8. ВОЗДУШНЫЙ ВИНТ И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУШНЫМ ВИНТОМ

Воздушный винт, работая совместно с регулятором частоты вращения (рис. 28, 28а, 28б),  автоматически поддерживает заданную частоту вращения двигателя постоянной за счет изменения шага винта.  При заданном режиме и при неизменных внешних условиях мощность двигателя постоянна. В соответствии с этой мощностью регулятор частоты вращения, поддерживая частоту вращения двигателя постоянной, воздействует на механизм поворота лопастей винта, который устанавливает лопасти под таким углом, чтобы потребляемая винтом мощность была равна мощности на валу двигателя.

Если это равенство мощностей нарушается по каким-либо причинам, то частота вращения двигателя отклоняется от равновесной в сторону ее увеличения или уменьшения. В зависимости от отклонения частоты вращения регулятор подает команду либо на увеличение, либо на уменьшение шага винта. При изменении мощности двигателя или условий работы винта в полете угол установки лопастей винта будет меняться, сохраняя режим равновесия между мощностью, потребляемой винтом, и мощностью, развиваемой двигателем.

Большему шагу винта при прочих равных условиях соответствует большая потребляемая им мощность, и наоборот, меньшему шагу – меньшая мощность.

Гидравлический механизм изменения шага винта выполнен по схеме обратного действия.

Переход лопастей винта в сторону увеличения шага происходит под действием давления масла, подаваемого из регулятора частоты вращения в полости А и К цилиндра винта.

Переход лопастей в сторону уменьшения шага происходит под действием моментов от поперечных составляющих центробежных сил лопастей, а также под действием давления масла, поступающего в полость Б цилиндра винта из масломагистрали двигателя.

Масло из регулятора частоты вращения подводится к винту по трем каналам. Канал, по которому подводится масло из регулятора в полости А и К винта, называется каналом большого шага (БШ). При увеличении шага винта этот канал соединяется с маслонасосом регулятора, а при уменьшении шага винта по этому каналу масло сливается из полостей А и К цилиндра винта в картер двигателя.

Канал, по которому подводится масло в полость Б винта из магистрали двигателя, называется каналом малого шага (МШ).

Третий канал, канал фиксатора шага (ФШ), служит для подвода масла из регулятора частоты вращения к фиксатору шага винта под давлением, устанавливаемым редукционным клапаном 42.

Канал фиксатора шага и канал малого шага не находятся под контролем регулирующего золотника регулятора.

Давление масла в канале малого шага равно давлению, которое устанавливается в масломагистрали двигателя, за исключением случаев снятия винта с упора промежуточного угла и вывода лопастей винта из флюгерного положения, когда подводится масло с высоким давлением от насоса регулятора.

Давление масла в канале большого шага устанавливается в зависимости от сил, противодействующих переходу лопастей на больший угол установки (при переходных режимах), или от сил, удерживающих лопасти на данном угле установки (при установившемся равновесном режиме).

Подобранный для лопастей винта угол минимального сопротивления вращению φ = 8°  обеспечивает торможение самолета при пробеге после его посадки.

Винт имеет гидравлический фиксатор шага винта (ГФШ) и механический фиксатор шага винта (МФШ).

Гидравлический фиксатор шага автоматически фиксирует шаг винта, предохраняя его от раскрутки, когда в рабочих каналах между винтом и регулятором по каким-либо причинам падает давление масла ниже значения, необходимого для нормальной работы.

Механический фиксатор шага работает одновременно с ГФЩ, дублируя его в диапазоне рабочих углов установки лопастей винта от 8° до 50°, и надежно фиксирует шаг винта. Кроме того, винт имеет центробежный фиксатор шага винта (ЦФШ), который при превышении настроечной частоты вращения подает команду ГФШ и МФШ и автоматически фиксирует шаг, предохраняя винт от раскрутки.

Находящийся в канале большого шага винта дроссель 101 служит для замедления поворота лопастей в сторону уменьшения угла установки путем дросселирования масла, сливаемого из полостей А и К.

Уменьшение скорости облегчения винта даст более плавное нарастание отрицательной тяги в случае отказа двигателя в полете.

При увеличении шага винта дроссель 101 под давлением масла, поступающего в полости А и К, перемещается до упора влево. При этом на цилиндрической части дросселя открываются окна, через которые масло проходит в полости А и К, не испытывая большого сопротивления.

При облегчении винта поток масла, выдавливаемый поршнем 10 из полостей А и К, перемещает дроссель в крайнее правое положение. Боковые окна закрываются, и для выхода масла остается только небольшое центральное отверстие. Слив масла из полостей А и К замедляется, т. е. уменьшается скорость изменения шага винта.

При снятии лопастей с упора промежуточного угла дроссель 101 выключается из работы втулкой 100, которая под действием давления масла из канала МШ на ее правый торец перемещается до упора влево, что приводит к открытию боковых окон дросселя.

При установившемся режиме дроссель 101 практически не оказывает влияния на работу винта, так как для поддержания равновесных оборотов требуется небольшой расход масла.

Для обогрева цилиндровой группы винта и смазки подшипников лопастных рукавов в механизме винта предусмотрена постоянная циркуляция масла через жиклер 22 из полости Б в полость В.

Работа механизма винта с регулятором при установившейся  частоте  вращения ротора двигателя

Регулирование количества масла, поступающего в канал БШ для управления винтом и поддержания равновесной частоты вращения двигателя, осуществляется центробежным механизмом регулятора, который включает в себя следующие основные элементы: золотник 47 (см. рис. 28), следящую буксу 45, пружину 46, вращающиеся грузики 44.

При установившейся частоте вращения ротора двигателя, которая определяется настройкой регулятора, золотник 47 находится в равновесном состоянии под действием центробежных сил грузиков 44, которые стремятся повернуться на своих осях и поднять золотник 47 вверх, и усилия от пружины 46, которая стремится опустить  золотник 47 вниз.

В рассматриваемый момент установившегося режима работы сила упругости пружины будет равна силе от центробежных сил, развиваемых грузиками, поэтому золотник 47 и букса 45 установятся в такое положение, при котором букса будет перекрывать своим средним буртиком канал 93, соединяющийся через проточку золотника 92 с каналом большого шага. Такое положение золотник 47 и букса 45 займут при отсутствии утечек из канала БШ.

Рис. 28. Схема управления воздушным винтом при равновесном числе оборотов
1, 2, 3, 5, 9, 11, 15, 23, 24, 25, 29, 33, 40, 43, 48, 49, 53, 55, 57, 58, 61, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 70, 71, 81, 86, 87, 88, 90 90, 91 93, 95, 103 маслоканалы; 4. маслопровод; 6 - втулка; 7 - золотник; 8 - золотник; 10 - поршень; 12 - золотник; 13 - втулка поворотная; 14 - плунжер; 16 - клапан фиксатора шага; 17-пружина; 18 - втулка механическою упора; 19 - втулка шлицевая; 20. 21 - шарикоподшипники; 22 - жиклер; 26 - золотник ЦФШ; 27. пружина; 28 - втулка; 30 - пружнна; 31 - траверса; 32- кольцо упорное; 34 - шатун; 35 – лопасть винта; 36 - лампочка; 37 - клапан редукциоиный; 38 - шарикоподшипник; 39 - золотник. 41 - пружина; 42 - клапан редукционный; 42а - золотник; 42б - пружина; 44 - грузик; 45 - букса; 46 - пружина; 47- золотник; 50 - элсктромагнит; 51 - золотник; 52 - маслонасос; 54 - маслофильтр; 56 - дроссель; 59 - селекторный клапан; 60 - электоромагнит; 62 - золотник; 69 - жиклер; 72 - поршень; 73 - пружина; 74 - пружина;75 – золотник; 76 – пружина; 77 - раулятор частоты вращения; 78 - кран блокировки в АДГ; 79 - дроссельный пакет замедлителя; 80 - редукционный клапан; 82 - кнопочный выключатель; 83 - золотник; 84 – золотник в АДТ; 85 - кран; 89 - золотник; 92 - золотник; 94 - маслонасос; 96 - обратный клапан; 97 - электромагнитный клапан; 98 - поршень; 99 - лампочка; 100 - втулка; 101 - дроссель; 102 - лампочка; 104 - лампочка

В этом случае выход масла, находящегося в полостях А и К цилиндра винта и в канале большого шага, оказывается закрытым, вследствие чего шаг винта не изменяется. Лопасти винта под действием давления масла, заполняющего полость Б, из магистрали двигателя и под действием моментов от поперечных составляющих центробежных сил лопастей стремятся повернуться в сторону уменьшения шага, а масло, закрытое в полостях А и К цилиндра винта, удерживает их от поворота, вследствие чего шаг остается неизменным.

Так как из канала большого шага происходит утечка масла через подвижные соединения вала двигателя, то при установившемся режиме работы средний буртик буксы золотника полностью не перекрывает канал большого шага, а оставляет незначительный зазор, через который подается масло, обеспечивающее давление в полостях А и К цилиндра винта, необходимое для удержания винта на заданном режиме работы.

В случае нарушения равенства между мощностью, развиваемой двигателем, и мощностью, потребляемой винтом, частота вращения двигателя будет отклоняться от заданной в сторону уменьшения или увеличения, при этом регулятор автоматически будет восстанавливать частоту вращения до равновесной, определяемой настройкой регулятора.

Работа механизма винта и регулятора при увеличении частоты вращения ротора двигателя

Отклонение частоты вращения двигателя от заданной в сторону увеличения может произойти из-за увеличения мощности двигателя или уменьшения мощности, потребляемой винтом вследствие изменения условий работы винта (изменилась высота, скорость полета и т. д.). В этих случаях частота вращения восстанавливается вследствие увеличения шага винта. Если частота вращения ротора двигателя увеличится, то увеличится и частота вращения грузиков 44, соединенных через ведущую шестерню маслонасоса регулятора с приводом двигателя.

При увеличении частоты вращения возрастет центробежная сила грузиков, которая превзойдет силу упругости пружины 46. Под действием центробежной силы грузики преодолеют усилие пружины и переместят вверх золотник 47.

Вместе с золотником 47 переместится вверх и букса 45, которая соединит канал большого шага винта с маслонасосом регулятора 94. Масло от насоса регулятора через обратный клапан 96 по каналу поступит в маслофильтр 54, а оттуда по каналам 65, 88 и проточке золотника 83 пройдет в канал фиксатора шага. Кроме того, из канала 43 масло поступит к буксе 45.

Так как золотник центробежного механизма регулятора и букса приподняты, то масло из канала 43 пройдет через каналы 93 и 95 к редукционному клапану 42 для подпора клапана со стороны его пружин. Избыточное давление масла под редукционным клапаном зависит от нагрузки на механизм со стороны его лопастей и определяется величиной давления масла в канале большого шага.

При больших нагрузках увеличивается давление масла на редукционный клапан со стороны его пружин и перепуск масла через клапан уменьшается, вследствие чего повышается давление в канале большого шага и скорость поворота лопастей винта.

Одновременно масло от буксы регулятора пройдет через канал 93 и проточку золотника 92 в канал большого шага, откуда поступит в полости А и К цилиндра винта.    В полость Б поступает масло через канал малого шага, который соединен с магистралью двигателя.

Так как давление масла в полостях А и К больше, чем в полости Б, и площадь поршня, на которую воздействует давление в полости большого шага, больше площади, на которую воздействует давление в полости малого шага, то поршень 10 будет перемещаться вправо.

Вместе с поршнем будут перемещаться вправо штоки с прикрепленными к ним шатунами 34, которые за пальцы стаканов лопастей будут переводить лопасти в сторону большого шага. При переводе лопастей в сторону большого шага масло, находящееся в полости Б цилиндра винта, будет вытесняться по каналу малого шага через проточку золотника 89 и канал 90 на вход в регулятор.

Поворот лопастей в сторону большого шага будет происходить до тех пор, пока частота вращения ротора двигателя не уменьшится до равновесной. С увеличением шага винта частота вращения двигателя упадет, центробежная сила грузиков 44 уменьшится и под действием пружины 46 золотник 47 с буксой 45 переместятся вниз в положение, при котором средний буртик буксы перекроет доступ маслу в канал большого шага винта. Подача масла на увеличение шага винта прекратится, и винт будет продолжать работать на заданной равновесной частоте вращения.

При восстановлении частоты вращения может произойти переход золотника регулятора через равновесное положение вниз, а затем вверх, но после одного или двух таких отклонений вся система придет в равновесие.

Работа механизма винта и регулятора при уменьшении частоты вращения ротора двигателя

Отклонение частоты вращения ротора двигателя от равновесной в сторону уменьшения может произойти из-за уменьшения мощности двигателя или увеличения мощности, потребляемой винтом вследствие изменения условий полета.

В этих случаях восстановление частоты вращения будет происходить путем уменьшения шага винта.

Если частота вращения винта уменьшится, уменьшится и частота вращения грузиков регулятора.

При уменьшении частоты вращения винта центробежная сила грузиков 44 станет меньше силы упругости пружины 46.

Под действием силы упругости пружины золотник и букса переместятся вниз, и букса соединит канал большого шага винта, а следовательно, и полости А и К цилиндра винта со сливом (канал 48) в двигатель. Давление в полостях А и К уменьшится, и лопасти под действием давления масла, поступающего в полость Б цилиндра винта от магистрали двигателя, и под действием моментов от поперечных составляющих центробежных сил лопастей будут переходить в сторону малого шага. При этом действие механизма винта будет обратно действию его при увеличении шага. При движении поршня 10 влево масло из полостей А и К цилиндра винта будет вытесняться поршнем через дроссель 101, канал большого шага, проточку золотника 92, канал 93, проточку буксы 45 и канал 48 в картер двигателя.

Поворот лопастей в сторону малого шага будет происходить замедленно, так как масло из полостей А и К будет сливаться через дроссель 101.

Уменьшение шага лопастей будет происходить до тех пор, пока частота вращения винта не увеличится до первоначальной. С уменьшением шага винта частота вращения двигателя начнет возрастать, центробежная сила грузиков 44 увеличится и грузики, преодолевая усилие пружины 46, переместят золотник 47 в первоначальное равновесное положение. При восстановлении частоты вращения до равновесной также может произойти переход золотника через равновесное положение один или два раза.

При равновесном положении золотника букса средним буртиком перекроет канал 93, а следовательно, и канал большого шага. Вытеснение масла из полостей А и К прекратится, и винт будет продолжать работать на заданной равновесной частоте вращения.

Установка лопастей на промежуточный упор

Винт АВ-72Т имеет гидравлический и механический упоры на промежуточном угле, которые при уменьшении угла установки лопастей на 19° обеспечивают фиксирование лопастей на этом углу и исключают возможность перехода лопастей на угол φ₀ без соответствующей на это команды.

При уменьшении режима работы двигателя в момент захода самолета на посадку и в случае отказа двигателя в полете фиксация лопастей на промежуточном углу препятствует возникновению большой отрицательной тяги, а в случае ухода самолета на второй круг, когда происходит увеличение режима, обеспечивается быстрое затяжеление винта для получения взлетной мощности.

Промежуточный упор выполнен так, что при увеличении шага винта лопасти не фиксируются на промежуточном упоре, так как клапан фиксатора шага 16 открыт под действием потока масла, поступающего из канала 15 большого шага в полости А и К цилиндра винта.

Как только лопасти при облегчении винта достигнут φ_п.у. = 19°, канал 2 втулки 6 совместится с каналом 5 маслопровода 4.

При совмещении каналов 5 и 2 полость Д под плунжером 14 фиксатора шага отсоединится от канала фиксатора шага и сое­динится через канал 24, проточку золотника 8, каналы 5, 2 и 3 с полостью В, имеющей постоянный слив в картер редуктора двигателя.

Давление под плунжером 14 упадет, и плунжер вместе с золотником 12 под действием пружин переместится вправо до упора. Клапан фиксатора шага 16, не испытывая давления со стороны плунжера 14, под действием разжимающейся пружины закроет выход маслу, оставшемуся в полости А цилиндра винта, т. е. зафиксирует винт гидравлическим упором.

Одновременно при перемещении плунжера 14 и золотника 12 вправо полость Г под втулкой 18 через каналы 11, 25, проточку золотника 12, канал 23 соединится также с полостью В, в результате чего сработает фиксатор шага.

Работа гидравлического фиксатора шага

Гидравлический золотник ФШ 7 совместно с клапаном ФШ 16 автоматически фиксирует винт при падении давления масла в канале  ФШ  до  25±2 кгс/см².

При нормальной работе регулятора гидравлический золотник ФШ 7 с нижнего торца поджимается давлением масла, поступающего из канала ФШ, вследствие чего золотник находится в верхнем положении.

В случае падения давления масла в канале ФШ до 25±2 кгс/см² золотник ФШ под действием пружины и центробежной силы опустится в нижнее положение. Произойдет соединение канала ФШ (каналы 5 и 24) с полостью В через канал 103. Давление масла в канале ФШ на участке от золотника 7 до клапана ФШ 16 резко упадет, и клапан ФШ под действием разжимающейся пружины закроет выход маслу, оставшемуся в полости А.

Закрытое в полости А масло остановит продвижение поршня влево, и угол установки лопастей винта зафиксируется.

В случае отказа золотника 7 сработает клапан ФШ 16 при перепаде давлений масла в каналах  ФШ  и  БШ  5,5…6 кгс/см².  В этом случае лопасти винта будут зафиксированы на меньшем углу, чем φ_п.у..

Работа механического фиксатора шага

Механический фиксатор шага (МФШ) повышает надежность работы винта АВ-72Т. Он является устройством, которое не только дублирует работу гидравлического фиксатора шага (ГФШ), но и фиксирует шаг винта в диапазоне углов установки лопастей от 50° до 8° в тех случаях, когда ГФШ не обеспечивает фиксации шага винта:

– при падении давления масла в канале ФШ и заедании клапана ГФШ;

– при быстрой разгерметизации полости большого шага, сопровождающейся падением давления масла в каналах винта и регулятора;

– при медленной разгерметизации полости большого шага, не сопровождающейся падением давления в канале ФШ.

Работа МФШ происходит следующим образом.

На работающем винте канал ФШ, а также полость Г под втулкой 18 находятся под давлением масла, поступающего из канала ФШ регулятора, вследствие чего втулка 18 механического упора перемещается в крайнее левое положение и выводится из шлицевого торцевого зацепления с поворотной втулкой 13.

Шлицевая втулка 19 соединяется с втулкой механического упора 18 прямыми шлицами, а с поворотной втулкой 13 – винтовыми шлицами.

При работе винта в диапазоне рабочих углов установки лопастей шлицевая втулка 19 под действием давления масла из полости А на ее торец Ж находится в неподвижном состоянии, будучи поджатой противоположным торцом в дно цилиндра втулки винта.

При перемещении поршня 10 влево или вправо, т. е. в сторону уменьшения или увеличения шага винта, происходит перемещение поворотной втулки 13, которая установлена на поршне на двух шариковых подшипниках 20 и 21.

В связи с тем, что поворотная втулка 13 соединена со шлицевой втулкой 19 винтовыми шлицами, она при своем перемещении получает вращательное движение

При падении давления масла в канале фиксатора шага, а также в полости Д под плунжером 14, плунжер вместе с золотником 12 перемещается вправо до упора, и золотник 12 соединяет полость Г под втулкой 18 со сливом, в результате чего давление в полости Г падает, и втулка 18 под действием пружин 17 перемещается вправо.

Втулка 18 механического упора, перемещаясь вправо, своими торцевыми шлицами входит в зацепление с торцевыми шлицами поворотной втулки 13. При этом вращение последней прекращается, а следовательно, прекращается перемещение поршня 10. Винт будет зафиксирован на том углу, на котором произошло падение давления масла в канале фиксатора шага.

При увеличении шага винта более 50° шлицевая втулка 19 отводится вправо. В таком положении МФШ не срабатывает, так как вращение поворотной втулки 13 прекращается.

При медленной разгерметизации полости А под действием момента от поперечных составляющих центробежной силы лопастей механизм винта перемещается в сторону уменьшения шага, нагрузка на винт уменьшается, и начинает возрастать частота вращения. В этом случае срабатывает центробежный фиксатор шага, а вместе с ним и МФШ.

Снятие  лопастей  с  промежуточного  упора

Для того чтобы снять винт с промежуточного упора, необходимо в полость Д под плунжером 14 и в полости Б и Г подать масло высокого давления от насоса регулятора. Для этого необходимо подать питание на электромагнит 50, в результате чего золотник 51 переместится вниз и соединит канал 53 с каналом 49, находящимся под давлением масла от насоса регулятора.

Масло из канала 53 пройдет к торцам золотников 83 и 89 и переместит их вниз.

При опущенном золотнике 83 канал фиксатора шага соединится со сливом в картер двигателя, вследствие чего в полости пружины 30 золотника 8 давление упадет, и на золотник справа будет действовать только сила 30.

При опущенном золотнике 89 масло из насоса регулятора через маслофильтр 54, канал 65 и проточку золотника 89 поступит в канал малого шага.

Из канала малого шага масло поступит по каналам 33 и 9 в полость малого шага Б цилиндра винта и одновременно в полость Е к торцу золотника 8. Так как с противоположного торца на золотник 8 действует только одна сила пружины 30, то под действием давления масла золотник, сжимая пружину, переместится вправо и пропустит масло из полости Е по каналу 24 в полость Д под плунжером 14.

Под действием давления плунжер 14 фиксатора шага вместе с клапаном 16 и золотником 12 передвинется влево, в результате чего полость А окажется соединенной с каналом большого шага 15, в котором давление масла регулируется золотником центробежного механизма регулятора.

При перемещении влево плунжера 14 и золотника 12 полость Г под втулкой 18 отсоединится от слива и соединится через каналы 11 и 25 с полостью Д, имеющей высокое давление от насоса регулятора.

Под действием давления масла втулка механического упора 18 переместится влево и выйдет из зацепления с торцевыми шлицами поворотной втулки 13, вследствие чего винт будет снят как с гидравлического, так и с механического упоров промежуточного утла и перейдет под контроль регулятора.

Изменение шага винта в сторону увеличения или уменьшения его для поддержания равновесия частоты вращения при включенном электромагните снятия винта с упора происходит обычным порядком. Отличие состоит только в том, что полость малого шага Б в этом случае заполнена маслом не из масломагистрали двигателя, а маслом от насоса регулятора. Поэтому при включенном электромагните снятия винта с упора давление масла в полости малого шага винта для одинакового режима будет больше, чем при выключенном.

Работа  центробежного  фиксатора  шага

Центробежный фиксатор шага (ЦФШ) автоматически фиксирует винт в случае повышения его частоты вращения свыше 106,5 %.

При достижении винтом указанной частоты вращения золотник ЦФШ 26, сжимая пружину  27 под действием центробежной силы, переместится вверх.  При  своем  перемещении золотник ЦФШ через канал 29 соединит полость под гидравлическим золотником 7 со сливом, в результате чего последний переместится вниз и соединит со сливом участок канала ФШ от гидравлического золотника 7 до клапана ФШ 16. При срабатывании ЦФШ и гидравлического золотника также срабатывает клапан ФШ 16, который закроет выход оставшемуся в полости А маслу, т. е. зафиксирует винт.

При срабатывании клапана ФШ 16 вместе с плунжером 14 переместится вправо и золотник 12, который соединит полость Г со сливом. Таким образом, при срабатывании ЦФШ срабатывают ГФШ, МФШ и гидравлический золотник ФШ.

При уменьшении частоты вращения винта также уменьшится центробежная сила золотника ЦФШ и при достижении винтом частоты вращения не менее 105,7 % под действием разжимающейся пружины золотник ЦФШ возвратится в первоначальное положение и через свою проточку пропустит масло из участка канала фиксатора шага, находящегося под высоким давлением, в полость под золотником 7. Под действием давления масла золотник 7 переместится вверх и через свою проточку, проточку регулирующей втулки и канал 24 соединит полость  Д под плунжером 14 фиксатора шага с каналом ФШ. В результате этого винт расфиксируется и будет находиться под контролем регулятора.

Система флюгирования лопастей воздушного  винта

Кроме изменения шага в пределах рабочего диапазона лопасти винта при помощи специальной аппаратуры могут быть установлены во флюгерное положение, т. е. в такое положение, при котором лопасти винта создают наименьшее сопротивление полету самолета.

Система флюгирования воздушного винта АВ-72Т обеспечивает:

Во всех случаях флюгирования, при расфлюгировании и проверках систем флюгирования включается флюгepный масляный насос и только при аварийном флюгировании масло под соответствующим давлением подается насосом регулятора частоты вращения этого двигателя без включения флюгерного насоса.

1. Автоматический ввод лопастей воздушного винта во флюгерное положение от датчика автоматического флюгирования (ДАФ)  (рис. 28а) в системе измерителя крутящего момента произойдет, если на режиме работы двигателя не ниже 35,5^{+ 2°} по УПРТ произойдет падение давления масла в ИКМ ниже 10±0,5 кгс/см².

При установке режима двигателя α_в ≥ 35,5^+2° по УПРТ и выше происходит замыкание контактов 3...4 кнопочного выключателя в АДТ цепи блокировки автоматического флюгирования и возрастает давление в системе ИКМ. При достижении давления в системе ИКМ 10 ± 0,5 кгс/см² и выше замыкаются контакты 3…4 и размыкаются контакты 1…2 микровыключателя I в ДАФ, разрывая электрическую цепь флюгирования (контакты 1…2), а при давлении 25±1 кгс/см² и выше замыкаются контакты 3...4 и размыкаются контакты 1…2 микровыключателя II в ДАФ.

Увеличить

Рис. 28. Схема управления воздушным винтом при равновесном числе оборотов
1, 2, 3, 5, 9, 11, 15, 23, 24, 25, 29, 33, 40, 43, 48, 49, 53, 55, 57, 58, 61, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 70, 71, 81, 86, 87, 88, 90 90, 91 93, 95, 103 маслоканалы; 4. маслопровод; 6 - втулка; 7 - золотник; 8 - золотник; 10 - поршень; 12 - золотник; 13 - втулка поворотная; 14 - плунжер; 16 - клапан фиксатора шага; 17-пружина; 18 - втулка механическою упора; 19 - втулка шлицевая; 20. 21 - шарикоподшипники; 22 - жиклер; 26 - золотник ЦФШ; 27. пружина; 28 - втулка; 30 - пружнна; 31 - траверса; 32- кольцо упорное; 34 - шатун; 35 – лопасть винта; 36 - лампочка; 37 - клапан редукциоиный; 38 - шарикоподшипник; 39 - золотник. 41 - пружина; 42 - клапан редукционный; 42а - золотник; 42б - пружина; 44 - грузик; 45 - букса; 46 - пружина; 47- золотник; 50 - элсктромагнит; 51 - золотник; 52 - маслонасос; 54 - маслофильтр; 56 - дроссель; 59 - селекторный клапан; 60 - электоромагнит; 62 - золотник; 69 - жиклер; 72 - поршень; 73 - пружина; 74 - пружина;75 – золотник; 76 – пружина; 77 - раулятор частоты вращения; 78 - кран блокировки в АДГ; 79 - дроссельный пакет замедлителя; 80 - редукционный клапан; 82 - кнопочный выключатель; 83 - золотник; 84 – золотник в АДТ; 85 - кран; 89 - золотник; 92 - золотник; 94 - маслонасос; 96 - обратный клапан; 97 - электромагнитный клапан; 98 - поршень; 99 - лампочка; 100 - втулка; 101 - дроссель; 102 - лампочка; 104 - лампочка

Через замкнувшиеся контакты 3…4 микровыключателя II и контакты 3...4 микровыключателя I обеспечивается включение реле I готовности флюгирования, подающее питание к сигнальной лампочке 102 готовности флюгирования.

Включившееся реле I готовности флюгирования становится на самоблокировку через контакты 3…4 кнопочного выключателя АДТ, поэтому размыкание верхних контактов 3…4 микровыключателя II в ДАФ при падении давления масла в ИКМ (если установлен режим двигателя α_в ≥ 35,5^+2° по УПРТ) не препятствует автоматическому флюгированию.

При падении давления масла в ИКМ ниже 25 ±1 кгс/см² замыкаются контакты 1…2 микровыключателя II , а при давлении ниже 10±0,5 кгс/см² замыкаются контакты 1…2 микровыключателя I в ДАФ и (при замкнутых контактах 3…4 кнопочного выключателя в АДТ) в коробку реле автомата флюгирования поступает команда на автоматический ввод лопастей винта во флюгерное положение.

Команда на флюгирование воздушного винта поступает только при условии замыкания контактов 1…2 обоих микровыключателей в ДАФ.

В результате замыкания в ДАФ контактов 1…2 микровыключателя I и контактов 1…2 микровыключателя II включается реле II ввода во флюгер, которое, в свою очередь, включит: автомат времени флюгирования, контактор флюгерного маслонасоса, включающий цепь питания электродвигателя флюгерного маслонасоса 52 и сигнальную лампочку 99, реле IV ввода во флюгер, реле Iа, которое включит сигнальные лампочки 36  и  104.

Реле IV выключит реле I, в результате чего погаснет сигнальная лампочка 102 и включит реле V останова двигателя, которое подведет питание к электромагнитному клапану АДТ прекращения подачи топлива.

Включающийся при срабатывании реле II флюгерный маслонасос будет подавать масло по каналу 58 к селекторному клапану 59 регулятора частоты вращения.

Под действием давления масла селекторный клапан переместится вниз, пропустит масло через канал 57 и маслофильтр 54 и из канала 63 по проточке – в канал 64, через верхнюю проточку электромагнитного золотника 62, канал 68 к торцу золотника 92 ввода во флюгер.

Под действием давления масла золотник 92 переместится вниз и пропустит масло из маслофильтра по каналам 65, 91 и каналу большого шага в полости А и К цилиндра винта.

Давлением масла поршень винта будет перемешаться во флюгерное положение.

Работа механизма винта при вводе лопастей во флюгерное положение происходит так же, как и при увеличении шага винта. При этом положение лопастей во флюгере ограничивается упором поршня в кольцо 32, установленное у передней стенки корпуса винта.

При вводе лопастей винта во флюгерное положение в винт поступает масло как из насоса 94 регулятора, так и из флюгерного маслонасоса 52.

Слив масла из полости Б при вводе лопастей во флюгерное положение происходит по каналу малого шага через проточку золотника 89 и каналы 90 и 86 в масломагистраль двигателя.

Через 12 с автомат времени флюгирования разорвет минусовую цепь (клемма 4) реле II, в результате чего реле выключится.

При выключении реле II выключится контактор флюгерного маслонасоса, который разомкнет цепь питания электродвигателя флюгерного маслонасоса, сигнальной лампочки 99, реле IV и Iа. Сигнальные лампочки 36 и 104 погаснут.

Реле V и электромагнитный клапан АДТ прекращения подачи топлива в двигатель (останов) остаются включенными. Для их выключения необходимо кратковременно вытянуть и отпустить кнопку флюгирования. При этом кратковременно включится    реле III вывода из флюгера, которое разорвет цепь питания реле V и электромагнита останова АДТ.

2. Автоматический ввод лопастей винта во флюгерное положение от датчика автоматического флюгирования по отрицательной тяге на валу винта произойдет, если на режимах α_в ≥ 30^+4° по УПРТ возникнет отрицательная тяга выше величины, на которую настроен датчик.

В регуляторе частоты вращения установлен золотник 75 автофлюгера, срабатывающий в случае падения давления масла в командном канале 71 датчика.

На работающем двигателе золотник 75 с нижнего торца подпирается пружиной 76, имеющей силу затяжки 5 кгс, и давлением масла, равным 5^+0,5 кгс/см², из командного канала 71. Суммарное усилие на золотник снизу составляет примерно 30 кгс.

При положении сектора газа ниже значений α_в = 30^+4° по УПРТ канал 61 сообщен со сливом через сливной кран 78 на АДТ. В результате этого поршень 72 будет поджат пружиной 73 в крайнее верхнее положение и золотник 75 практически не будет испытывать никаких усилий сверху, так как пружина 74 не будет затянута.

При положении сектора газа выше значения α_в = 30+4° по УПРТ кран 78 перекроет слив из канала 61.

В канале 61, сообщенном с каналом высокого давления 65 через каналы 67 и 70, жиклер 69 и дроссельный пакет замедлителя 79, начнет повышаться давление.

Под действием давления масла поршень 72 будет перемещаться вниз до упора, сжимая пружины 73 и 74. Через 5 с с момента закрытия слива из канала 61 поршень 72 переместится в крайнее нижнее положение, что обеспечит затяжку пружины 74 до усилия, равного 16 кгс. Из-за разности усилий (30…16 кгс) золотник 75 будет находиться в крайнем верхнем положении, а вся система – в состоянии готовности.

Замедление перестройки золотника автофлюгера необходимо для того, чтобы не произошло самопроизвольного автоматического флюгирования винта в полете при резком перемещении рычага управления двигателем за угол выше диапазона блокировки α_в = 30…34° по УПРТ при наличии отрицательной тяги, превышающей настройку датчика в редукторе.

В командный канал 71 масло поступает по каналу 55 из канала высокого давления 65 регулятора через пакет дросселей 56, обеспечивающий расход масла около 1 л/мин.

Давление в командном канале 71, равное 5+0,5 кгс/см², поддерживается дросселированием на пакете дросселей 56 и с помощью редукционного клапана 37.

Датчик автоматического флюгирования по отрицательной тяге выполнен в редукторе и работает следующим образом.

При наличии отрицательной тяги вал винта стремится переместиться в сторону, противоположную направлению полета (к компрессору двигателя). Осевая сила, возникающая при этом на валу винта, передается шарикоподшипнику 38 (внутренней обойме) редуктора и уравновешивается (по наружной обойме этого подшипника) силой пружин 41 и давлением масла в пружинной полости датчика, подведенного из магистрали двигателя.

При появлении отрицательной тяги, превышающей настройку датчика, золотник 39 вместе с валом винта и подшипником 38 перемещается в сторону компрессора двигателя. При перемещении золотника 39 командный канал 71 сообщается через открывшийся канал 40 по проточке золотника 39 со сливом в полость редуктора, что приводит к быстрому падению давления в командном канале.

В результате падения давления в командном канале датчика ниже 2,5 кгс/см² загорается сигнальная лампочка 36 срабатывания датчиков. Одновременно золотник 75 флюгирования по отрицательной тяге под действием пружины 74 переместится вниз и своей проточкой соединит канал 70, находящийся под давлением масла, подводимого от фильтра регулятора, с каналом 81 подвода масла к золотнику выключателя 82 включения электроавтоматики и к полости над золотником 92 ввода во флюгер.

Золотник 92 переместится вниз и сообщит канал 91, находящийся под давлением масла, подводимого от фильтра регулятора, с каналом большого шага – начнется флюгирование винта от насоса регулятора. Одновременно кнопочный выключатель 82 регулятора частоты вращения подает питание к реле II ввода во флюгер.

При этом включаются реле II, автомат времени флюгирования, контактор флюгерного маслонасоса, электродвигатель флюгерного маслонасоса, сигнальная лампочка 99, реле IV, реле V, электромагнит останова двигателя и реле Iа, включающее сигнальные лампочки 36 и 104.

Включившийся флюгерный маслонасос будет подавать масло в маслофильтр регулятора и дальше по каналам 65 и 91 – в полость большого шага винта, дублируя подачу масла от маслонасоса регулятора. Произойдет перевод лопастей воздушного винта во флюгерное положение и прекращение подачи топлива в двигатель.

Через 12 с автомат времени флюгирования выключит реле II, в результате чего выключится контактор флюгерного маслонасоса, электродвигатель флюгерного маслонасоса, сигнальная лампочка 99, реле IV, реле Iа и сигнальные лампочки 36 и 104. Реле V и электромагнит АДТ останова двигателя остаются включенными. Для их выключения необходимо кратковременно вытянуть и отпустить кнопку флюгирования.

3. Принудительный ввод лопастей винта во флюгерное положение осуществляется нажатием на кнопку флюгирования. Кнопка подмагничивается и остается во включенном положении. При этом включается автомат времени флюгирования, контактор флюгерного маслонасоса, сигнальная лампочка 99, реле IV, V и электромагнитный клапан АДТ останова двигателя.

Включившийся флюгерный маслонасос 52 будет подавать масло через селекторный клапан 59 к маслофильтру регулятора и дальше по каналам 65 и 63, проточкам в золотниках 62 селекторного клапана и электромагнита вывода из флюгера и каналу 68 к полости над золотником 92 ввода во флюгер.

Золотник 92 переместится вниз и своей проточкой сообщит канал большого шага с каналом 91, находящимся под давлением масла за фильтром регулятора. В полости А и К большого шага винта будет поступать масло под высоким давлением, а из полости Б малого шага масло будет вытесняться по каналу малого шага и каналу 90 на вход в регулятор.

Произойдет ввод лопастей винта во флюгерное положение. Через 12 с автомат времени флюгирования разорвет минусовую цепь и размагнитит кнопку флюгирования, в результате чего выключится питание контактора флюгерного маслонасоса, электродвигателя флюгерного маслонасоса, сигнальной лампочки 99 и реле IV. Для выключения реле V и электромагнита останова АДТ необходимо кратковременно вытянуть и отпустить кнопку флюгирования.

4. Принудительный аварийный ввод лопастей винта во флюгерное положение осуществляется путем подвода гидросмеси из магистрали самолета под давлением 30…70 кгс/см² в полость над золотником 92 ввода во флюгер и к золотнику 84 аварийного останова двигателя в АДТ по каналу 87 через специальный ручной кран 85.

Под действием давления гидросмеси золотник 92 переместится вниз и своей проточкой сообщит канал 91, находящийся под давлением масла от насоса регулятора, с каналом большого шага.

Масло от маслонасоса регулятора будет поступать в полость А большого шага винта, а из полости Б малого шага будет вытесняться на вход в регулятор.

Подача топлива в двигатель прекратится. Винт будет введен во флюгерное положение не полностью, но в достаточной степени для обеспечения безопасного полета самолета.

5. Вывод лопастей воздушного винта из флюгерного положения (рис. 28б) осуществляется путем вытягивания кнопки флюгирования и удерживания ее в верхнем положении до перехода лопастей винта в положение φ₀ (на земле) или до достижения частоты вращения, необходимой для запуска двигателя в полете.

При выводе из флюгера в положение φ₀ на земле необходимо предварительно включить переключатель снятия с упора.

При вытягивании кнопки флюгирования включается контактор флюгерного маслонасоса, сигнальная лампочка 99, электродвигатель флюгерного маслонасоса, реле III вывода из флюгера и электромагнит 60 вывода из флюгера регулятора частоты вращения, также отключится реле V останова двигателя.

Включившийся флюгерный маслонасос 52 будет подавать масло через селекторный клапан 59 к маслофильтру регулятора.

Включившийся электромагнит 60 вывода из флюгера переместит вниз золотник 62 электромагнита вывода из флюгера. Золотник 62 сообщит через свою проточку и канал 66 полость за маслофильтром с полостью над золотником 89 вывода из флюгера. Под действием давления масла золотник 89 переместится вниз и своей проточкой сообщит канал 91, находящийся под давлением масла за фильтром регулятора, с каналом малого шага винта.

В полость Б малого шага начнет поступать масло под давлением, развиваемым флюгерным маслонасосом, а из полостей большого шага А и К масло будет вытекать через канал большого шага по проточке золотника 92, каналу 93, проточке буксы 45 центробежного механизма регулятора и каналу 48 на слив в лобовой картер.

При прекращении вытягивания кнопки флюгирования кнопка возвратится в среднее положение, в результате чего выключится контактор флюгерного маслонасоса, сигнальная лампочка 99, флюгерный маслонасос, реле III и электромагнит вывода из флюгера.

6. Проверка системы автоматического флюгирования от датчика в системе измерителя крутящего момента осуществляется на земле путем включения выключателя "Проверка автофлюгера по М_кр" на режиме работы двигателя не ниже α_в ≥ 35,5^+2° по УПРТ, включения переключателя снятия винта с упора и последующего перевода рычага управления двигателем в положение α_в = 0°.

Переводом двигателя на режим α_в ≥ 35,5^+2° по УПРТ обеспечивается замыкание контактов 3…4 цепи блокировки автоматического флюгирования в АДТ, замыкание верхних контакторов 3…4 кнопочных выключателей датчика автофлюгера по М_кр, включение реле I и загорание сигнальной лампочки 102.

Увеличить

Рис. 28. Схема управления воздушным винтом при равновесном числе оборотов
1, 2, 3, 5, 9, 11, 15, 23, 24, 25, 29, 33, 40, 43, 48, 49, 53, 55, 57, 58, 61, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 70, 71, 81, 86, 87, 88, 90 90, 91 93, 95, 103 маслоканалы; 4. маслопровод; 6 - втулка; 7 - золотник; 8 - золотник; 10 - поршень; 12 - золотник; 13 - втулка поворотная; 14 - плунжер; 16 - клапан фиксатора шага; 17-пружина; 18 - втулка механическою упора; 19 - втулка шлицевая; 20. 21 - шарикоподшипники; 22 - жиклер; 26 - золотник ЦФШ; 27. пружина; 28 - втулка; 30 - пружнна; 31 - траверса; 32- кольцо упорное; 34 - шатун; 35 – лопасть винта; 36 - лампочка; 37 - клапан редукциоиный; 38 - шарикоподшипник; 39 - золотник. 41 - пружина; 42 - клапан редукционный; 42а - золотник; 42б - пружина; 44 - грузик; 45 - букса; 46 - пружина; 47- золотник; 50 - элсктромагнит; 51 - золотник; 52 - маслонасос; 54 - маслофильтр; 56 - дроссель; 59 - селекторный клапан; 60 - электоромагнит; 62 - золотник; 69 - жиклер; 72 - поршень; 73 - пружина; 74 - пружина;75 – золотник; 76 – пружина; 77 - раулятор частоты вращения; 78 - кран блокировки в АДГ; 79 - дроссельный пакет замедлителя; 80 - редукционный клапан; 82 - кнопочный выключатель; 83 - золотник; 84 – золотник в АДТ; 85 - кран; 89 - золотник; 92 - золотник; 94 - маслонасос; 96 - обратный клапан; 97 - электромагнитный клапан; 98 - поршень; 99 - лампочка; 100 - втулка; 101 - дроссель; 102 - лампочка; 104 - лампочка

С включением выключателя проверки автофлюгера по М_кр от него подается питание на самоблокировку реле I (независимо от положения РУД) и включается реле VI проверки флюгирования, которое разрывает цепь питания электромагнита АДТ останова двигателя и включает электромагнит 60 вывода из флюгера регулятора частоты вращения. С переводом РУД двигателя на режим α_в = 0° давление масла в ИКМ двигателя падает ниже 10 ±0,5 кгс/см², замыкаются нижние контакты 1…2 кнопочных выключателей датчика автофлюгера и поступает питание на реле II ввода во флюгер.

Включившееся реле II включит автомат времени флюгирования, контактор флюгерного маслонасоса, сигнальную лампочку 99, флюгерный маслонасос, реле IV, V, Iа и сигнальные лампочки 36 и 104 срабатывания датчиков автоматического флюгирования. Реле IV разорвет электроцепь питания реле I, сигнальная лампочка 102 погаснет. Флюгерный маслонасос будет подавать масло к маслофильтру регулятора частоты вращения, золотник  51  электромагнита  50  снятия винта с упора сообщит канал 49,  находящийся под давлением масла за маслофильтром регулятора, с полостями над золотниками 83 и 89 и переместит их в нижнее положение, электромагнит 60 вывода из флюгера опустит вниз золотник 62, чем разобщит канал 64, находящийся под давлением масла за маслофильтром, с полостью над золотником 92 ввода во флюгер. В канал малого шага будет поступать масло под давлением, подводимым от маслофильтра регулятора, и перемещать поршень винта до упора. Канал фиксатора шага через золотник 83 снятия с упора сообщится со сливом, обеспечивая этим снятие винта с промежуточного упора. Произойдем перевод лопастей винта в положение φ₀. Через 12 с автомат времени флюгирования выключит реле II.

При этом выключится контактор флюгерного маслонасоса, сигнальная лампочка 99, электродвигатель флюгерного маслонасоса, реле IV, V, Iа и сигнальные лампочки 36 и 104 срабатывания датчиков автоматического флюгирования.

По окончании проверки (о чем судят по погасанию сигнальной лампочки 99) выключают выключатель проверки автофлюгера по М_кр, в результате чего реле VI также возвратится в исходное положение.

7. Проверка системы автоматического флюгирования от датчика автоматического флюгирования по отрицательной тяге на валу винта осуществляется путем включения электромагнитного клапана 97.

Для проверки датчика на режиме α_в = 0° по УПРТ необходимо включить выключатель проверки системы автоматического флюгирования по отрицательной тяге. При этом включится электромагнитный клапан 97 и масло из канала фиксатора шага поступит под поршень 98 редуктора двигателя. Сила, возникшая от давления масла под поршнем, преодолевает положительную тягу на валу винта, силу затяжки пружин 41 и давление масла в пружинной полости датчика с противоположной стороны подшипника и сдвинет подшипник 38 и золотник 39 вправо. В результате перемещения золотника 39 вправо откроется клапан слива масла по каналу 40 и произойдет падение давлении масла в командном канале 71. При этом замкнутся контакты сигнализатора СДУ, и загорится сигнальная лампочка 36 срабатывания датчиков автоматического флюгирования.

Падение давления масла в командном канале 71 является командой на ввод лопастей винта во флюгерное положение, но флюгирования не произойдет, так как РУД установлен на угол α_в = 0° по УПРТ. При этом канал 61 сообщен с клапаном слива, и пружина 74 не затянута, т. е. система не готова к работе.

Для проверки системы автоматического флюгирования с переводом лопастей винта во флюгерное положение и остановом двигателя двигатель переводят на режим работы выше значения α_в = 30^+4° по УПРТ и включают выключатель проверки системы автофлюгера по отрицательной тяге.

В результате этого давлением масла подшипник 38 редуктора и золотник 39 переместятся вправо, снизится давление масла в командном канале 71, замкнутся контакты сигнализатора СДУ, и загорится сигнальная лампочка 36. Золотник 75 автофлюгера по отрицательной тяге регулятора частоты вращения опустится вниз, и произойдет автоматический ввод лопастей винта во флюгерное положение с остановом двигателя.

Работа аппаратуры системы флюгирования при этой проверке не отличается от описанной в п. 2.

8. Частичное флюгирование производится для контроля работы флюгерной аппаратуры и выполняется на работающем двигателе на режиме 0,6 номинальной мощности нажатием на кнопку частичного флюгирования. При этом включатся контактор флюгерного маслонасоса, сигнальная лампочка 99 и флюгерный маслонасос.

От флюгерного маслонасоса масло поступит к маслофильтру 54 регулятора, откуда по каналам 55 и 63, проточкам в золотнике 62 и в селекторном клапане 59 поступит      по каналу 68 в полость над золотником 92 ввода во флюгер и переместит его вниз. Проточка золотника 92 сообщит канал 91  за маслофильтром регулятора с каналом большого шага, в результате чего в полости большого шага А и К поступит масло под давлением, создаваемым флюгерным маслонасосом и будет перемещать поршень 10 на затяжеление лопастей винта.

Затяжеление винта приведет к понижению частоты вращения двигателя. При падении равновесной частоты вращения на 1,5…2,0 % кнопку частичного флюгирования необходимо отпустить.

После прекращения нажатия на кнопку частичного флюгирования выключается контактор флюгерного маслонасоса, сигнальная лампочка 99 и электродвигатель флюгерного маслонасоса. Золотник 92 ввода во флюгер под действием своей пружины возвратится в исходное положение, поршень 10 винта прекратит перемещение в сторону затяжеления лопастей, и центробежный механизм регулятора восстановит частоту вращения до равновесной.