, резкое повышение температуры масла и температуры газа перед турбиной, появление характерного скрежета и падение птк. Разрушение подшипников также определяется по уменьшению выбега турбокомпрессора, по неравномерности усилий, необходимых для ручной прокрутки турбокомпрессора, и наличию металлической стружки на маслофильтре. При обнаружении разрушения подшипников в процессе подготовки двигателя к запуску запуск и дальнейшая эксплуатация его не разрешается, если разрушение подшипников обнаружено в полете, двигатель следует выключить.

Для предупреждения повреждения компрессора при стоянке следует устанавливать чехлы и заглушки на входные каналы двигателей, в пыльных условиях работы использовать ПЗУ.

Использованная литература

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/kompressor-dvigatelya-tv-a/

1. Авиационный турбовинтовой двигатель ТВ2-117А (ТВ2-117) и редуктор ВР-8А (ВР-8).

Руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию. М. Машиностроение 1976г.

2. Авиационный турбовинтовой двигатель ТВ2-117А и редуктор ВР-8 А. Техническое описание. М. Машиностроение 1911 т.

3. Авиация. Энциклопедия. М. 1994г.

4. Кеба И. В. Лётная эксплуатация вертолётных газотурбинных двигателей. М. Транспорт 1976г.

5. Новиков Г. А. и др. Проверка и регулирование углов установки лопаток направляющего аппарата компрессора. СГАУ. Самара 1992г.

6. Белоусов А. Н. и др. Теория и расчёт авиационных лопаточных машин. Самара 2003 г.

7. Богданов А. Д., Хаустов И. Г. Авиационный турбовинтовой двигатель ТВ2-117. М. Транспорт 1979г.

8. Вагин А. Н. и др. Теория авиационных двигателей. Часть 2. М. Воениздат 1968г.

9. Данилов В. А. Вертолёт Ми-8. Устройство и техническое обслуживание. М. Транспорт 1988г.

6 стр., 2888 слов

История развития авиационных двигателей

... целей ПуВРД и клапаны к ним (быстроизнашивающаяся запчасть). 2. Классификация авиационных двигателей К авиационным двигателям относятся все типы тепловых машин, используемых как движители для летательных аппаратов ... ВРД. По принципу сжатия воздуха ВРД делятся на: компрессорные, т.е. включающие компрессор для механического сжатия воздуха; бескомпрессорные: прямоточные ВРД (СПВРД) со сжатием воздуха ...

10. Инструкция экипажу вертолёта. М. Воениздат 1971г.

11. Князев М. Е. и др. Проверка работоспособности и регулирование систем силовой установки вертолёта Ми-8. СГАУ. Самара 1992г.

12. Конструкция и эксплуатация вертолётов. Под ред. Судакова В. Я. М. Воениздат 1987г.

13. Мадорский Я. Ю. и др. Теория авиационных двигателей. Часть 1. М. Воениздат 1969г.

14. Основы конструкции авиационных газотурбинных двигателей. Под ред. Морозова Ф. Н. М. Воениздат 1974г.

15. Теория авиационных двигателей. Под ред. Кудринского В. 3. М. Воениздат 1983г.

16. Князев М. Е. и др. Работа систем силовой установки вертолёта Ми-8 при запуске двигателей ТВ2-117. КуАИ. Куйбышев 1984г.