RU2539928C1

RU2539928C1 - Oil system of gas-turbine engine

Info

Publication number: RU2539928C1
Application number: RU2014104824/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Голубов; Вадим Георгиевич Семёнов
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо"); Открытое акционерное общество "Авиационная холдинговая компания "Сухой" (ОАО "Компания "Сухой")
Priority date: 2014-02-12
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2015-01-27

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention relates to aircraft engine building, namely to an oil system of an aircraft gas-turbine engine. In the known oil system containing an oil tank, an oil filter with a siphon trap and an air bleeding jet nozzle in a loop of the siphon trap, which are installed in an engine oil supply line; with that, the loop of the siphon trap with the air bleeding jet nozzle is located inside the oil tank cavity, and the jet nozzle is interconnected with its free volume, according to the invention, an uprising part of the loop of the siphon trap is formed with the filter oil supply line, and the descending part of the loop is formed with an internal cavity of the oil filter housing.

EFFECT: invention provides reduction of a hydraulic resistance in an engine oil supply line and reduction of oil pressure losses in its circuit, as well as reduction of length of the oil supply line, and as a result, weight of the required pipelines.

Description

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, в частности к масляной системе авиационного газотурбинного двигателя (ГТД).The invention relates to the field of aircraft engine manufacturing, in particular to the oil system of an aircraft gas turbine engine (GTE).

Известна маслосистема ГТД, содержащая маслобак, масляный фильтр с сифонным затвором и жиклер стравливания воздуха в петле сифонного затвора, установленные в магистрали подачи масла в двигатель, причем петля сифонного затвора с жиклером стравливания воздуха расположена внутри полости маслобака, а жиклер сообщен со свободным его объемом (патент RU 2277176, опубл. 27.05.2006, Бюл. №15).A gas turbine engine oil system is known, which contains an oil tank, an oil filter with a siphon valve and an air bleed nozzle in the siphon valve loop installed in the oil supply line to the engine, the siphon valve loop with an air vent valve located inside the oil tank cavity and the nozzle is in communication with its free volume ( Patent RU 2277176, publ. May 27, 2006, Bull. No. 15).

Недостаток известной маслосистемы ГТД - повышенное гидравлическое сопротивление магистрали подачи масла в двигатель из-за увеличения ее длины вследствие того, что для формирования петли сифонного затвора внутрь масляного бака необходимо встраивать дополнительные трубопроводы. Также увеличивается масса потребной трубопроводной арматуры, используемой для формирования магистрали подачи масла.A disadvantage of the known gas turbine engine oil system is the increased hydraulic resistance of the oil supply line to the engine due to the increase in its length due to the fact that additional pipelines must be built into the oil tank to form a siphon valve loop. The mass of the required pipe fittings used to form the oil supply line also increases.

Задача изобретения - отказаться при установке сифонного затвора с жиклером стравливания воздуха в магистраль подачи масла в двигатель от использования дополнительной трубопроводной арматуры, удлиняющей магистраль.The objective of the invention is to refuse when installing a siphon valve with an air bleed jet in the engine oil supply line from using additional pipe fittings that extend the line.

Технический результат - уменьшение гидравлического сопротивления в магистрали подачи масла к двигателю и сокращение потерь давления масла в ее тракте, а также сокращение длины магистрали подачи масла и, как следствие, массы потребных трубопроводов.The technical result is a reduction in hydraulic resistance in the oil supply line to the engine and a reduction in oil pressure loss in its path, as well as a reduction in the length of the oil supply line and, as a result, the mass of the required pipelines.

Технический результат достигается тем, что в известной маслосистеме, содержащей маслобак, масляный фильтр с сифонным затвором и жиклер стравливания воздуха в петле сифонного затвора, установленные в магистрали подачи масла в двигатель, причем петля сифонного затвора с жиклером стравливания воздуха расположена внутри полости маслобака, а жиклер сообщен со свободным его объемом, согласно изобретению восходящая часть петли сифонного затвора образована магистралью подвода масла к фильтру, а ниспадающая часть петли образована внутренней полостью корпуса масляного фильтра.The technical result is achieved by the fact that in the known oil system containing an oil tank, an oil filter with a siphon valve and an air bleed nozzle in the siphon valve loop installed in the oil supply line to the engine, the siphon valve loop with an air vent jet located inside the oil tank cavity, and the nozzle communicated with its free volume, according to the invention, the ascending part of the siphon lock loop is formed by the oil supply line to the filter, and the falling part of the loop is formed by the inner cavity of the oil filter housing.

Благодаря использованию магистрали подвода масла к фильтру в качестве восходящей ветви петли сифонного затвора, а внутренней полости корпуса фильтра в качестве ниспадающей ветви петли сифонного затвора отпадает необходимость в дополнительной трубопроводной арматуре для формирования петли сифонного затвора, что позволит сократить длину магистрали подачи масла в двигатель и массу потребных трубопроводов, также уменьшится гидравлическое сопротивление подачи масла, что сократит потери давления масла в масляном тракте.Due to the use of the oil supply line to the filter as an ascending branch of the siphon valve loop, and the internal cavity of the filter housing as the descending branch of the siphon valve loop, there is no need for additional pipe fittings to form a siphon valve loop, which will reduce the length of the oil supply line to the engine and the mass required pipelines, the hydraulic resistance of the oil supply will also decrease, which will reduce the loss of oil pressure in the oil path.

На чертеже показана принципиальная гидравлическая схема маслосистемы газотурбинного двигателя.The drawing shows a schematic hydraulic diagram of the oil system of a gas turbine engine.

Маслосистема включает в себя маслобак 1, внутренняя полость которого разделена горизонтальной перегородкой 2 на два отсека: циркуляционный отсек 3 в нижней части маслобака, обеспечивающий питание двигателя маслом, в том числе и на режимах с отрицательными перегрузками, и расположенный в верхней части полости маслобака отсек 4 свободного объема. В перегородку 2 встроен воздухоотделитель-циклон 5 с патрубком 6 подвода масловоздушной эмульсии и грузовым клапаном 7. В боковой стенке воздухоотделителя-циклона 5 выполнены отверстия 8 для отвода воздуха из циркуляционного отсека 3 при заполнении его маслом. В перегородку 2 встроены также два грузовых клапана 9, через которые производится пополнение отсека 3 маслом, и корпус 10 масляного фильтра 11. В полости маслобака 1 установлен сифонный затвор, петля 12 которого расположена в отсеке 4 свободного объема и снабжена жиклером стравливания воздуха 13, сообщенного с полостью отсека.The oil system includes an oil tank 1, the internal cavity of which is divided by a horizontal partition 2 into two compartments: a circulation compartment 3 in the lower part of the oil tank that provides power to the engine with oil, including in modes with negative overloads, and a compartment 4 located in the upper part of the oil tank cavity free volume. An air separator-cyclone 5 with a nozzle 6 for supplying an oil-air emulsion and a cargo valve 7 is built into the partition 2. Openings 8 are made in the side wall of the air-cyclone 5 for venting air from the circulation compartment 3 when filling it with oil. Two cargo valves 9 are also built into the partition 2, through which the compartment 3 is replenished with oil, and the oil filter housing 10 is installed. A siphon valve is installed in the oil tank 1 cavity, the loop 12 of which is located in the free volume compartment 4 and is equipped with an air bleed nozzle 13 with a compartment cavity.

Восходящая часть петли 12 сифонного затвора образована магистралью 14 подвода масла к масляному фильтру 11, а ниспадающая часть петли сифонного затвора образована внутренней полостью корпуса фильтра 10. Циркуляционный отсек 3 оборудован инерционным маслозаборником 15, выход из которого сообщен с входом в нагнетающий насос 16, установленный на коробке приводов 17. Выход из масляного фильтра 11 через магистраль подачи масла 18 в двигатель подключен к масляным форсункам масляных полостей 19 подшипников опор ротора двигателя.The ascending part of the siphon valve loop 12 is formed by the oil supply line 14 to the oil filter 11, and the falling part of the siphon valve loop is formed by the internal cavity of the filter housing 10. The circulation compartment 3 is equipped with an inertial oil intake 15, the outlet of which is connected to the input to the discharge pump 16, mounted on drive box 17. The output from the oil filter 11 through the oil supply line 18 to the engine is connected to the oil nozzles of the oil cavities 19 of the bearings of the engine rotor bearings.

Нижняя часть в масляных полостях 19 (масляные картеры) через коробку приводов 17 и блок откачивающих насосов 20 подсоединена к патрубку 6 воздухоотделителя-циклона 5.The lower part in the oil cavities 19 (oil sumps) through the gearbox 17 and the pumping unit 20 is connected to the pipe 6 of the air-cyclone 5.

Суфлирование маслобака 1, масляных полостей 19 и коробки приводов 17 производится по системе суфлирующих магистралей через суфлер-сепаратор 21. Суфлирование циркуляционного отсека 3 при отрицательных перегрузках производится через отсек свободного объема 4 по трубке 22. При первой заправке маслобака 1 благодаря его заполнению через открытые грузовые клапаны 9 воздух вытесняется маслом из циркуляционного отсека 3 через отверстия 8 в воздухоотделителе-циклоне 5 в верхний отсек свободного объема 4 и далее по системе суфлирующих магистралей через суфлер-сепаратор 21 выбрасывается в атмосферу. Часть воздушных включений через инерционный маслообменник 15 и всасывающую магистраль нагнетающего насоса 16 попадает в зазоры шестерен, образуя воздушную пробку. Поскольку при первой заправке маслобака масло в магистраль 18 подачи масла в двигатель еще не поступило (нагнетающий насос 16 не вращается), то при последующем запуске двигателя вращающиеся шестерни насоса легко продавливают воздушную пробку через жиклер 13 в петле сифонного затвора 12 в отсек свободного объема 4.The oil tank 1, oil cavities 19 and the gearbox 17 are vented through the system of venting lines through the prompter-separator 21. At negative overloads, the circulation compartment 3 is vented through the free volume compartment 4 through the pipe 22. During the first filling of the oil tank 1 due to its filling through open cargo valves 9, the air is displaced by oil from the circulation compartment 3 through the openings 8 in the cyclone air separator 5 into the upper free volume compartment 4 and then through the system of venting lines through C prompter 21 is released into the atmosphere. Part of the air inclusions through the inertial oil exchanger 15 and the suction line of the discharge pump 16 enters the gear clearances, forming an air plug. Since at the first refueling of the oil tank, oil has not yet arrived in the oil supply line 18 (the injection pump 16 does not rotate), when the engine is subsequently started, the rotating gears of the pump easily push the air plug through the nozzle 13 in the loop of the siphon shutter 12 into the free volume compartment 4.

Нестравившаяся воздушная пробка в нагнетающем насосе 16 препятствует созданию напора в магистрали подачи масла 18 в двигатель и приводит к отказу в работе маслосистемы. При действии на самолет отрицательных перегрузок или при перевернутом полете грузовые клапаны 7 и 9 закрываются, что позволяет удержать масло в циркуляционном отсеке 3, а суфлирование его полости производится через трубку 22 в верхний отсек 4 свободного объема.An intact air plug in the discharge pump 16 prevents the creation of pressure in the oil supply line 18 to the engine and leads to failure of the oil system. When the aircraft is exposed to negative overloads or when the flight is turned upside down, the cargo valves 7 and 9 close, which allows the oil to be kept in the circulation compartment 3, and its cavity is vented through the tube 22 into the upper compartment 4 of the free volume.

Масло забирается из циркуляционного отсека 3 инерционным маслозаборником 15 и переправляется на вход нагнетающего насоса 16, от которого через теплообменник и петлю сифонного затвора 12, образованную магистралью 14 подвода масла к фильтру 11 и корпусом фильтра 10, поступает в магистраль подачи масла 18 в двигатель для его раздачи форсункам масляных полостей 19 опорных подшипников ротора и коробки приводов 17. Отработанное масло возвращается блоком откачивающих насосов 20 к патрубку 6 и через воздухоотделитель-циклон 5 попадает в маслобак 1.The oil is taken from the circulation compartment 3 by an inertial oil intake 15 and sent to the inlet of the discharge pump 16, from which it enters the oil supply line 18 to the engine through the heat exchanger and the siphon valve loop 12 formed by the oil supply line 14 to the filter 11 and the filter housing 10 distribution to the nozzles of the oil cavities 19 of the thrust bearings of the rotor and the drive box 17. The used oil is returned by the pumping unit 20 to the nozzle 6 and through the air-cyclone 5 gets into the oil tank 1.

Использование изобретения позволяет отказаться от дополнительной трубопроводной арматуры для формирования сифонного затвора, сократить длину магистрали подачи масла в двигатель и массу потребных трубопроводов, а также снизить гидросопротивление магистрали подачи масла и сократить потери давления масла в ее тракте.The use of the invention eliminates the need for additional pipe fittings for the formation of a siphon valve, to reduce the length of the oil supply line to the engine and the mass of the required pipelines, as well as to reduce the hydraulic resistance of the oil supply line and reduce oil pressure loss in its path.

Claims

A gas turbine engine oil system comprising an oil tank, an oil filter with a siphon valve and an air bleed nozzle in the siphon valve loop installed in the oil supply line to the engine, the siphon valve loop with an air vent nozzle located inside the oil tank cavity and the nozzle in communication with its free volume, characterized in that the ascending part of the loop of the siphon valve is formed by the line for supplying oil to the filter, and the falling part of the loop is formed by the internal cavity of the oil casing ltra.