газотурбинный двигатель с гидрообъемной передачей

Формула изобретения

Газотурбинный двигатель с гидрообъемной передачей, содержащий турбокомпрессоры первого и второго каскадов, силовую турбину, механизм передач, отличающийся тем, что силовая турбина связана с гидромотором гидрообъемной передачи, которая имеет гидравлическую связь с гидронасосом и турбокомпрессорами через механизм передач.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к газотурбинным двигателям.

Известен газотурбинный двигатель (ГТД) с гидрообъемной передачей, содержащий турбокомпрессоры первого и второго каскадов, силовую турбину и механизм передач (см. патент США 3498057, НКЛ 60/39.163, 1970).

Известна также силовая установка, включающая: турбокомпрессоры первого и второго каскадов, силовую турбину, механизм передач (см. Двигатель ГТД-1000Т. Техническое описание. М.: Воениздат, 1980 г., с. 9-12). Данное устройство наиболее близко к предлагаемому техническому решению и взято за прототип.

Однако она имеет существенный недостаток - низкую приемистость двигателя, определяемую временем разгона турбокомпрессора II каскада, тем самым ухудшаются динамические качества танка в целом.

Машины с ГТД в реальных условиях эксплуатируются на различных режимах, которые изменяются в широком диапазоне. Кроме того, внешние условия вызывают необходимость частых разгонов и торможений. В результате показатели силовой установки не остаются постоянными, а режимы работы являются, в основном, неустановившимися. Это приводит к ухудшению показателей двигателя в период разгона.

Задачей настоящего изобретения является улучшение приемистости и экономичности двигателя, его тормозных характеристик.

Указанная задача достигается тем, что в газотурбинном двигателе с гидрообъемной передачей, содержащем турбокомпрессоры первого и второго каскадов, механизм передач, силовая турбина связана с гидромотором гидрообъемной передачи, которая, в свою очередь, имеет гидравлическую связь с гидронасосом и турбокомпрессорами через механизм передач.

Предлагаемое устройство изображено на чертеже.

Газотурбинный двигатель состоит из компрессора низкого давления (I каскад) 1, компрессора высокого давления (II каскад) 2, камеры сгорания 3, турбины компрессора высокого давления 4, турбины компрессора низкого давления 5, силовой турбины 6, гидромотора гидрообъемной передачи 7, гидронасоса гидрообъемной передачи 8, механизма передач 9.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. С началом торможения (уменьшения подачи топлива или постановки регулируемого соплового аппарата в тормозное положение) гидромотор гидрообъемной передачи 7 передает часть мощности к турбокомпрессорам через гидронасос 8 и механизм передач 9. Величина подводимой мощности должна быть такой, чтобы в режиме торможения с уменьшением подачи топлива до расхода, соответствующего режиму малого газа, поддерживалась максимальная частота вращения турбокомпрессоров. С началом разгона подвод мощности к турбокомпрессорам прекращается, а подача топлива “скачком” максимально увеличивается. Так как время приемистости турбокомпрессоров становится практически равным нулю, то при разгоне машины к силовой турбине сразу же подводится полная мощность, в результате чего достигается минимальное время приемистости двигателя и повышение средней скорости движения машины.

Расчеты показывают, что в режиме торможения с уменьшением подачи топлива с 220 до 100 кг/с для поддержания (n_TKII=0,97 и n_TKI=0,96) исходного установившегося режима турбокомпрессоров необходимо подвести дополнительную мощность, максимальная мощность которой достигает N_TKImax=19,5 кВт.

При этом сокращается время снижения частоты вращения силовой турбины, а после разобщения роторов турбокомпрессоров и силовой турбины разгона последней значительно ускоряется.

Реализация предлагаемого устройства позволит повысить среднюю скорость движения машины с газотурбинным двигателем на II и III передачах на 12,4-13,5% и уменьшить средний километровый расход топлива на 9,0-10,5%.