3. Основной маслофильтр тонкой очистки с перепускным клапаном, который в случае засорения фильтра и возрастании вследствие этого перепада давления на нем, перепускает масло в двигатель, минуя фильтрующий элемент. Натяжение пружины перепускного клапана регулируют таким образом, чтобы перепуск масла происходил при повышении перепада давления на фильтре до 0,13-0,16 МПа;
4. Дополнительные фильтры грубой очистки, установленные перед масляными форсунками и предохраняющие их от засорения крупными посторонними частицами в случае засорения или разрыва сеток основного фильтра;
5. Масляные форсунки потребителей, обеспечивающие струйную подачу масла на наиболее нагруженные поверхности трения;
6. Датчики систем измерения и сигнализации параметров масла на входе в двигатель;
7. Трубопроводы, соединяющие элементы магистрали между собой. Диаметры трубопроводов подбирают из условия, чтобы скорость движения в них не превышала 3,0 м/с.
Магистраль откачки необходима для отвода отработанного масла от потребителей и восстановления его свойств – отделения воздушно-масляной смеси, фильтрации и охлаждения. В зависимости от типа маслосистемы магистраль откачки обеспечивает подвод масла в бак или на вход в нагнетающий маслонасос. Данная магистраль содержит следующие элементы:
1. Маслосборники, в которые стекает масло от потребителей. Их размещают в нижних полостях корпусов опор, переходных корпусов ТРДД, лобовых картеров ТВД, на нижних коробках приводов агрегатов и т.п. В маслосборниках часто устанавливают пеногасящие и фильтрующие сетки;
2. Откачивающие маслонасосы, выводящие масло из малосборников. Число откачивающих насосов и маслосборников принимают не меньше числа опор двигателя. Это необходимо для того, чтобы не допустить возможного в случае применения одного общего насоса скопления масла в отдельных подшипниках ротора из-за различной прокачки масла через них. Такое скопление может вызвать сильный перегрев подшипников и выброс масла через уплотнения опор. Суммарная производительность откачивающих насосов должна быть в 2-3 раза выше, чем производительность нагнетающего насоса, чтобы они могли поддерживать маслосборники сухими при увеличенном объеме отработанного масла в результате его нагрева, вспенивания и насыщения воздухом. Принцип «сухого маслосборника» должен быть реализован при любых эволюциях воздушного судна и высоты полета. Выполнение вышеотмеченных требований обеспечивает возможность непрерывной прокачки свежего масла через потребители маслосистемы и их надежного охлаждения при всех условиях эксплуатации;
3. Воздухоотделитель, который выделяет из вспененного откачиваемого масла воздушно-масляную смесь (смесь воздуха и других газов с частицами распыленного и испаренного масла). Чистое масло поступает из воздухоотделителя к другим элементам магистрали откачки (фильтру, маслорадиатору), а воздушно-масляная смесь отводится либо к центробежному суфлеру системы суфлирования, либо в бак для подогрева имеющегося в нем масла (последнее характерно главным образом для короткозамкнутых систем). Для короткозамкнутых систем наличие воздухоотделителя в магистрали откачки обязательно, т.к. в данных системах отсутствует возможность отстоя масла в баке, а подача к нагнетающему насосу вспененного масла недопустима из-за его склонности к кавитации. Основное применение для них получили приводные центробежные воздухоотделители, которые иногда используют и в замкнутых системах с целью уменьшения пенообразования в баке;
4. Фильтр, очищающий масло от продуктов износа деталей двигателя и других механических примесей. На этом фильтре часто устанавливают перепускной клапан, обеспечивающий перепуск масла помимо фильтрующих элементов при их засорении, сигнализатор перепада давления или стружкосигнализатор;
5. Радиатор, необходимый для охлаждения масла. В ТРД и ТРДД обычно применяют топливомасляные радиаторы (ТМР), а в ТВД – воздушно-масляные радиаторы (ВМР). На радиаторах устанавливают перепускные клапаны, которые при увеличении давления масла перед ними до предельно допустимого значения (0,2-0,3 МПА) перепускают его по параллельному обводному каналу. Повышение давления масла перед радиатором возможно при запуске двигателя в условиях низких температур, когда радиатор имеет повышенное сопротивление из-за большой вязкости холодного масла. Применение перепускных клапанов предохраняет радиаторы от разрушения повышенными давлениями и позволяет быстрее прогреть масло в двигателе при запуске. В ТМР некоторых ГТД применяют так называемые термостатические клапаны, которые предотвращают большой нагрев топлива путем его перепуска мимо ТМР при возрастании температуры топлива до 80-90°С;
6. Датчики систем измерения и сигнализации параметров масла на выходе из двигателя;
7. Трубопроводы, соединяющие элементы магистрали между собой.
Система суфлирования служит для поддержаний в масляных полостях двигателя и воздушной полости бака определенного избыточного давления путем удаления воздуха, а также для обеспечения заданных перепадов давлений между надуваемыми воздухом предмасляными полостями уплотнений и масляными полостями опор. Суфлирование указанных полостей следует понимать как сообщение их с атмосферой каким-либо способом, за счет чего достигаются отмеченные цели.
При работе двигателя в масляных полостях опор, коробок приводов агрегатов, редуктора и других, возможно повышение давления за счет постоянного проникновения воздуха через надуваемые маслоуплотнения опор или понижении давления из-за отсасывания воздуха откачивающими насосами, имеющие большие запасы производительности. Чрезмерно высокое давление в масляных полостях двигателя может стать причиной выброса масла через маслоуплотнения опор и его повышенного расхода. При низких давлениях в этих полостях возможно увеличение пенообразования и ухудшение откачки масла вследствие кавитации. Поэтому все масляные полости двигателя сообщают при помощи суфлера с атмосферой или наружным контуром ТРДД, что позволяет создать оптимальный избыток давления в них над атмосферным ( в открытых маслосистемах ризб =0, а в закрытых – 0,02-0,04 МПа). Воздушную полость маслобака, в которой тоже нужно стабилизировать давление, обычно соединяют с суфлируемыми полостями двигателя или сообщают с атмосферой отдельным суфлером.
Суфлер, соединяющий полости суфлирования с атмосферой, выделяет из подведенной к нему под действием избыточного давления воздушно-масляной смеси воздух и другие газы, выпуская их в атмосферу (обычно через выходное устройство двигателя) и возвращая в систему смазки выделенное из указанной смеси масло. Основное применение в системах суфлирования получили центробежные суфлеры, обеспечивающие существенное уменьшение расхода масла за счет его почти полного возврата в циркуляционный контур маслосисиемы.
В предмасляные полости опор двигателя обычно подводят воздух от компрессора для наддува уплотнений масляных полостей подшипников. Эффективность наддува зависит от перепадов давления воздуха между предмасляными и масляными полостями. При малых перепадах давления или их отсутствии будет происходить выброс масла через уплотнение опор, а при чрезмерно больших возможен сдув масла с подшипников потоком воздуха, проникающего в масляные полости. Регулирование рассматриваемых перепадов давления осуществляют путем суфлирования предмасляных полостей опор, сообщая их с атмосферой специальными трубопроводоми, через которые происходит частичный сброс воздуха, подведенного на наддув уплотнений, и выброс утечек масла, чтобы они не попадали в тракт двигателя. Количество сбрасываемого воздуха определяют подбором сечения жиклеров, устанавливаемых в трубопроводы суфлирования.
Таким образом систему суфлирования можно разделить на две функциональные группы, одна из которых предназначена для суфлирования масляных полостей двигателя и воздушной полости бака, а вторая обеспечивает суфлирование предмасляных полостей опор.
2.1. Типичные схемы циркуляционных систем
Схема замкнутой системы смазки, соответствующая требованиям ГОСТ 2.704-76, ГОСТ 2.782-68, приведены на рис.5.
Магистраль подпитки данной системы включает в себя маслобак Б с заливной горловиной ГЗ, фильтрующей сеткой ФС, и сливным краном К, а также трубопровод подвода масла к нагнетающему насосу. Магистраль подпитки оснащена системой измерения уровня масла в баке Н/П (уровнемером поплавкового типа). Возможно также применение сигнализатора уровня масла в баке, который обычно осуществляет сигнализацию трех характерных уровней: минимального, нормального и максимального. Такие сигнализаторы необходимы в случае применения системы централизованной заправки ГТД маслом. Системы измерения и сигнализации уровня масла в баке позволяют контролировать в эксплуатации важный диагностический параметр маслосистем – расход масла, с помощью которого можно установить течь в трубопроводах, выброс масла через уплотнения или суфлер и т.п.
Магистраль нагнетания содержит следующие элементы:
нагнетающий насос НН с редукционным клапаном КР; обратный клапан КО, выполняющий функции запорного клапана; основной маслофильтр тонкой очистки ФО с перепускным клапаном КП; дополнительные фильтры ФД, установленные перед масляными форсунками подшипников опор. В данной магистрали предусмотрено измерение температуры tвх /П и давления рвх /П масла на входе в двигатель, а также установлен сигнализатор перепада давления на фильтре Δр/сг ,с помощью которого можно обнаружить засорение фильтра. Измерение температуры масла tвх позволяет контролировать работу маслорадиатора, а по величине давления рвх устанавливают сигнализатор минимального давления масла на входе в двигатель, повышающий эффективность контроля нагнетателя.