6.2.1. Общее описание

Двигатель ГТД-ЗФ является турбовинтовым, вырабатываемая энергия передается через трансмиссии и редуктор на винт. Двигатель состоит из следующих основных узлов:

1. Лобового картера;

2. Компрессора;

3. Камеры сгорания;

4. Компрессорной турбины;

5. Свободной турбины;

6. Топливной системы;

7. Системы запуска;

8. Системы смазки двигателя;

9. Противообледенительной системы.

Конструктивная схема - двухвальная, с семиступенчатым осецентробежным компрессором, двухступенчатой осевой компрессорной турбиной, одноступенчатой свободной турбиной (рисунок 13).

1 – воздухозаборник; 2 – осецентробежный компрессор; 3 – камера сгорания;

4 – турбина компрессорная; 5 – турбина свободная; 6 – патрубок выхлопной;

7 – пусковой электродвигатель

Рисунок 13 - Схема турбовинтового двигателя ГТД-3Ф

Направление вращения роторов, если смотреть на двигатель со стороны турбины: компрессора - левое, свободной турбины - правое.

Компрессор, производительностью 4,65 кг/с, повышает давление воздуха в 6,5 раз и подает его в камеру сгорания. В камере сгорания воздух смешивается с распыленным топливом, поступающим через рабочую вращающуюся форсунку. Воспламенение смеси при запуске происходит от запального устройства, состоящего из пусковой форсунки и электрической свечи, образовавшиеся в камере сгорания газы при температуре 869°С и давлении 0,635 МПа поступают в турбину компрессора (степень понижения давления 2.83), а затем на турбину винта (степень понижения давления 1,98).

Номинальная частота вращения компрессорной турбины 430 с^-1, частота вращения свободной турбины на всех режимах 320 с^-1.

6.2.2. Описание узлов двигателя

Лобовой картер - служит для размещения переднего шарикоподшипника ротора компрессора и для установки приводов агрегатов, обслуживающих двигатель. Установленные спереди бак и обтекатель стартер-генератора совместно с корпусом картера образуют кольцевой канал для входа воздуха в компрессор (воздухозаборник).

На правой крышке лобового картера размещены насос - регулятор и датчик тахометра, а на левой - масляный насос и центробежный суфлер. Спереди к корпусу лобового картера крепится стартер-генератор. В верхней части корпуса имеется прилив, к которому монтируется масляный фильтр тонкой очистки. На заднем фланце внизу устанавливается сигнализатор давления.

Компрессор - осецентробежный, семиступенчатый (последняя ступень - центробежная). Ротор компрессора барабанно-дисковой конструкции. Соединение лопаток с дисками ротора осуществляется с помощью замков типа "ласточкин хвост". Передний подшипник - шариковый, задний - роликовый. Статорные лопатки в корпусе закреплены консольно при помощи цилиндрических хвостиков с резьбой, которые входят в радиальные отверстия корпуса и затем затягиваются гайками. На среднем корпусе компрессора расположены: автомат запуска и разгона, кран аварийного управления, две катушки зажигания. На заднем корпусе компрессора расположены топливный фильтр тонкой очистки, клапан постоянного давления и электромагнитный клапан для управления перепускным клапаном.

Камера сгорания - кольцевая с вращающейся центробежной форсункой открытого типа состоит ид силового корпуса, наружного и внутреннего кожухов. На силовом корпусе установлены два запальных устройства, состоящих из топливной форсунки и свечи, дренажный клапан и автоматически работающий клапан перепуска воздуха за компрессором.

Подвод топлива во вращающуюся форсунку осуществляется через топливные отверстия в неподвижной лабиринтной втулке.

Компрессорная турбина - двухступенчатая, осевая служит для привода компрессора и агрегатов. Турбина состоит из ротора, сопловых аппаратов первой и второй ступени и корпуса турбины с корпусом подшипника. Передней опорой ротора является цилиндрическая шейка заднего вала компрессора. Задней - роликовый подшипник. Осевые усилия ротора турбины передаются замком "пушечного" типа ротору компрессора. Соединение рабочих лопаток с дисками осуществляется с помощью замков "елочного" типа, охлаждаемых воздухом. Сопловой аппарат первой ступени состоит из 21 полой лопатки, приваренных к наружному кольцу. Внутри лопаток проходит воздух в первичную зону горения камеры сгорания. Сопловой аппарат второй ступени наборной, неохлаждаемый. Силовые элементы корпуса защищены от действия высоких температур экранами, под которыми циркулирует охлаждающий воздух.

Свободная турбина - осевая, одноступенчатая, вырабатываемую энергию передает через редуктор винта. Состоит из ротора, соплового аппарата, корпуса турбины и корпуса подшипников. Передний подшипник шариковый, задний - роликовый, сопловые лопатки приварены к наружному кольцу. На корпусе турбины имеется привод для регулятора числа оборотов и подкачивающего насоса. Для охлаждения ротора, подшипниковых опор и других деталей свободной турбины на конце вала ротора установлен центробежный вентилятор. На шлицевом вале ротора устанавливается муфта. Полость, образованная кожухом и горячими частями двигателя, продувается наружным воздухом от отдельно расположенного вентилятора.

6.2.3. Описание систем двигателя

Топливная система и система автоматического регулирования (рисунок 14) предназначены для автоматического запуска двигателя и регулирования подачи топлива на установившихся и переходных режимах его работы. Топливная система включает в себя: топливные баки, подкачивающие насосы, фильтр грубой очистки, установленные на судне или вертолете и, установленные на двигателе подкачивающий насос, фильтр тонкой очистки, клапан постоянного давления, топливный насос-регулятор, автомат запуска и разгона, регулятор оборотов свободной турбины, кран аварийного управления топливом, форсунки запальных устройств, центробежную форсунку и трубопроводы.

Система запуска - обеспечивает запуск от аккумуляторов:

Включает в себя: стартер-генератор, катушки зажигания, пусковые свечи, сигнализатор давления и, установленные отдельно, автоматическую панель пуска стартер-генератора, регулятор напряжения, выносное сопротивление, автомат защиты от перенапряжения, комплексный аппарат, контакторы, кнопки, выклю­чатели, переключатели и электропроводку.

Система смазки - состоит из маслобака, маслонасоса, имеющего одну нагнетающую и четыре откачивающих ступеней, фильтров грубой и тонкой очистки, центробежного суфлера, трубопроводов, установленных на двигателе и маслорадиаторе, установленного отдельно.

Противообледенительная система - предназначена для предотвращения образования льда на элементах входного устройства двигателя в условиях низких температур и большой влажности воздуха. Система включает в себя: обогрев входной части и внутренней поверхности маслобака; обогрев обтекателя и стоек обтекателя стартер-генератора электрическим нагревательным элементом; обогрев лопаток входного направляющего аппарата компрессора горячим воздухом.

Оформление отчета

Отчет должен содержать краткое описание двигателя, его элементов и систем.

6.4. Контрольные вопросы

1. Каковы конструктивные особенности двигателя?

2. Охарактеризуйте основные элементы двигателя.

3. Дайте характеристику системам двигателя.

7. Тренажерное занятие №1
«Порядок пуска и остановки судового