4. СИСТЕМА МАСЛОПИТАНИЯ И СУФЛИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

Маслосистема двигателя (рис. 12) обеспечивает подачу масла к трущимся поверхностям для уменьшения трения и отвода теплоты.

Часть масла используется как рабочая жидкость системы управления воздушным винтом и для работы измерителя крутящего момента.

Смазка двигателя – циркуляционная, все высоконагруженные трущиеся поверхности (подшипники, зубчатые и шлицевые соединения, втулки и другие детали) смазываются и охлаждаются маслом, подводимым под давлением к форсункам. Малонагруженные поверхности смазываются барботажным маслом.

Масляная система двигателя работает по короткозамкнутой схеме, в которой нагнетаемое в двигатель и откачиваемое из двигателя масло непрерывно циркулирует по замкнутому кольцу, минуя масляный бак самолета.

Масло, находящееся в маслобаке, в циркуляции не участвует и служит для пополнения расходуемого в двигателе масла и для повышения высотности системы.

Рис. 12. Схема маслопитания и суфлирования:
I - терморегулятор; 2 - коробка управления; 3 - электромеханизм; 4 - маслорадиатор; 5 - пробка слива масла; 6 - воздухоотделитель; 7, 8,10- откачивающие секции маслоагрегата; 9 - обратный клапан; II - термостружкоситнализаторы; 12 - масляные фильтры в магистрали отвода масла от заднего подшипника компрессора и подшипника турбины; 13 - магнитная пробка; 14 - кран слива масла из лобового картера; 15 - сигнализатор засорения масляного фильтра лобового картера (сигнализатор перепада давления масла); 16- перепускной клапан; 17- маслофильтр лобового картера; 18 - датчик температуры масла 19, 22 - редукционные клапаны; 20 - нагнетающая секция маслоагрегата; 21- обратный клапан; 23 - подпитывающая секция маслоагрегата; 24 - сливной кран маслоагрегата; 25- указатель положения заслонки маслорадиатора; 26 - трехстрелочный указатель давления топлива, давления и температуры масла на входе в двигатель; 27- указатель давления масла в ИКМ; 28 - указатель масло-мера; 29 - лампа сигнализации минимального остатка масла; 30 - редукционный клапан; 31 - флюгерный насос; 32 - кран слива масла; 33 - противоперегрузочная перегородка; 34 - датчик масломера; 35 - масломерная линейка; 36 - заливная горловина; 37 - маслофильтр; 38 - дренажный бачок; 39 - дренажная трубка; 40 - маслобак; 41 - противоперегрузочный карман; 42, 43 - маслофильтры; 44 -датчик давления масла в ИКМ; 45 - маслонасос ИКМ; 46 - датчик давления масла в двигателе; 47 - центробежный суфлер; 48 - маслофильтр регулятора частоты вращения; 49 - регулятор частоты вращения; 50 - маслонасос регулятора частоты вращения; 51, 53- передний и задний подшипники ротора компрессора; 52 - масляный фильтр в магистрали подвода масла к заднему подшипнику компрессора и подшипнику турбины; 54 - прокладка для регулирования давления в суфлируемых лабиринтных полостях; 55 - подшипник ротора турбины; 56 - сигнальная лампочка срабатывания термостружко- сигнализаторов и сигнализатора засорения масляного фильтра лобового картера

Общее количество масла в маслосистеме каждого двигателя составляет 64 л, из них: в маслобаке 37 л, в маслорадиаторе 9 л, в трубопроводах внешней маслосистемы 2 л и в двигателе 16 л.

В маслосистему двигателя входят следующие основные узлы: маслоагрегат, состоящий из пяти секций (маслонасосов шестеренчатого типа), смонтированных в одном корпусе; центробежный суфлер; воздухоотделитель; маслонасос измерителя крутящего момента; масляные фильтры; магнитная пробка; сигнализатор засорения фильтра; термостружкосигнализаторы; трубопроводы и каналы масляной системы.

Работа масляной системы двигателя обеспечивается самолетными агрегатами и узлами: масляным баком; дренажным бачком; воздушно-масляным радиатором с терморегулятором; системой индикации; трубопроводами и др.

Первоначальное заполнение маслосистемы двигателя маслом, а также возмещение израсходованного масла в кольцевой системе двигателя производятся подпитывающей секцией 23 маслоагрегата, которая из маслобака 40 самолета подает масло на вход в нагнетающую секцию 20 маслоагрегата с избыточным давлением 0,6...0,8 кгс/см². Такое избыточное давление поддерживается редукционным клапаном 22 подпитывающей секции маслоагрегата.

На входе в нагнетающую секцию 20 маслоагрегата происходит смешивание потока масла, идущего от подпитывающей секции, с потоком масла, идущим от масляного радиатора 4 маслосистемы.

Нагнетающая секция маслоагрегата подает масло в лобовой картер через масляный фильтр 17, затем масло разделяется на два потока: один предназначен для смазки высоконагруженных деталей редуктора и питания масляного насоса ИКМ 45, другой – для смазки приводов лобового картера, подшипников 51, 53, 55 ротора двигателя, коробки приводов агрегатов и питания рабочей жидкостью системы управления воздушным винтом.

Давление масла в двигателе поддерживается на земле при работе двигателя на рабочей частоте вращения и в полете на всех режимах и высотах с помощью редукционного клапана 19 нагнетающей ступени маслоагрегата в заданных техническими условиями пределах.

Замер давления масла в магистрали двигателя производится за маслофильтром 17, для чего на лобовом картере установлен штуцер.

В нижней части лобового картера устанавливается магнитная пробка 13, которая улавливает магнитные металлические частицы, попадающие в масло в результате износа деталей, возможного занесения в маслосистему посторонних предметов или поломки деталей двигателя.

Отработанное в редукторе и лобовом картере двигателя масло сливается самотеком в маслосборник, расположенный в нижней части лобового картера, омывая магнитную пробку.

Откачивающими секциями 7, 8, 10 маслоагрегата подается масло из маслосборника через внутренние каналы в корпусе маслоагрегата в воздухоотделитель 6. В воздухоотделитель также поступает масло, откачиваемое секциями 7 и 8 из корпуса камеры сгорания.

Отделившийся в воздухоотделителе воздух с остатками незначительного количества масла отводится по трубопроводу в дренажный бачок 38, а масло направляется в маслорадиатор 4, откуда после охлаждения поступает на вход в нагнетающую секцию 20 маслоагрегата.

На двигателе имеются два крана 14 и 24 для слива масла: на лобовом картере и на входном патрубке подпитывающей секции маслоагрегата.

Для обеспечения нормальной работы масляной системы производится суфлирование масляных полостей двигателя. Суфлирование полостей редуктора и лобового картера осуществляется через откачивающие секции 7, 8, 10 маслоагрегата, воздухоотделитель 6 и суфлирующий патрубок маслобака 40.

Дренаж маслобака 40 осуществляется через дренажный бачок 38, который сообщается с атмосферой трубопроводом, выведенным за капот.

Масляные полости вала турбины, заднего подшипника компрессора и подшипника турбины суфлируются через центробежный суфлер 47.

Масло, отделенное от воздуха в суфлере, поступает в лобовой картер, а воздух выводится по трубопроводу во внутреннюю полость  реактивного сопла.

Межлабиринтные полости заднего подшипника компрессора и подшипника турбины суфлируются раздельно. Воздух из этих полостей внутренними трубопроводами в корпусе камеры сгорания подводится к наружному фланцу корпуса камеры сгорания, откуда общим трубопроводом выводится в реактивное сопло. Между фланцем корпуса камеры сгорания и фланцем общего трубопровода ставится регулировочная прокладка 54, при помощи которой регулируется давление в суфлируемых лабиринтных полостях.

При запуске двигателя масло из маслобака подается подпитывающей секцией 23 маслоагрегата в двигатель, заполняя каналы и полости двигателя и воздушного винта. При останове двигателя это масло возвращается в маслобак откачивающими секциями  маслоагрегата через редукционный клапан его подпитывающей секции, так как производительность откачивающих секций значительно больше производительности нагнетающей секции.

В начальный период запуска двигателя, когда обороты воздухоотделителя малы, небольшая часть масла из него попадает в воздушный трубопровод и по нему в дренажный бачок 38. Из дренажного бачка масло сливается по трубопроводу в маслобак 40. Это происходит и при запуске двигателя в воздухе.

На флюгирование воздушного винта масло к регулятору частоты вращения 49 подается из маслобака флюгерным насосом 31, установленным на нижней крышке капота двигателя.

Для предотвращения застывания масла в трубопроводе от флюгерного насоса к регулятору частоты вращения и масла, находящегося под перегородкой маслобака, при работе двигателя предусмотрена постоянная циркуляция масла из регулятора в маслобак, равная 2 л/мин.

Маслоагрегат

Маслоагрегат двигателя (рис. 13), расположенный в нижней части лобового картера, крепится к нему при помощи шпилек. Между маслоагрегатом и лобовым картером ставится паронитовая прокладка.

Маслоагрегат включает в себя пять секций масляных насосов шестеренчатого типа, смонтированных в одном корпусе:

– основную откачивающую секцию 10 (см. рис. 12);

– нагнетающую секцию 20;

– секцию 8 откачки масла от заднего подшипника компрессора;

– секцию 7 откачки масла от подшипника турбины;

– подпитывающую секцию 13.

Привод маслоагрегата осуществляется от нижнего вертикального привода лобового картера через промежуточную рессору. Маслоагрегат имеет два редукционных клапана (в нагнетающей и подпитывающей секциях) и два обратных клапана.

Рис. 13. Маслоагрегат:

1 – отверстие под шпильки крепления маслоагрегата; 2 – колпачок редукционного клапана нагнетающей секции; 3 – фланец крепления трубопровода подвода масла от маслорадиатора; 4 – обратный клапан; 5 – редукционный клапан подпитывающей секции; 6 – штуцер подвода масла, откачиваемого из полости подшипника турбины; 7 – штуцер подвода масла, откачиваемого из полости заднего подшипника компрессора; 8 – подвод масла к подпитывающей секции из маслобака; 9 – кран слива масла; 10 – технологические отверстия для снятия крышки.

Воздухоотделитель

Воздухоотделитель (рис. 14) центробежного типа устанавливается в колодце в нижней левой части лобового картера.  Он предназначен для отделения  воздуха из масловоздушной смеси, откачиваемой из масляных полостей двигателя. Воздухоотделитель состоит из корпуса, крышки и крыльчатки.Крыльчатка насажена на стальной валик и закреплена на нем заклепками или шпильками, образуя неразъемный ротор. Вращение ротору передается конической шестерней от нижнего горизонтального привода в лобовом картере.

Рис. 14. Воздухоотделитель:

1 – патрубок отвода масла; 2 – штуцер отвода воздуха; 3 – отверстие под шпиль¬ки крепления; 4 – резьбовые отверстия для снятия воздухоотделителяМасло, откачиваемое из двигателя, поступает на крыльчатку ротора. Под действием центробежных сил масло отбрасывается к стенкам корпуса и, очищенное от воздуха, через патрубок направляется для охлаждения в радиатор. Воздух, отделенный от масла, через штуцер 2 и подсоединенный к нему трубопровод выводится в маслобак самолета, а затем в атмосферу.

Маслофильтр лобового картера

Масло, поступающее к трущимся поверхностям деталей двигателя и агрегатов, очищается от механических примесей сетчатым фильтром, расположенным в колодце  с правой стороны в нижней части лобового картера. Фильтр состоит из набора сетчатых фильтрующих секций 4 (рис. 15), насаженных на сердечник с продольными прорезями и затянутых на нем гайкой. Между секциями установлены уплотнительные шайбы. Сердечник с набором секций при помощи плоского разжимного замка крепится к крышке 5 фильтра.

Рис. 15. Маслофильтр лобового картера:

1 – болт-съемник маслофильтра; 2 – перепускной клапан; 3 – штифт; 4 – фильтрующая секция; 5 – крышка; 6 – сигнализатор засорения фильтра Фильтр крепится к лобовому картеру при помощи болта (съемника) 1. При отворачивании болт упирается своим буртом в стопорное кольцо и фильтр снимается.

В крышке смонтирован перепускной клапан 2, который обеспечивает поступление масла в двигатель при увеличении гидравлического сопротивления фильтра из-за засорения секций или увеличения вязкости масла.

Основной фильтрующий элемент – секция 4. Она состоит из двух пар латунных сеток: грубой (каркаса) и тонкой (фильтра), окантованных наружными и внутренними обоймами. Окантованные сетки собраны совместно с гофрированным каркасом в фильтрующую секцию и завальцованы в общую наружную обойму.

На крышке маслофильтра  устанавливается сигнализатор 6 засорения фильтра, который сигнализирует экипажу о засорении масляного фильтра лобового картера.

При засорении фильтрующих элементов фильтра увеличивается перепад давлений масла на фильтре и при достижении настроечной величины сигнализатор замыкает электрическую цепь, включая соответствующую индикацию в  кабине экипажа.

Центробежный суфлер

Центробежный суфлер (рис. 16) установлен в верхней части лобового картера и предназначен для отделения масла из воздушно-масляной смеси масляных полостей подшипников корпуса камеры сгорания.

Рис. 16. Центробежный суфлер:

1 – отверстия под шпильки крепления суфлера; 2 – фланец крепления отводящего трубопровода; 3 – фланец крепления подводящего трубопровода; 4 – технологические отверстия для снятия крышки.

Воздух с примесью масла, поступая в центробежный суфлер, попадает на лопатки вращающегося ротора. Под действием центробежных сил частицы масла отбрасываются на стенки корпуса суфлера и по винтовым канавкам стекают вниз в лобовой картер.

Воздух, освобожденный от масла, через окна попадает во внутреннюю полость валика ротора и далее по трубопроводу отводится в реактивное сопло.

Маслонасос измерителя крутящего момента

Маслонасос ИКМ (рис. 17) предназначен для питания маслом системы измерителя крутящего момента двигателя. Насос крепится на фланце картера редуктора четырьмя шпильками.

Масло из магистрали двигателя поступает во всасывающую полость насоса, откуда захватывается шестернями и вытесняется в магистраль ИКМ. В цилиндрах ИКМ устанавливается такое давление масла, которое уравновешивает крутящий момент, передаваемый ступенью перебора редуктора. Это давление подводится к датчику автоматического флюгирования по крутящему мо­менту  и  на  указатель  замера  давления Р_км .

Рис. 17. Масляный насос измерителя крутящего момента:

1 – отверстия под шпильки крепления насоса.

Для обеспечения стабильной работы насоса при высоких противодавлениях в конструкции насоса предусмотрены подвижные подпятники, которые, прижимаясь к торцам шестерни, уменьшают долевые зазоры и тем самым снижают утечки масла в насосе. Подпятники поджимаются давлением масла, поступающим из нагнетающей полости высокого давления.

Магнитная пробка

Магнитная пробка (рис. 18) устанавливается в нижней части лобового картера 5, справа, в переходник 9, ввернутый в футорку 4 (рядом с краном слива масла из лобового картера). Магнитная пробка состоит из державки с магнитом. Она включает в себя рукоятку 15, державку 14 магнита 6 с переходником 7, штифт 1, пружину 13 и корпус 10.

Рис. 18. Магнитная пробка:

1 – штифт;  2 – кран слива масла ;  3, 11, 12 – кольцо  уплотнительное;  4 – футорка;  5 – лобовой картер;  6 – магнит;  7, 9 – переходник;  8– клапан;  10 – корпус;  13 – пружина;  14 – державка;  15 – рукоятка

Корпус 10 с одной стороны имеет два ушка, к которым на оси закреплен клапан 8, закрываемый пружиной, а с другой – пазы штыкового соединения для фиксации в рабочем положении рукоятки 15 при помощи штифта 1 и пружины 13. Внутри корпуса имеется расточка для размещения державки 14, рукоятки 15, пружины 13 и уплотнительного кольца 11. Клапан 8 предотвращает утечку масла из двигателя при съеме магнитной пробки.

Для повышения герметичности прилегающий торец клапана 8 покрыт резиной. Герметичность клапана обеспечивается уплотнительным резиновым кольцом 11, прижимаемым усилием пружины 13.

Масло, откачиваемое из лобового картера, омывает магнит, притягивающий магнитные частицы, находящиеся в масле.

Термостружкосигнализаторы

Для своевременного предупреждения экипажа о появлении ненормальностей в работе подшипниковых узлов средней и задней опор ротора двигателя в нижней части камеры сгорания установлен корпус с масляными фильтрами и термостружкосигнализаторами (ТСС). Система состоит из следующих основных элементов:

Рис. 19. Масляные фильтры и термостружкосигнализаторы:
1 – термостружкосигнализаторы; 2, 3 – электропровод; 4, 6 – магнит; 5 – корпус; 7 – контактное кольцо; 8 – колпачок; 9 – плавкая вставка; 10 – масляный фильтр; 11 – корпус масляных фильтров; 12 – втулка

а) двух термостружкосигнали-заторов 1 (рис. 19), один из которых установлен в магистрали откачки масла от заднего подшипника ротора компрессора, другой – в магистрали откачки масла от подшипника ротора турбины;

б) табло, расположенного в кабине экипажа.

В корпусе маслофильтров име­ются два канала, один из которых соединен с полостью заднего подшипника компрессора, другой – с полостью подшипника турбины.В каждом канале установлен маслофильтр 10 и термостружкосигнализатор 1, которые своими фланцами совместно крепятся к корпусу маслофильтров 11 двумя болтами.

Корпус маслофильтров 11 своим верхним фланцем крепится четырьмя болтами к фланцу, имеющемуся на нижнем ребре жесткос-ти корпуса камеры сгорания. Между  фланцами устанавливается паронитовая прокладка. На корпусе маслофильтров 11, кроме того, установлены два штуцера для соединения трубопроводами каналов корпуса с масляным агрегатом.

Каждый ТСС состоит из датчика, сигнализирующего о наличии стальной стружки в откачиваемом масле, и датчика предельной температуры воздушно-масляной смеси.

Датчик, сигнализирующий о наличии стальной стружки, состоит из магнитного накопителя стружки, представляющего собой два постоянных магнита 4 и 6, установленных с воздушным зазором друг против друга разными полюсами. Магниты соединены проводами 2 и 3 с контактами штепсельного разъема термостружкосигнализатора. На корпусе ТСС установлен штепсельный разъем для подключения его к электрическим цепям двигателя и самолета.

Примечание. Сигнал о срабатывании ТСС выведен на контакты главного штепсельного разъема "П" двигателя.

Датчик предельной температуры расположен в верхней части корпуса 5 и состоит из колпачка 8,  вставки 9 из легкоплавкого сплава и контактов,  одним из которых является верхняя часть магнита 6, а другим – кольцо 7.

Вставка 9 помещается внутри колпачка 8 и поддерживается втулкой 12.

Кольцо 7 соединено проводом 2 с магнитом 4.

Принцип работы датчика, сигнализирующего о наличии стружки, и термодатчика основан на замыкании минусовой цепи табло системы термостружкосигнализации при появлении стружки или превышении температуры откачиваемой масляновоздушной смеси выше допустимой величины.

При появлении металлической стружки в одной из указанных выше магистралей откачки масла, между магнитами образуется замкнутая цепь, так как зазор между магнитами заполняется стружкой. В результате этого на приборной доске в кабине экипажа загорается сигнальная лампочка наличия стружки в двигателе.

В случае повышения температуры масловоздушной смеси в магистрали откачки масла из полости заднего подшипника компрессора выше 180 °С и в магистрали откачки масла из полости подшипника турбины выше 202 °С легкоплавкие вставки расплавляются и соединяют поверхность магнитов 6 и колец 7. Образуется замкнутая электрическая цепь, которая включает сигнальную лампочку в кабине экипажа.