ГЛАВА XVIII. ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА

### ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ

Топливная система самолета предназначена для обеспечения подачи топлива в камеру сгорания двигателя на всех режимах его работы, при любых условиях полета самолета. Топливная система должна отвечать ряду требований, выполнение которых обязательно для каждого летательного аппарата. К таким требованиям относятся: надежное питание двигателей топливом в диапазоне температур воздуха от –60 до +60°С в любых условиях полета; высокое качество фильтрации топлива (применяемые фильтры не должны пропускать механические частицы, размеры которых соизмеримы с величиной зазоров прецизионных пар агрегатов системы автоматического регулирования двигателей); емкость топливных баков должна обеспечивать заданные дальность и продолжительность полета; безопасность в пожарном отношении эксплуатации самолета; надежный запуск двигателя на земле и в полете; точная дозировка топлива в соответствии с выбранными законами регулирования двигателя; простота эксплуатации и технического обслуживания агрегатов системы.

Для двигателей М701с-500 рекомендуются топлива Т-1, ТС-1, Т-2 и РТ. Топливо Т-2 имеет низкие, смазывающие свойства, что приводит к повышенному износу деталей топливных насосов. Поэтому топливо Т-2 для эксплуатации практически не поставляется.

Технические требования на топлива приведены в табл. 10.

В эксплуатации разрешается смешивание топлив в любых соотношениях. При переходе с одного топлива на другое перерегулировки топливной аппаратуры не требуется.

Таблица 10

Технические требования иа топлива

Показатели | ГОСТ-10 227—86
Т-1 | ТС-1 | Т-2 | РТ
1 | 2 | 3 | 4 | 5
Плотность при 20 °С, г/см3, не менее | 0,8 | 0,775 | 0,775 | 0,775
Фракционный состав: температура начала перегонки, °С | <150 | <150 | >60 | >135
10% объема перегоняется при температуре, °С, не выше | 175 | 165 | 145 | 175
50% объема перегоняется при температуре, °С, не выше | 225 | 195 | 195 | 225
90% объема перегоняется при температуре, °С, не выше | 270 | 230 | 250 | 270
98% объема перегоняется при температуре, °С, не выше | 280 | 250 | 280 | 280
Вязкость кинематическая, сСт при 20°С, не менее | 1,5 | 1,25 | 1,05 | 1,25
при –40°С, не более | 16 | 8 | 6 | 16
Кислотность, мг КОН на 100 мл топлива, не более | 0,7 | 0,7 | 0,7 | 0,5
Температура вспышки в закрытом тигле, °С, не ниже | 30 | 28 | — | 28
Температура начала кристаллизации, °С, не выше | –60 | –60 | –60 | –60
Йодное число, г йода на 100 г топлива, не более | 2 | 3,5 | 3,5 | 0,5
Содержание ароматических углеводородов, %, не более | 20 | 22 | 22 | 18,5
Содержание фактических смол, мг на 100 мл топлива, не более | 6 | 5 | 5 | 4
Содержание общей серы, %, не более | 0,1 | 0,25 | 0,25 | 0,1
в том числе меркаптановой | — | 0,005 | 0,005 | 0,001
Содержание водорастворимых кислот н щелочей | Отсутствует
Теплота сгорания низшая ккал/кг, не менее | 10 250 | 10 250 | 10 300 | 10 300
Зольность, %, не более | 0,003 | 0,003 | 0,003 | 0,003
Содержание механических примесей | Отсутствует
Испытание на медной пластине при 100 °С в течение 3 ч | Выдерживает
Высота некоптящего пламени, мм, не менее | 20 | 25 | 25 | 25
Содержание сероводорода | Отсутствует

### СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ
И АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ

Принцип работы системы автоматического регулирования

Каждый режим работы двигателя на самолете характеризуется комплексом параметров, определяющих его тягу, удельный расход топлива, температурную и динамическую нагруженность деталей, устойчивость работы основных узлов и агрегатов. Изменение внешних условий способствует изменению режима работы двигателя. Для поддержания заданного режима работы или изменения его в желаемом направлении в конструкции двигателя предусматриваются специальные регулирующие устройства, совокупность которых называется системой регулирования.

Для освобождения летчика от функций регулирования двигатель снабжается автоматическими регуляторами, поддерживающими параметры рабочего процесса, на которые настроены регуляторы. Летчик управляет двигателем, т. е. изменяет режим его работы в желаемом направлении, путем перенастройки регуляторов. Комплекс регуляторов вместе с элементами управления двигателем составляет в целом систему автоматического регулирования (САР) двигателя.

К САР газотурбинных двигателей предъявляется ряд требований. Эта система должна обеспечивать возможность изменения тяги двигателя на земле и в полете в широком диапазоне. Каждому положению рычага управления независимо от скорости и высоты полета должен соответствовать вполне определенный режим работы двигателя. Изменение его режимов работы необходимо обеспечивать за минимально короткое время, т. е. двигатель должен иметь хорошую приемистость, ограничивая в то же время опасные, с точки зрения прочности и надежности силовой установки, режимы работы.

На максимальном режиме работы путем использования всех возможностей двигателя, ограничиваемых прочностью деталей и устойчивостью работы компрессора и камеры сгорания, должна быть достигнута наибольшая при данных внешних условиях тяга двигателя.

При дросселировании до крейсерских режимов в пределах 0,6...0,85 от максимальной тяги должна обеспечиваться устойчивая работа двигателя с наилучшей топливной экономичностью, так как эти режимы являются основными при длительной эксплуатации самолетов.

На двигателе М701 система регулирования построена таким образом, что на взлетном режиме автоматически поддерживается постоянной заданная частота вращения ротора турбокомпрессора (замкнутая или непосредственная система регулирования), а на всех остальных режимах регулирование обеспечивается по косвенным параметрам, т. е. регулятор реагирует на внешние возмущения (изменение давления окружающего воздуха и скорости полета) и воздействует на двигатель так, чтобы компенсировать действие этих возмущений на величину регулируемого параметра (незамкнутая или косвенная система регулирования).

Создание такой системы является достаточно сложным процессом, требующим конструктивных разработок целого комплекса агрегатов и узлов и согласования их характеристик.

Основными агрегатами и узлами системы автоматического регулирования двигателя являются:

плунжерный топливный насос высокого давления ЛУН-6201.05 (ЛУН-6201.06);

баростатический регулятор топлива ЛУН-6710.05 (ЛУН-6710.04);

дроссельный кран ЛУН-7572.05;

автоматический распределитель топлива ЛУН-5200.04 (ЛУН-5200.05);

топливный коллектор с двухканальными топливными форсунками;

топливный фильтр низкого давления;

дренажная система.

Топливо из самолетного топливного бака подкачивающим центробежным насосом под давлением 0,8...1,0 кгс/см2 через пожарный кран и фильтр низкого давления подается к плунжерному топливному насосу, откуда под высоким давлением проходит через дроссельный кран, где происходит его дозировка в зависимости от положения дозирующей иглы, которое задается рычагом управления двигателем (РУД). Дозированное топливо поступает к автоматическому распределителю топлива, в котором происходит его распределение по основному и вспомогательному каналам топливных форсунок. Режим работы двигателя в зависимости от высоты и скорости полета поддерживается баростатическим регулятором. Имеющийся в автоматическом распределителе топлива автомат приемистости обеспечивает плавное увеличение подачи топлива к форсункам при резком перемещении РУД в сторону увеличения режима работы двигателя. Для полного прекращения подачи топлива в двигатель и его выключения служит игла стоп-крана.

### ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ АГРЕГАТОВ

#### Топливный фильтр низкого давления

Топливный фильтр низкого давления предназначен для фильтрации топлива, поступающего в двигатель из топливной системы самолета.

Фильтр устанавливается с правой стороны в передней части двигателя и крепится к входному корпусу компрессора и коробке масляных фильтров. Схема топливного фильтра представлена на рис. 107.

Корпус фильтра цилиндрической формы, изготавливается из листовой стали путем сварки и состоит из внутреннего и наружного цилиндров. Снизу и сверху корпус закрыт крышками. На нижней крышке имеется пробка для слива топлива и отстоя в фильтре и гайка для крепления крышки. На верхней крышке имеется три штуцера. Штуцер 5 предназначен для подвода топлива к фильтру, штуцер 1 — для отвода фильтрованного топлива и штуцер 3 для слива избытка топлива в задний топливный бак. На штуцере 3 крепится также датчик сигнализатора давления топлива перед насосом высокого давления.

Рис. 107. Схема топливного фильтра низкого давления:

1 — выходной штуцер топлива; 2 — к радиатору охлаждения воздуха; 3 — штуцер для крепления СД-3 и отвода избытка топлива в бак; 4 — верхняя крышка фильтра; 5 — входной штуцер топлива; 6 — штупер отвода масла из кожуха в коробку масляных фильтров; 7 — выпускная пробка; 8 — гайка; 9 — болт; 10 — нижняя крышка фильтра; 11 — штуцер подвода масла от заднего подшипника; 12 — двойной кожух фильтра; 13 — фильтрующий элемент

Собственно фильтрующий элемент представляет собой цилиндрическую бумажную вставку, заключенную между двумя крышками из листового материала. Элемент устанавливается на пружинящие направляющие на крышке 10 фильтра, а с другой стороны надевается на цилиндрическую направляющую, вмонтированную в верхнюю крышку фильтра. На цилиндрической поверхности корпуса фильтра имеются два штуцера: верхний штуцер 11 подвода горячего масла и нижний штуцер 6 для отвода охлажденного масла из кожуха в коробку фильтров маслосистемы.

Подводимое к топливному фильтру через штуцер 5 топливо омывает наружную часть фильтрующего элемента и проходит через бумагу внутрь полого каркаса. Очищенное топливо поступает к выходному штуцеру 1, а затем к топливному насосу высокого давления. Отфильтрованные частицы остаются снаружи фильтрующего элемента.

Топливо, омывая фильтрующий элемент, одновременно охлаждает внутреннюю стенку двойного кожуха фильтра и находящееся там масло.

На штуцере 3 слива топлива в самолетный топливный бак устанавливается датчик сигнализатора давления, от которого подается сигнал на табло Т-9 о наличии давления топлива перед насосом высокого давления. Если давление топлива упадет, то на табло загорается сигнальная красная лампочка «Не запускай».

На штуцере 1 отвода топлива из фильтра в насос устанавливается радиатор охлаждения воздуха, поступающего из компрессора в автомат приемистости.

#### Топливный насос высокого давления

Топливный насос высокого давления представляет собой плунжерный насос переменной производительности. Основными узлами топливного насоса ЛУН-6201.05 являются: качающий узел, сервомеханизм с изолирующим клапаном, ограничитель максимальной частоты вращения и клапан запуска. Схема топливного насоса приведена на рис. 108.

Качающий узел, размещенный в корпусе насоса, состоит из ротора 4, который приводится во вращение от двигателя через рессору 1. В семи колодцах ротора установлены плунжеры 7, опирающиеся своими подпятниками на сферическую поверхность подвижного кольца упорного шарикоподшипника наклонной шайбы 3, а с другой стороны — поджимаемые пружинами и давлением топлива.

При вращении ротора подвижное кольцо шарикоподшипника вращается, и вследствие наклона шайбы 3 и суммарного воздействия пружин и давления топлива происходит возвратно-поступательное движение плунжеров. В процессе перемещения плунжеров влево (по схеме рис. 109) топливо через нижнее окно золотника всасывается в подплунжерное пространство ротора, а при обратном движении наклонной шайбой «выталкивается» (нагнетается) через верхнее окно золотника в канал высокого давления 25. За один оборот ротора каждый плунжер перемещается из одного крайнего положения в другое и обратно, т. е. совершает два процесса — всасывание и нагнетание. Производительность насоса (л/мин) определяется по формуле:

Q = |  |
pd2
4
| Snh, |

где d — диаметр плунжера, дм;

S — ход плунжера, дм;

n — частота вращения ротора насоса; об/мин;

h — коэффициент утечек топлива через зазоры между ротором и плунжером, ротором и золотником.

Поскольку величины зазоров в плунжерных насосах находятся в пределах нескольких микрон, утечки обычно не превышают 3...5%, т. е. h@0,95...0,97.

Таким образом, производительность насоса пропорциональна частоте вращения ротора и ходу плунжера, который определяется углом установки наклонной шайбы. Положение наклонной шайбы регулируется сервомеханизмом насоса и управляется: на взлетном режиме — ограничителем максимальной частоты вращения, на остальных установившихся режимах — баростатическим регулятором, а на переходных режимах — автоматом приемистости.

Рис. 108. Схема топливного насоса:

1 — рессора; 2 — шарнирная подвеска; 3 — наклонная шайба; 4 — ротор; 5 — каналы центробежного давления топлива; 6 — упорный винт максимального угла наклона шайбы; 7 — плунжер; 8 — клапан стравливания воздуха; 9 — разгрузочный клапан; 10 — винт регулировки максимальной частоты вращения; 11 — пружина; 12 — мембрана; 13 — двуплечий рычаг; 14 — клапан; 15 — высотное компенсирующее устройство; 16 — штуцер подачи топ-шва к дроссельному крапу; 17 — золотник запуска; 18 — регулировочный винт автомата запуска; 19 — перепускная трубка; 20 — штуцер замера давления топлива за насосом; 21 — жиклер; 22 — клапан предельного давления; 23 — изолирующий клапан; 24 — отвод топлива к баростатическому регулятору и автомату приемистости; 25 — канал нагнетания; 26 — пружины сервомеханизма; 27 — демпфер пульсации; 28 — отвод топлива к эластичной перегородке баростата; 29 — канал всасывания; 30 — фильтр; 31 — подвод топлива к насосу; 32 — сервопоршень; 33 — дренаж топлива, протекающего через сальник рессоры

Поршень сервомеханизма находится под воздействием разности сил, создаваемых разностью давлений топлива в полостях А и Б и силой затяжки пружины. Давление в полости А равно высокому давлению топлива за насосом, а в полости Б значительно ниже, так как в эту полость топливо поступает через жиклер 2. Полость Б соединена со сливом через клапан 12 ограничителя максимальной частоты вращения, клапан 10 баростатического регулятора и клапан 9 автомата приемистости. В зависимости от положения клапанов изменяется соотношение сил, действующих на поршень, который занимает соответствующее положение и через серьгу своего штока изменяет угол установки наклонной шайбы, преодолевая усилия от давления на нее плунжеров.

Гидроцентробежный ограничитель максимальной частоты вращения ротора двигателя служит для поддержания в заданных пределах частоты вращения при работе двигателя на взлетном режиме. Он состоит из мембраны, разделяющей полости высокого Г и низкого В давлений и клапана.

На мембрану 12 действуют (см. рис. 108):

вверх — усилие от пружины 11, изменением затяжки которой производится регулировка клапана, и вниз — усилие от перепада давлений в полостях Б и Г, пропорциональное частоте вращения ротора насоса, так как топливо, проходящее по наклонным радиальным сверлениям ротора, при вращении создает динамическое давление над мембраной за счет центробежных сил. При увеличении частоты вращения ротора двигателя давление топлива в сверлениях насоса увеличивается, что приводит к повышению давления в в надмембранной полости Г.

Рис. 109. Упрощенная схема регулирования расхода топлива:

1 — канал нагнетания; 2 — жиклер; 3 — автомат запуска; 4 — дроссельный кран; 5 — стоп-кран; 6 — автоматический распределитель топлива; 7 — клапан малого газа; 8 — клапан минимального давления; 9 — клапан автомата приемистости; 10 — клапан баростатического регулятора; 11 — изолирующий клапан; 12 — клапан ограничителя максимальной частоты вращения; 13 — сервопоршень; 14 — полость всасывания

Когда усилие от давления топлива на мембрану превысит усилие от затяжки пружины 11, мембрана прогнется и после выборки регулировочного зазора между упором мембраны и рычагом 13 откроет клапан 14. Через открытый клапан топливо из полости Б сервомеханизма будет перетекать на вход в насос, и давление топлива в полости Б снизится. В результате этого сервопоршень 32 начнет перемещаться вправо, уменьшая угол установки наклонной шайбы, а следовательно, и производительность насоса до тех пор, пока максимальная частота вращения ротора двигателя не восстановится.

При снижении частоты вращения ротора давление над мембраной снизится и она под воздействием пружины переместится вверх. Клапан ограничителя закроется, и давление в полости Б сервомеханизма возрастет. Поршень сервомеханизма переместит наклонную шайбу на увеличение производительности. Это приведет к увеличению частоты вращения ротора двигателя, давление топлива над мембраной возрастет, и весь цикл повторится. Такие циклы происходят настолько быстро, что практически при работе двигателя на максимальном режиме клапан ограничителя постоянно открыт. При этом количество топлива, поступающего в пружинную полость сервомеханизма, равно количеству топлива, вытекающего через клапан во всасывающую полость насоса.

Максимальная частота вращения ротора двигателя устанавливается натяжением пружины 11, которое регулируется винтом 10. Описанный способ ограничения максимальной частоты вращения не обеспечивает ее постоянства с поднятием на высоту, поэтому ограничитель имеет высотный компенсатор 15.

В случае неисправности баростатического регулятора или автомата приемистости обильное истечение топлива из пружинной полости сервомеханизма приведет к снижению частоты вращения ротора двигателя. Чтобы избежать самовыключения двигателя по этой причине, в насосе предусмотрен специальный электромагнитный клапан, который прекращает утечку топлива из пружинной полости. Этот клапан называется изолирующим. При включении в кабине кнопки изолирующего клапана его электромагнит перемещает шток и тарелочку и перекрывает канал слива топлива из пружин-нон полости сервомеханизма. Производительность насоса возрастает. Чтобы при этом давление топлива не превышало максимально допустимой величины, на изолирующем клапане установлен клапан предельного давления 22. При достижении давления топлива на выходе из насоса 100...110 кгс/см2 сила давления топлива на тарелочку электромагнитного клапана становится достаточной, чтобы сжать пружину клапана предельного давления и обеспечить перепуск топлива из пружинной полости сервомеханизма и тем самым прекратить дальнейшее увеличение производительности насоса и повышение давления топлива.

На последних модификациях насоса ЛУН-6201.06 в канале подвода топлива в пружинную полость сервомеханизма установлен демпфер // с обратным клапаном 5 (рис. 110). Постановка демпфера обеспечивает уменьшение колебаний максимальной частоты вращения ротора двигателя при приемистости

Рис. 110. Схема узла сервомеханизма:

1 — демпфер пульсации; 2 — канал нагнетания; 3 — пружины; 4 — жиклер; 5 — обратный клапан; 6 — изолирующий клапан; 7 — клапан максимального давления; 8 — канал отвода топлива к баростату и автомату приемистости; 9 — винт; 10 — пружина; 11 — демпфер; 12 — отвод топлива к эластичной перегородке баростата

При работе двигателя на установившихся режимах мпфер не влияет на работу насоса. При увеличении режима демпфер вступает в работу, образуя дополнительное сопротивление на пути топлива в пружинную полость сервомеханизма, что замедляет ее заполнение топливом и соответственно снижает темп перемещения поршня сервомеханизма. При уборке рычага управления двигателем демпфер автоматически отключается и слив топлива из пружинной полости обеспечивается через обратный клапан 5. В этом случае перемещение поршня происходит без замедления.

#### Баростатический регулятор

Баростатический регулятор предназначен для автоматического регулирования давления топлива, а следовательно, и расхода топлива через рабочие форсунки в зависимости от давления воздуха на входе в двигатель на установившихся режимах работы двигателя. При постоянной скорости полета на определенной высоте он поддерживает постоянное давление топлива, задаваемое положением рычага управления двигателем. При увеличении высоты полета баростатический регулятор снижает давление топлива. При увеличении скорости полета он увеличивает давление топлива перед дроссельным краном.

Рис. 111. Баростатический регулятор:

1 — рычаг; 2 — пружина клапана; 3 — регулировочный винт; 4 — контактный винт плунжера; 5 — регулировочный винт; 6 — трубка; 7 — анероид; 8 — упорный винт; 9 — мембрана; 10 — штуцер; 11 — шайба; 12 — шток; 13 — фильтр; 14 — эксцентрик; 15 — гнездо клапана

Чувствительными элементами регулятора (рис. 111) являются анероиды 7 и мембрана 9, а регулирующим органом — клапан регулятора, к которому подводится топливо из пружинной полости сервомеханизма топливного насоса высокого давления. Чувствительные элементы воздействуют на клапан через рычаг 1, закрепленный на мембране. На один конец рычага действует усилие от анероидов, а на другой его конец, прижимаемый к гнезду 15 клапана пружиной 2, через плунжер 12 действует усилие от давления топлива за насосом, воздействующее на мембрану 9.

Постоянное давление перед дроссельным краном при неизменном давлении воздуха в камере анероидов поддерживается за счет перепуска топлива из пружинной полости сервомеханизма топливного насоса. При прикрытии иглы дроссельного крана давление топлива возрастет, что приведет к нарушению равновесия рычага 1 баростатического регулятора и открытию клапана на большую величину. Слив топлива из пружинной полости сервомеханизма насоса увеличится, и поршень переместит наклонную шайбу на меньший угол, а производительность насоса уменьшится настолько, что давление топлива перед дроссельным краном восстановится до прежнего значения. При открытии дроссельного крана регулирование происходит аналогичным образом, только в сторону увеличения производительности.

При уменьшении давления воздуха в полости анероидов баростатического регулятора анероиды расширяются и сильнее давят на рычаг. Это приводит к большему открытию клапана и увеличению слива топлива из пружинной полости сервомеханизма, что приводит к перемещению наклонной шайбы на меньший угол и снижению производительности насоса. При этом снижается давление топлива перед дроссельным краном, а следовательно, уменьшается давление на мембрану баростата.

Когда сила давления от анероидов компенсируется давлением на мембрану, рычаг устанавливается в обычное равновесное положение. Каждой высоте полета соответствует постоянное давление топлива перед дроссельным краном (при постоянной скорости полета).

На земле (H=0, V=0) давление топлива перед дроссельным краном составляет около 90 кгс/см2, на высоте 500 м оно равно 52 кгс/см2, а на высоте 1000 м — только 27 кгс/см2.

Увеличение скорости полета приводит к росту давления воздуха в полости анероидов, анероиды сжимаются, клапан прикрывается, а это значит — растет давление топлива в пружинной полости сервомеханизма и его поршень перемещает наклонную шайбу на увеличение подачи топлива. При снижении скорости полета происходит соответствующее уменьшение подачи топлива.

Таким образом баростатнческий регулятор обеспечивает постоянство частоты вращения ротора двигателя во всем диапазоне высот и скоростей полета на режимах работы от малого газа до максимального.

Однако изменение длины анероидов баростатического регулятора не обеспечивает точное постоянство частоты вращения ротора двигателя, а потому при увеличении высоты полета происходит небольшая раскрутка ротора двигателя, что необходимо учитывать при эксплуатации самолета.

#### Дроссельный кран

Дроссельный кран служит для управления двигателем путем изменения количества топлива, поступающего через форсунки в камеры сгорания. Основными «го частями (рис. 112) являются корпус, узел дозирующей иглы» узел клапана минимального давления и узел клапана малого газа.

Узел дозирующей иглы состоит из стальной втулки 16, иглы 1, валика управления 14 с рычагом управления. При постоянном давлении топлива перед дроссельным краном, которое поддерживается баростатическим регулятором, расход топлива определяется величиной проходного сечения дроссельного крана. Изменение проходного сечения крана производится перемещением дозирующей иглы 1/ с помощью рычага управления двигателем, соединенного тягами с зубчатым колесом дозирующей иглы.

При работе двигателя на режиме малого газа игла дроссельного крана находится в закрытом положении и топливо подается в двигатель через клапан малого газа, состоящий из гнезда 6 клапана, пружины 5 и регулировочного винта 4. Регулировочный винт 4 служит для регулирования частоты вращения ротора двигателя на режиме малого газа. При вращении винта по часовой стрелке частота вращения уменьшается, а против часовой стрелки — увеличивается.

Рис. 112. Схема дроссельного крана:

1 — дозирующая игла; 2 — вход топлива; 3 — клапан малого газа; 4 — регулировочный винт; 5 — пружина; 6 — гнездо клапана; 7 — клапан минимального давления; 8 — поршень; 9 — регулировочный винт; 10 — жиклер; 11 — канал подвода топлива к распределителю топлива; 12, 13, 15 — уплотнительные кольца; 14 — валик управления с зубчатым колесом; 16 — втулка

С подъемом на высоту расход топлива в двигатель уменьшается пропорционально падению давления воздуха, а следовательно, и давление топлива перед форсунками уменьшается. При этом в случае уменьшения давления ниже 15 кгс/см2 качество распыла топлива ухудшается настолько, что из-за плохого его распыла может произойти срыв пламени в камерах сгорания с последующим самовыключением двигателя.

Для обеспечения устойчивой работы камер сгорания в конструкции дроссельного крана предусмотрен клапан минимального давления, поддерживающий на больших высотах давление топлива перед форсунками не ниже 13...14 кгс/см2.

В конструкцию клапана минимального давления 7 входят коническая головка, поршень 3, пружины и регулировочный винт 9.

Когда давление топлива перед форсунками велико, то это давление, действуя на поршень 8, сжимая пружину, перемещает поршень вниз. Клапан 7 при этом прижимается к седлу. Если давление топлива перед форсунками снижается менее 13 кгс/см2, усилие на поршень уменьшается и он под действием пружины перемещается вверх, давит на толкатель и открывает клапан 7. Топливо начинает поступать к форсункам не только по каналу малого газа, но и через открытый клапан минимального давления. Величина минимального давления топлива регулируется винтом 9.

#### Распределитель топлива с автоматом приемистости
и стоп-краном

Автоматический распределитель топлива (рис. 113) предназначен для распределения топлива между вспомогательным и основным коллекторами топливных форсунок, остановки двигателя путем прекращения подачи топлива в форсунки и обеспечения заданного времени приемистости без помпажа и недопустимого заброса температуры.

В соответствии с выполняемыми функциями автоматический распределитель топлива состоит из трех основных узлов: распределителя топлива, стоп-крана и автомата приемистости.

Распределитель топлива конструктивно выполнен в виде стальной втулки, в которой может перемещаться бронзовая пустотелая игла 35 распределителя. На иглу с одной стороны действует сила затяжки пружины 37, с другой — давление топлива. Затяжка пружины 37 может изменяться с помощью регулировочного винта 36.

При запуске двигателя и работе его на малом газе давление топлива небольшое и создаваемая им сила не может преодолеть усилия пружины, под действием которого игла удерживается в верхнем положении, при котором топливо может поступать только во вспомогательный канал 33 топливных форсунок.

Рис. 113. Схема распределителя топлива с автоматом приемистости и стоп-краном:

1 — рычаг стоп-крана; 2 — золотник стоп-крана; 3 — дренажный трубопровод; 4 — линия всасывания; 5 — канал подвода топлива от дроссельного крана; 6 — канал подвода топлива от сервомеханизма насоса; 7 — пористый фильтр; 8 — сетчатый фильтр; 9 — золотник автомата приемистости; 10 — мембрана; 11, 12 — воздушное пространство; 13 — воздушный фильтр; 14 — регулировочный винт анероида; 15 — ползун штока; 16 — анероид; 17 — шток; 18 — канал, соединяющий воздушную камеру с атмосферой; 19 — наружная обойма регулировки высотной компенсации; 20 — канал, соединяющий камеру анероидов с атмосферой; 21 — рычаг; 22 — пружины; 23 — жиклер стравливания; 24 — канал, соединяющий пространство над мембраной иглы взлета с атмосферой; 25 — мембрана иглы взлета; 26 — регулировочный винт; 27 — игла взлета; 28 — канал подвода воздуха к камере мембраны иглы взлета; 29 — отверстие для слива конденсата из корпуса воздушного фильтра; 30 — воздушный фильтр; 31 — канал подвода воздуха от компрессора; 32 — канал, соединяющий воздушную камеру с атмосферой; 33 — канал вспомогательного коллектора; 34 — главный коллектор; 35 — игла распределителя; 36 — регулировочный винт; 37 — пружина

При увеличении режима работы двигателя давление топлива возрастает за счет открытия дроссельного крана. При достижении величины 24 кгс/см2 игла перемещается вниз настолько, что начинает перепускать часть топлива в главный коллектор 34. Чем больше увеличивается давление топлива за дроссельным краном, тем больше топлива поступает в главный коллектор. При достижении величины давления топлива 60 кгс/см2 игла открывается полностью.

Остановка двигателя производится путем перекрытия доступа топлива к форсункам с помощью иглы золотника 2 стоп-крана, которая через зубчатое колесо, рычаг 1 и систему тяг связана с рычагом останова в кабине самолета.

При перемещении рычага управления стоп-краном на закрытие усилие от рычага передается через шестерню на репку золотника стоп-крана. Золотник перемещается вверх (по схеме) и перекрывает канал, соединяющий дроссельный кран с распределителем топлива, а топливо от насоса высокого давления через внутренний канал золотника стоп-крана перепускается во всасывающую магистраль насоса высокого давления.

Автомат приемистости обеспечивает возможность быстрого разгона двигателя без перегрева его деталей при резком открытии дроссельного крана.

Конструктивно автомат приемистости (рис. 113) представляет собой золотник 9, который свободно может перемещаться во втулке под действием силы давления топлива за дроссельным краном, поступающего через канал 5, и усилия от мембраны 10. На мембрану 10 слева действует атмосферное давление воздуха, поступающего через отверстие 32, справа — давление воздуха за компрессором, поступающего через канал 31, воздушный фильтр 30 и канал 28 иглы взлета, а также сила сжатия наружной пружины 22. Сила воздействия мембраны на торец золотника 9 уменьшается благодаря растяжению внутренней пружины.

При резком полном открытии дроссельного крана клапан баростата закрывается, так как давление под мембраной резко снизится. Это должно было бы привести к быстрой перестройке насоса на большую производительность и подаче в камеры сгорания избыточного количества топлива. Однако в работу вступает автомат приемистости. Под воздействием повышенного давления топлива его золотник смещается вправо и открывает слив топлива из пружинной полости сервомеханизма топливного насоса, поступающего через канал 6 автомата приемистости. В результате этого темп перевода наклонной шайбы на большую производительность уменьшается. В пружинную полость сервомеханизма поступает топлива больше, чем сливается через золотник клапана приемистости, поэтому расход топлива в камере сгорания постепенно увеличивается, в результате этого растет частота вращения ротора двигателя, увеличивается давление воздуха за компрессором и в воздушной полости автомата приемистости. Под действием увеличивающегося давления воздуха мембрана переместит золотник 9 влево. Золотник своими поясками уменьшит слив топлива из пружинной полости сервомеханизма, и производительность насоса возрастает. Следовательно, при резком открытии дроссельного крана автомат приемистости регулирует подачу топлива в зависимости от возрастания давления воздуха за компрессором.

При работе автомата приемистости воздух из компрессора поступает через воздушный фильтр и затем через центральный канал в игле взлета. При достижении частоты вращения 14 000 об/мин (91%) давление воздуха за компрессором возрастет настолько, что мембрана 25 на игле взлета 27 прогибается, сжимая пружины. При этом открывается кольцевой канал и воздух из-за компрессора начинает поступать в автомат приемистости по двум каналам. В результате этого давление на мембрану 10 возрастает, золотник 9 перемещается влево, уменьшая переток топлива из пружинной полости сервомеханизма. Производительность насоса возрастает, и двигатель быстро выходит на максимальный режим работы.

Конструктивно устройство иглы взлета выполнено так, что увеличение подачи воздуха через кольцевой канал происходит на высотах не более 2000 м.

С подъемом на высоту давление топлива перед форсунками существенно уменьшается и соответственно снижается сила давления топлива на золотник автомата приемистости.

Для обеспечения нормальной его работы на всех высотах служит высотный корректор, снижающий усилие на золотник с поднятием на высоту.

При уменьшении атмосферного давления анероиды 16 расширяются и через шток 17 поворачивают двуплечий рычаг 21 растягивая внутреннюю пружину, что приводит к уменьшению усилия на торец золотника автомата приемистости со стороны мембраны. Кроме того, расширение анероидов перемещает вниз ползун 15 штока, что приводит к открытию отверстий для перепуска воздуха в атмосферу через канал 18. Это приводит к уменьшению давления мембраны на золотник. Таким образом обеспечивается оптимальный разгон двигателя на всех высотах.

#### Топливный коллектор
с двухканальными форсунками

Топливный коллектор служит для подвода топлива к рабочим форсункам, обеспечивающим подачу топлива в камеры сгорания с хорошим его распылом. Топливный коллектор представляет собой две дугообразные стальные трубки, соединенные с основной и вспомогательной магистралями распределителя. По окружности трубок расположены семь пар ниппелей для подсоединения трубок форсунок. Трубопроводы коллектора крепятся к заднему корпусу компрессора с помощью кронштейнов.

Рис. 114. Схема форсунки двухканального типа:

1 — штуцер (трубка) главного канала; 2 — гайка; 3 — шайба; 4 — наружный корпус форсунки; 5 — завихритель; 6 — сопло основного канала; 7 — сопло вспомогательного канала; 8 — внутренний корпус форсунки; 9 — втулка; 10 — фланец форсунки; 11 — фильтр; 12 — штуцер (трубка) вспомогательного канала; 13 — отверстие крышки фланца

Топливная форсунка — двухканального типа (рис. 114). Состоит из корпуса фильтра с фланцем и двумя штуцерами 1 и 12 основного и вспомогательного каналов, внутреннего корпуса 8, наружного корпуса 4, втулки 9, сопла 7 вспомогательной магистрали с завихрителем 5 и сопла 6 основной магистрали.

Своим фланцем форсунка крепится к горловине камеры сгорания. Топливо через центральный вспомогательный канал подается в камеру сгорания на всех режимах работы двигателя от начала запуска до взлетного. В форсунке топливо получает вращательное движение в завихрителе 5 и при прохождении через сопло 7 распыляется. По основному каналу топливо начинает юступать в камеры сгорания лишь тогда, когда его давление превысит 14 кгс/см2.

При этом топливо поступает в кольцевую полость между внутренним корпусом 8 и втулкой 9, закручивается в тангенциальных каналах сопла 7 и распыляется через сопло 6 основной магистрали. Таким образом, применение двухканальных форсунок обеспечивает качественный распыл топлива на всех режимах работы двигателя.

#### Дренажная система

Дренажная система служит для отвода топлива из камер сгорания при неудавшемся запуске или после остановки двигателя, а также топлива, просочившегося через зазоры в уплотнениях агрегатов.

Дренажная система (рис. 115) состоит из дренажного бачка с запорным и перепускным клапанами и трубопроводов. Дренажный бачок крепится в нижней части двигателя между четвертой и пятой камерами сгорания. Он состоит из камеры без давления 1 и камеры с давлением 12, соединяющихся перепускным клапаном 10.

Рис. 115. Схема дренажной системы:

1 — камера без давления; 2 — дренажная трубка из корпуса турбины; 3 — дренажная трубка из агрегатов; 4 — дренажная трубка из реактивной системы; 5 — дренажная трубка из газосборника; 6 — дренажная трубка из камер сгорания; 7 — запорный клапан с мембраной; 8 — трубка подвода давления воздуха из камеры сгорания; 9 — отводящий трубопровод; 10 — перепускной клапан; 11 — трубка суфлирования; 12 — камера с давлением; 13 — выпускной кран

В камеру без давлении через трубку 2 введен дренаж из кожуха турбины, через трубку 3 введен дренаж, топлива из агрегатов топливной системы и через трубку 4 — из реактивной системы.

В камеру с давлением отводится топливо через запорный клапан 7 из камеры сгорания.

При работе двигателя на малом газе и при выключенном двигателе запорный клапан 7 открыт. Излишнее топливо поступает из газосборника по трубке 5 к из камер сгорания по трубке 6 в камеру 12. Сюда же при неработающем двигателе стекает топливо через открытый клапан 10 из камеры 1. При запуске и работе двигателя на малом газе в камеру 12 начинает поступать воздух по трубкам 5 и 6. При этом перепускной клапан 10 закрывается, а топливо выдувается по трубке 9 в поток газов за соплом. С увеличением режима работы двигателя растет давление воздуха, подводимого по трубке 8. Мембрана прогибается, и при частоте вращения ротора двигателя 7000 об/мин (45%) запорный клапан полностью закрывается. Дренаж камер сгорания прекращается, давление в камере 12 уменьшается до атмосферного, и открывается перепускной клапан 10 для слива топлива из камеры 1 в камеру 12, откуда оно при снижении частоты вращения ниже 7000 об/мин выдувается по трубопроводу 9.

### ВОЗМОЖНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ
СИСТЕМ ТОПЛИВОПИТАНИЯ
И АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ, ИХ ПРИЧИНЫ
И СПОСОБЫ УСТРАНЕНИЯ

Неисправности систем топливопитания и автоматического регулирования двигателя обнаруживаются обычно по их внешнему проявлению в виде нарушений в работе двигателя. Такими нарушениями могут быть;

незапуск двигателя;

неустойчивая работа на режиме малого газа;

велик заброс температуры газов при запуске;

зависание частоты вращения ротора;

неудовлетворительная приемистость;

двигатель не развивает максимальной частоты вращения ротора;

велика частота вращения ротора на максимальном режиме; 300

на режиме 94% (14 500 об/мин) не происходит повышения частоты вращения ротора при включении изолирующего клапана или происходит чрезмерный рост частоты вращения (более чем на 3,2%);

самовыключение двигателя;

колебание частоты вращения ротора на максимальном режиме.

#### Двигатель не запускается

Незапуск двигателя или несоответствие параметров, характеризующих запуск, нормам технических условий могут быть как из-за неисправностей электроагрегатов системы запуска, так и вследствие неисправностей или неправильной регулировки топливной аппаратуры.

Если двигатель недостаточно или вяло раскручивается электростартером, то причинами этого является либо недостаточная емкость аккумуляторных батарей, либо неисправности электроагрегатов (стартер, пусковая панель).

Причинами невоспламенения топливовоздушной смеси при запуске также являются неисправности системы зажигания. К таким неисправностям относятся отказ запальной свечи из-за выпадения центрального электрода и разрушения керамики с полупроводниковым покрытием, а также неисправности катушки зажигания или некачественное соединение проводов.

Если перед запуском двигателя при включении подкачивающего топливного насоса не гаснет лампочка сигнализатора на табло «Не запускай», то необходимо:

проверить регулировку датчика давления топлива;

заменить фильтрующий элемент фильтра низкого давления;

проверить исправность подкачивающего насоса;

убедиться в отсутствии засорений трубок воздухоотделителя в топливных баках самолета и при необходимости продуть трубки сжатым воздухом.

Если двигатель не запускается из-за отсутствия давления топлива во вспомогательном канале перед топливными форсунками, то нужно проверить регулировку тяг открытия стоп-крана и иглы распределителя этого агрегата.

Если двигатель не выходит на режим малого газа, то причинами этого могут быть неправильная регулировка клапана малого газа, клапана минимального давления или автомата запуска, а также нарушение тарировки тахометра или неисправность баростата.

Устранение перечисленных возможных неисправностей следует начинать с проверки тарировки тахометра и при небходимости его замены.

Для проверки исправности баростата следует запустить двигатель с включенным изолирующим клапаном. Если двигатель выйдет на режим малого газа, то необходимо баростат заменить.

После замены баростата требуется проверка и регулировка давления топлива за насосом. Для этого на ыходной штуцер устанавливается приспособление для измерения I ния топлива за насосом и производится проливка топливной системы. После этого нужно занхттить двигатель, прогреть его и вывести на режим 94% (14 500 об/мин). Давление топлива за насосом должно быть 88...95,5 кгс/см2 при атмосферном давлении 760 мм рт. ст.

Изменение атмосферного давления на ±10 мм рт. ст. изменяет давление топлива на 1 кгс/см2.

В случае несоответствия давления топлива допустимому нужно отрегулировать давление за насосом регулировочным винтом анероиднон коробки баростата. При заворачивании винта на 1/8 оборота давление повышается на 2—3 кгс/см2, при выворачивании — понижается.

Регулировка частоты вращения ротора двигателя на режиме малого газа производится регулировочным винтом 4, расположенным на дроссельном кране (см. рис. 112). Поворот регулировочного винта 4 по часовой стрелке уменьшает, а против часовой стрелки — увеличивает частоту вращения. 1/8 оборота винта изменяет частоту вращения ротора на 1,3...2% (200...300 об/мин). Допустимая частота вращения ротора на режиме малого газа на земле 36...39% (5550...6000 об/мин), на высоте 10 000 м — 74.8% (11 500 об/мин).

Регулировка частоты вращения высотного малого газа обеспечивается клапаном минимального давления, расположенным на дроссельном кране. При поворачивании регулировочного винта 9 по часовой стрелке частота вращения ротора двигателя уменьшается, против часовой стрелки — увеличивается. Один оборот винта соответствует 3,2...3,6% (500...550 об/мин) частоты вращения ротора двигателя при его работе на высоте 10 000 м. Увеличение подачи топлива при запуске двигателя обеспечивается регулировочным винтом 18 автомата запуска (см. рис. 108). который разрешается поворачивать по часовой стрелке не более чем на два оборота.

#### Неустойчивая работа двигателя на режиме малого газа

Неустойчивая частота вращения ротора двигателя на режиме малого газа обычно является следствием попадания воздуха в топливную систему и неплотной посадки седла клапана малого газа дроссельного крана, что приводит к неравномерной подаче топлива к форсункам.

Для устранения дефекта необходимо провести проливку топливного плунжерного насоса через клапан стравливания воздуха до появления ровной, чистой струи топлива без признаков наличия воздуха. Если проливка не привела к устранению неустойчивой работы двигателя (колебание значений параметров, хлопки), то необходимо заменить дроссельный кран.

#### Большой заброс температуры газов при запуске
двигателя

Повышенный заброс температуры газов при запуске двигателя может быть из-за частичного перекрытия входа воздуха в компрессор, неправильного показания термопар, увеличенной подачи топлива при запуске вследствие раннего вступления в работу основного контура форсунок при нарушении регулировки распределителя топлива или из-за заедания штока 12 (см. рис. 111) эксцентриковой втулки баростата.

Для устранения этой неисправности нужно:

убедиться в отсутствии посторонних предметов во входном канале самолета;

проверить правильность показаний термопар;

заменить распределитель топлива ЛУН-5200.05;

допустимый заброс температуры газов при запуске двигателя от аэродромного источника питания — не более 700°С, от бортовых аккумуляторов — не более 750°С;

заменить баростат. После замены баростата необходимо проверить давление топлива за насосом и при необходимости отрегулировать его.

#### «Зависание» частоты вращения ротора двигателя

Зависание частоты вращения ротора двигателя может происходить на земле и в полете, на различных режимах работы двигателя. Сущность этого дефекта заключается в том, что в процессе открытия дроссельного крана частота вращения, достигнув определенной величины, остается постоянной, несмотря на то, что перемещение РУД на увеличение режима продолжается. «Зависание» на различных режимах вызывается разными неисправностями. Наиболее характерными из них являются:

заклинивание во втулке иглы распределителя топлива вследствие попадания в зазор между ними посторонних частиц;

разрушение (прорыв) мембраны клапана автомата приемистости вследствие ее некачественного изготовления (подрезка» утонение материала) и снижения прочностных свойств в процессе эксплуатации из-за высоких температур подводимого воздуха. В настоящее время подводимый в мембранную полость воздух охлаждается в топливовоздушном теплообменнике;

нарушение герметичности воздушной полости автоматического распределителя топлива из-за усадки прокладки корпуса автомата приемистости или недостаточного подвода воздуха в эту полость вследствие ослабления затяжки гаек крепления трубки подвода воздуха к автомату приемистости. Недостаточный подвод воздуха к автомату приемистости может быть из-за появления трещин на трубке подвода воздуха вследствие воздействия вибрационных напряжений при наличии концентратора в месте припайки трубки к штуцеру, а также вследствие наличия остаточных напряжений, возникающих в материале трубки от подгибки при монтаже.

Недостаточный подвод воздуха к автомату приемистости может происходить также из-за замерзания влаги в трубке, обледенения и засорения воздушного фильтра, чему способствует скопление пыли и влаги в корпусе фильтра в результате неправильной установки чашки (дренажным отверстием кверху);

нарушение характеристики распределителя топлива по проливке — уменьшение расхода через основной канал. Это уменьшение является следствием усадки резиновых уплотнительных колец разъема корпуса распределителя с фигурной крышкой и втулки распределителя;

«зависание» максимальной частоты вращения ротора двигателя с подъемом на высоту происходит из-за изменения жесткости диафрагмы высотного компенсатора;

заедание золотника автомата приемистости распределителя топлива в положении на слив, попадание посторонних частиц под клапан ограничителя максимальной частоты вращения топливного насоса или под клапан баростата.

Во всех случаях «зависания» частоты вращения в полете необходимо включить изолирующий клапан, прекратить выполнение задания и произвести посадку, после чего выявить причину неисправности и устранить ее.

Из рассмотрения отказов топливной системы и системы регулирования можно сделать вывод, что большинство из них является следствием попадания в систему посторонних частиц.

Исследования и опыт эксплуатации показывают, что наибольшую опасность для топливной системы представляют частицы размером от 10 до 50 мкм, которых в агрегатах содержится всего 0,08...0,4% от общего количества посторонних частиц, не задерживаемых топливными фильтрами.

С увеличением наработки происходит значительное увеличение количества таких частиц. Поэтому регламентом технической эксплуатации предусмотрена периодическая проливка на батист плунжерных насосов для резкого уменьшения количества этих частиц в топливной системе двигателя.

Источниками загрязнения топлива являются:

механические примеси (до 0,005%) в самом топливе, не задерживаемые фильтром на входе;

продукты износа подвижных деталей агрегатов системы заправки и агрегатов топливной системы самолета;

механические частицы, попадающие через горловины топливных баков при заправке и через дренажную систему;

посторонние частицы, попадающие при выполнении регламентных работ, при демонтаже и монтаже агрегатов и трубопроводов топливной системы самолета и двигателя.

В частях, эксплуатирующих двигатели, необходимо строго выполнять требования по проливке плунжерных насосов, обеспечивать чистоту рабочих мест на участках работы с топливной аппаратурой и исключить возможность попадания посторонних частиц в топливную систему самолета и двигателя. Систематически контролировать чистоту полостей емкостей, магистралей и исправность средств заправки, обращая особое внимание на состояние каркасной сетки фильтра.

#### Неудовлетворительная приемистость двигателя

Приемистость двигателя является одной из весьма важных характеристик двигателя. Минимальное время достижения максимальной тяги необходимо для выполнения различных полетных задании и особенно при уходе на второй круг при посадке самолета.

С другой стороны, малое время приемистости может приводить к возникновению помпажа, особенно при поте на высоте 5000...7000 м, что вызывает повышенные динамические нагрузки на узлы и детали проточной части двигателя.

Помпаж двигателя при максимальной частоте вращения ротора способствует возникновению и развитию трещин крыльчатки компрессора, что при определенных условиях может приводить к ее разрушению.

Б процессе эксплуатации двигателей М701 возможны следующие нарушения приемистости:

увеличенное время приемистости с медленным ростом частоты вращения ротора в начале ее изменения;

увеличенное время приемистости на высотах более 6000 м с медленным ростом частоты вращения ротора в конце ее изменения;

уменьшенное время приемистости в полете на высоте;

помпаж двигателя при приемистости на высотах более 5000 м;

колебание максимальной частоты вращения ротора двигателя при приемистости на земле и в полете на высоте до 2000 м.

Увеличенное время приемистости с медленным ростом частоты вращения ротора двигателя в начале ее изменения обычно является следствием нарушения регулировки распределителя топлива. Уменьшение времени приемистости до норм технических условий производится путем отворачивания винта 14 (см. рис. 113) анероида распределителя топлива на 1/8...1/4 оборота, но не более 3/4 оборота. Если после этого время приемистости остается больше нормы, то следует заменить воздушный жиклер 23 автомата приемистости (поставить жиклер с диаметром, уменьшенным на 0,1...0,2 мм). Замена воздушного жиклера допускается с диаметром; отверстия в пределах 2,9...3,4 мм.

Увеличенное время приемистости на высоте с медленным набором частоты вращения в конце ее изменения также является следствием нарушения регулировки распределителя топлива. Для уменьшения времени приемистости необходимо заменить жиклер 23 автомата приемистости на жиклер с уменьшенным на 0,1...0,2 мм диаметром отверстия.

Уменьшенное время приемистости в полете на высоте выявляется обычно в виде неустойчивой работы двигателя при приемистости, т. е. в виде помпажа. Для обеспечения устойчивой работы двигателя необходимо завернуть регулировочный винт 14 анероида автомата приемистости на 3/4 оборота. Если неисправность не устранилась, то нужно заменить воздушный жиклер на жиклер с большим на 0,1...0,2 мм диаметром отверстия. При неустойчивой работе двигателя в конце приемистости на высотах 5000...7000 м необходимо повернуть винт 26 иглы взлета против часовой стрелки на 1,5...3 оборота, после чего проверить максимальную частоту вращения ротора двигателя в полете.

Колебание максимальной частоты вращения ротора двигателя при приемистости устраняется путем заворачивания иглы взлета не более чем на 3 оборота и путем регулировки дроссельного крана.

#### Отклонение максимальной частоты вращения ротора
двигателя от нормы технических условий

Отклонение максимальной частоты вращения ротора двигателя может быть следствием изменения плотности топлива, а также нарушения регулировки агрегатов из-за износа деталей и усадки пружин, а также попадания посторонних частиц под клапан ограничителя максимальной частоты вращения топливного насоса или под клапан баростата.

При изменении плотности топлива на 0,01 г/см3 максимальная частота вращения ротора двигателя изменяется на 35...40 об/мин. Плотность топлива в процессе эксплуатации может меняться в значительных пределах. Так, например, при изменении температуры на 20°С плотность топлива меняется на 0,016...0,02 г/см3. Кроме того, плотность топлива одной и той же марки, но разных партий может быть различной.

У двигателей М701 допустимый диапазон максимальной частоты вращения составляет 98,7...100,8% (15 200...15 520 об/мин). При несоответствии фактической частоты вращения ротора допустимой величине нужно произвести их регулировку винтом ограничителя частоты вращения, характеристика которого зависит от плотности топлива. 1/8 оборота регулировочного винта ограничителя соответствует 1...1,7% (150...250 об/мин) частоты вращения ротора двигателя.

Если частота вращения ротора двигателя не соответствует диапазону 98,7...100,8% на высотах более 6000 м, то регулировку следует производить винтом высотной компенсации, который разрешается поворачивать на величину ±8 оборотов от среднего положения. При этом необходимо учитывать регулировки, произведенные этим винтом ранее. Один оборот винта высотной компенсации изменяет максимальную частоту вращения в среднем на 10 об/мин.

Занижение максимальной частоты вращения ротора двигателя может также происходить по другим причинам:

рычаг дроссельного крана не доходит до упора;

недостаточная пропускная способность фильтрующего элемента топливного фильтра (загрязнение фильтра);

слабая затяжка гаек трубки подвода воздуха к автомату приемистости;

утечка воздуха из-за усадки прокладки автомата приемистости;

заедание золотника автомата приемистости распределителя топлива в положении «на слив»;

попадание посторонней частицы под клапан ограничителя максимальной частоты вращения ротора или под клапан баростата;

отказ топливного насоса (например, заедание сервопоршня).

Для восстановления максимальной частоты вращения необходимо проверить регулировку тяги управления дроссельным краном» осмотреть фильтрующий злемент топливного фильтра низкого давления, проверить затяжку гаек трубки подвода воздуха к автоматическому распределителю топлива и устранить обнаруженные недостатки.

В случае отказа топливного насоса следует заменить насос. При заедании золотника автомата приемистости автоматического распределителя топлива, попадании посторонних частиц под клапан ограничителя максимальной частоты вращения ротора двигателя или под клапан баростата необходимо включить изолирующий клапан, выяснить, какой узел не работает, и заменить неисправный агрегат.

#### Нарушение в работе изолирующего клапана

В эксплуатации при работе двигателя на режиме 94% (14 500 об/мин) при проверке работы изолирующего клапана имелись случаи, когда включение изолирующего клапана не приводило к увеличению частоты вращения ротора двигателя или вызывало повышение частоты вращения более чем на 3,2% (500 об/мин).

Отсутствие увеличения частоты вращения ротора двигателя при включении изолирующего клапана возможно по следующим причинам:

несрабатывание изолирующего клапана из-за замасливания контактов в соединениях проводов с изолирующим клапаном или пробивание изоляции катушки;

негерметичность изолирующего клапана;

засорение изолирующего клапана.

В случае замасливания контактов нужно очистить их, а при засорении — промыть изолирующий клапан.

Необходимо отметить, что признаком срабатывания изолирующего клапана является характерный щелчок при его включении.

Повышение частоты вращения ротора более чем на 3,2% является нарушением регулировки клапана предельного давления. Для устранения неисправности нужно вывернуть винт ограничителя предельного давления на пол-оборота.

#### Самовыключение двигателя

Самовыключение двигателя М701 из-за неисправности систем топливопитания и автоматического регулирования может происходить на всех режимах его работы, но наибольшую опасность представляет самовыключение при взлете самолета, когда у летчика вследствие малой высоты полета не хватает времени для принятия решения по обеспечению торможения самолета (в случае отказа на разбеге) или выбору площадки для посадки самолета.

Самовыключение двигателя на взлетном режиме обычно является следствием попадания посторонних частиц под клапан ограничителя максимальной частоты вращения топливного насоса.

В процессе работы двигателя этот клапан находится в постоянном движении, периодически открывая или прикрывая слив топлива из пружинной полости сервомеханизма насоса. Зазор между клапаном и его гнездом при этом колеблется в пределах 0,02...0,05 мм. Попадание под клапан посторонней частицы, соизмеримой с величиной зазора, приводит к невозможности его закрытия и постоянному нерегулируемому сливу топлива из пружинной полости сервомеханизма. В результате этого насос перестраивается на уменьшение производительности, что приводит к падению частоты вращения ротора и выключению двигателя.

Скорость и величина падения частоты вращения ротора двигателя при этом определяются размерами частицы, вызвавшей заклинивание клапана в открытом положении. Чем больше частица, тем более резко происходит падение частоты вращения и тем более вероятно выключение двигателя из-за срыва пламени в камерах сгорания.

Характерно, что включение изолирующего клапана в этом случае не предотвращает падения частоты вращения ротора и самовыключения двигателя.

Самовыключение двигателя при работе на режимах ниже взлетного происходит из-за попадания постороних частиц под клапан баростата, который так же, как и клапан ограничителя максимальной частоты вращения, при работе на этих режимах находится в постоянном движении, открываясь на величину 0,04...0,05 мм. Динамика возникновения отказа в этом случае такая же, что и самовыключение с взлетного режима, с той лишь разницей, что слив топлива из пружинной полости сервомеханизма насоса происходит через открытый клапан баростата, включением изолирующего клапана этот слив отключается и двигатель восстанавливает частоту вращения ротора. Самовыключение двигателя на переходных режимах может происходить как при даче, так и при уборке РУД.

При приемистости (дача РУД) причиной самовыключения является срыв пламени из-за переобогащения смеси в камерах сгорания вследствие заклинивания золотника автомата приемистости в положении закрытия слива из пружинной полости сервомеханизма насоса в связи с попаданием в зазор посторонней частицы или коррозии на рабочих поверхностях золотника и втулки клапана.

При резкой даче РУД клапан автомата приемистости не будет ограничивать темп подачи топлива в камеру сгорания, который значительно опережает темп увеличения расхода воздуха через двигатель. По этой же причине может происходить самовыключение двигателя при даче приемистости с включенным изолирующим клапаном, то есть с отключенным клапаном приемистости, а также при включении изолирующего клапана на повышенном режиме работы двигателя на высотах более 3000 м.

При резкой уборке РУД самовыключение двигателя происходит из-за срыва пламени вследствие переобеднения смеси в камерах сгорания, что возможно при сочетании ряда неблагоприятных факторов или при действии некоторых из них:

меньшей (по сравнению с ТУ) производительностью проливки через основной клапан распределителя топлива;

уменьшение производительности топливных форсунок из-за смолистых отложений на их деталях;

ухудшение распыла топлива из-за недостаточного зазора между корпусом и гильзой (например, при повышенном нагарообразовании);

сужение диапазона устойчивого горения в сторону более богатой смеси при увеличении высоты полета.

При резком закрытии дроссельного крана давление топлива за ним падает почти мгновенно, а частота вращения ротора вследствие значительной инерции ротора падает постепенно. Поэтому при дросселировании в камеру сгорания подается значительно большее количество воздуха и меньшее количество топлива, то есть происходит переобеднение смеси.

Степень переобеднения определяется величиной проливки топлива через основной канал автоматического распределителя, производительностью обоих каналов, качеством распыла топлива форсунками и гидравлическим сопротивлением каждой камеры сгорания. Поэтому переобеднение смеси в камерах сгорания одного двигателя различно, а в тех из них, в которых произойдет сочетание неблагоприятных факторов, оно может быть настолько сильным, что приведет к срыву пламени. При дальнейшем уменьшении частоты вращения через заглохшие камеры ввиду меньшего сопротивления проходит большее количество воздуха, чем через работающие. Такое перераспределение расхода воздуха приводит к переобогащению смеси в работающих камерах, что приводит к срыву пламени и в этих камерах сгорания.

Самовыключение двигателя с предварительной неустойчивой работой и повторяющимся падением частоты вращения ротора может происходить на любом режиме работы двигателя из-за заклинивания плунжеров топливного насоса. Заклинивание плунжеров происходит обычно в результате работы насоса на топливе с примесью воды. Вода, попадая в зазор плунжер — ротор насоса, нарушает керосиновую пленку, смазывающую поверхности деталей, что приводит к возникновению сухого трения между ними. В результате происходит схватывание с вырывом и наволакиванием материала ротора (бронзы) на поверхность стального плунжера.

Другой причиной заклинивания плунжеров является попадание в зазор между плунжерами и стенками плунжерных колодцев ротора насоса металлических частиц, являющихся продуктами износа трущихся деталей насоса или оставленных в полости насоса (заусенцы, стружка) при изготовлении или их ремонте.

Для предотвращения случаев заклинивания плунжеров топливных насосов из-за попадания воды в топливо необходимо тщательно контролировать заливаемое в баки самолета топливо и регулярно производить слив отстоя из фильтра низкого давления двигателя.

Самовыключение двигателя может происходить и в результате прекращения подачи топлива из-за полной выработки топлива или обмерзания обратных клапанов системы подачи топлива, входных сеток подкачивающих: насосов или фильтра низкого давления вследствие наличия в топливе кристаллов льда. Кроме того, прекращение подачи топлива в двигатель может быть следствием отказа топливного плунжерного насоса (например, из-за разрушения рессоры привода насоса) или отказа подкачивающего центробежного насоса ПЦР-1В из-за неисправностей электроцепи питания насоса или разрушения деталей гидравлической части насоса. Такие неисправности устраняются только заменой агрегатов.

#### Колебание частоты вращения ротора
на максимальном режиме

Колебание частоты вращения на максимальном режиме может происходить из-за увеличения сил трения в сопряженных деталях плунжерного насоса или наличия воздушных пробок в топливной системе. Амплитуда колебаний иногда достигает 1000 об/мин. Одновременно с колебаниями частоты вращения происходит колебание давления топлива и тяги двигателя. Период, колебаний может достигать 2 с.

При появлении дефекта для его устранения необходимо удалить воздух из топливной системы путем проливки насоса через клапан стравливания.

Колебание максимальной частоты вращения ротора двигателя может быть вызвано также нарушением регулировки ограничителя максимальной частоты вращения или нарушением регулировки дроссельного крана. Проверку регулировки дроссельного крана следует производить следующим образом. Вывести двигатель на режим n=14 500 об/мин и проверить давление топлива за насосом с помощью приспособления М701-09-991. Давление топлива должно быть 85...90 кгс/см2 при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. Вывести двигатель на максимальный режим и зафиксировать давление топлива. Постепенно заворачивая винт упора максимальной частоты вращения, проверить устранение колебаний частоты вращения. При этом максимальная частота вращения ротора не должна измениться. Заворачивание винта разрешается производить до тех пор, пока будет достигнута разница в давлении топлива при частоте вращения 94 и 100% не менее 15 кгс/см2.

Другие причины, вызывающие колебание частоты вращения, связаны с неисправностями насоса и потому устраняются только заменой этого насоса.

Основные неисправности:

повышенное трение между пальцами и втулками корпуса наклонной шайбы, а также между регулировочной шайбой и корпусом насоса;

выработка полуосей и гнезд рычага клапана;

увеличение давления над мембраной с уменьшением давления топлива на выходе из насоса.

Физическая сущность возникновения колебаний частоты вращения ротора двигателя заключается в увеличении сил трения между деталями.

При работе на установившемся режиме на сервопоршне возникает определенный перепад давления топлива, и для перемещения сервопоршня необходимо изменение этого перепада, т. е. необходимо изменить величину открытия клапана.

Поскольку величина силы трения в узлах зависит от скорости перемещения деталей, в момент страгивания сервопоршня нужен больший перепад, а при движении — меньший. Как только сервопоршень стронулся, силы трения уменьшаются и имеющийся перепад давления на сервопоршне резко переводит поршень на изменение подачи топлива, проскакивая свое промежуточное положение. В результате частота вращения ротора двигателя изменяется на большую величину и для возвращения ее в нужное положение вновь нужно преодолеть силы страгивания, то есть вновь дать повышенный перепад давления на сервопоршень, что опять приводит к резкому движению поршня, при котором он вновь проскакивает необходимое положение. Возникает колебательный процесс в работе двигателя.

При обнаружении колебаний частоты вращения ротора двигателя нужно убедиться в правильности работы тахометра и только после этого устранять неисправность заменой топливного насоса.