Назначение, конструкция и работа агрегатов АК-50, АД

Баллоны заряжают сжатым газом от наземных компрессор­ных установок или от аэродромных баллонов через бортовой заправочный штуцер. При подзарядке их в полете от компрессора воздух, пройдя фильтр-отстойник и фильтр, посту­пает в автомат давления. Пока давление в баллонах ниже рабочего, автомат направляет воздух в баллоны. Когда же давление достигнет номинального значения, автомат давления срабатывает и направляет воздух от компрессора в атмосферу -компрессор переводится на холостую работу.

Баллоны (рис. 9.2) сваривают из стали, им придают цилинд­рическую или сферическую форму. Цилиндрические баллоны обматывают стальной проволокой под натяжением с последующей спайкой для предотвращения разлета осколков в случае разрыва баллона. На вертолетах в качестве баллонов могут использоваться подкосы опор шасси. Вместимость баллонов должна быть достаточной для неоднократного срабатывания потребителей без подзарядки.

 

Рис. 9.2. Цилиндрический баллон:

1 –обратный клапан; 2–зарядный штуцер;

3 - проволочная оплетка; 4- сливной кран

 

 

Воздушные компрессоры, применяемые в пневмосистемах ВС, поршневого типа с кривошипно-шатунным механизмом. В зависимости от рабочего давления в системе используют двух или трехступенчатые компрессоры см. (рис. 9.3).

Работу трехступенчатого компрессора можно уподобить работе трех цилиндров, соединенных последовательно. Из первого цилиндра (ступени компрессора) воздух подается во второй цилиндр, затем в третий. Поскольку объем цилиндров последовательно уменьшается, в каждом из них происходит сжатие газа.

Трехступенчатый компрессор имеет два цилиндра, причем один из них образует две ступени - первую и вторую. При работе компрессора поршни совершают возвратно-поступательное движение. При перемещении поршня 4 вниз воздух из атмосферы засасывается в цилиндр первой ступени и вытесняется из второй ступени в третью. В процессе движения этого поршня вверх воздух из первой ступени вытесняется во вторую, а из третьей нагнетается в систему.

 

Рис. 9.3. Схемы двухступенчатого (а, б) и

трехступенчатого (в) компрессоров:

1 — цилиндр первой и второй ступеней; 2 — клапаны всасывания;

3 — напорные клапаны; 4— поршень первой и второй ступеней;

5 — поршень третьей ступени; 6 — цилиндр третьей ступени;

7 — уплотнительное кольцо; 8 — кривошипно-шатунный механизм

 

Рис. 9.4. Компрес­сор АК-50М.

1 –цилиндр первой ступени;

3 -пор­шень; 4 –штуцер нагнетательного клапана;

8 -нагне­тательный клапан

9 –цилиндр второй ступени;

12 –шатун; 15 –фильтр воздуш­ный;

16 –клапан всасывающий; 19 –клапан поршня; 20 –поршневое кольцо первой сту­пени; 21 –поршневое кольцо второй ступени; 24 -экс­центриковый

 

Авиационный компрессор АК-50М (рис.9.4.) - двухступенча­тый, воздушного охлаждения, с рабочим давлением 50 кгс/см2. Он установлен на задней крышке картера двигателя с правой сто­роны. Производительность компрессора 8л. воздуха давлением 50 кгс/см2 в течении 22 мин. Необходимая скорость обдува ци­линдров компрессо­ра воздухом, не ме­нее 72 км/ч.

На последних се­риях устанавливает­ся компрессор улуч­шенной конструк­ции АК-50П12С. Сжатие воздуха в компрессоре вызывает интенсивный нагрев цилиндров. Для отвода тепла цилиндры имеют ребристой поверхность и обдуваются атмосферным воздухом. Детали компрессора смазываются маслом, поступающим из двигателя.

Регулирование рабочего давления в пределе заданного диапазона и перевод компрессора на холостой ход обеспечивают автоматы давления, которые выполняют те же функции, что и автоматы разгрузки в гидросистеме. При номинальном давле­нии в системе 5 МПа применяют автоматы давления прямого действия, при давлении 15 МПа - двухступенчатые.

Автомат давления прямого действияимеет запор­ную иглу, закрывающую выход воздуха в атмосферу. Игла ввер­нута в корпус автомата на многозаходной резьбе, поэтому при вращении имеет значительное осевое перемещение. Нижний конец иглы проходит через прямоугольное отверстие в рычаге, вследствие чего при повороте рычага вместе с ним вращается и игла. Работает автомат давления следующим образом.

При работе компрессора на зарядку баллонов воздух через обратный клапан поступает в систему, создавая при этом давле­ние на поршень. Когда давление воздуха достигнет 5 МПа, поршень переместится влево настолько, что ролик фиксатора с верхнего скоса кулачка на рычаге переместится на нижний скос. В момент перехода ролика с одного скоса на другой уси­лием пружины фиксатора рычаг резко повернется, выбирая зазор между нижним плечом рычага и левым буртиком поршня. Поворот рычага вызывает осевое перемещение иглы и открытие отверстия для выхода воздуха в атмосферу. Компрессор перево­дится на холостую работу. Выход воздуха из баллона в атмосфе­ру блокируется обратным клапаном.

При понижении давления в баллоне поршень усилием пружины перемещается к исходному положению, увлекая за собой нижнее плечо рычага. Когда давление достигнет 4 МПа, ролик фиксатора с нижнего скоса кулачка перейдет на верхний скос. В момент перехода рычаг резко поворачивается вместе с иглой, последняя перекрывает выход воздуха в атмосферу. Компрессор снова переводится на рабочий режим работы. Таким образом диапазон рабочих давлений в системе поддерживается в пределах 5-4МПа.

Двухступенчатый автомат давления регулирует рабочее давление в системе в пределах 15 - 14 МПа. Автомат имеет три клапана с редукционными пружинами: пружина выпускного клапана регулируется на давление, равное 1,5 МПа, дренажного - на давление 14 МПа, игольчатого - на давление 15 МПа. Когда давление в баллоне ниже рабочего, игольча­тый и выпускной клапаны закрыты, дренажный клапан открыт и через него полость А сообщается с атмосферой.

 

Рис.9.5. Автомат давления АД-50:

1 –игла; 2 –фильтр; 3 –обратный клапан; 4 –поршень; 5 –рычаг иглы;

6 –редукционная пружина; 7 –фиксатор; 8 –ролик фиксатора; 9 –гайка иглы.

Автомат давления АД-50

Он служит для поддерживания давления в пределах 40...50 кгс/см². При повышении давления в воздушной системе до 50 кгс/см² автомат давления отключает компрессор от системы, а при понижении давления до 40 кгс/см² автомат давления под­ключает компрессор в систему. Он установлен под полом кабины экипажа на балке шпангоута №.3.

Автомат состоит из литого корпуса, поршня с резиновым уп­лотнением (на ранних сериях уплотнение было кожанным (рис. 9.5.), редукционной пружины (отрегулированной на 45 кгс/см²), обратного клапана, сетчатого фильтра конической фор­мы, иглы, гайки иглы, рычага иглы, фиксатора рычага иглы, со­стоящего из ролика, штока, пружины (отрегулированной на ± 5 кгс/см²), штуцера, для присоединения трубопровода от фильтра-отстойника, штуцера с обратным клапаном, для присоединения трубопровода, идущего к прямоточному фильтру, крышки со штуцером для присоединения трубопровода отвода воздуха в ат­мосферу.

Принцип работы автомата давления АД-50

а) Исходное положение АД-50. Если компрессор не создает да­вления (двигатель выключен) и нет давления воздуха в воздуш­ной системе, то поршень под действием редукционной пружины находится в переднем положении Пружина фиксатора, через рычаг иглы, действует также на поршень. При вышеуказанных условиях действие пружины фик­сатора на поршень суммируется с действием редукционной пру­жины автомата. Игла автомата закрывает отверстие, сообщаю­щее нагнетающую магистраль компрессора с атмосферой. Как показано на (рис. 9.6.а)

б) Работа АД-50 при увеличении давления в системе. При ра­боте компрессора давление воздуха отжимает обратный клапан, давит на поршень и через штуцер отвода проходит в систему. По мере повышения давления поршень перемещается назад, сжимаяредукционную пружину и пружину фиксатора (через рычаг иглы).

Когда давление в баллоне увеличивается до 50 кгс/см² пор­шень перемещается назад сжимая редукционную пружину и пово­рачивая рычаг иглы. С этого момента ролик фиксатора перехо­дит через вершину рычага иглы на другую его наклонную по­верхность. В результате этого, действие пружины фиксатора на поршень меняет знак - теперь ее действие суммируется с действием давления воздуха на поршень и поршень перемещается под действи­ем этого суммарного усилия, полностью назад. Как показано на (рис. 9.6.б)

Перемещение поршня полностью назад и поворот рычага при этом, вызывает поворот иглы (т.к. игла своими плоскими граня­ми входит в соответствующее гнездо рычага). Игла, двигаясь по резьбе гайки, открывает отверстие для выхода воздуха, поступа­ющего из компрессора через боковой канал корпуса, в атмосфе­ру. В результате падения давления обратный клапан закрывает­ся, препятствуя стравливанию воздуха из системы. Давление в нагнетающей магистрали компрессора резко надает (т.к. воздух свободно начинает выходить в атмосферу) и компрессор начина­ет потреблять на свое вращение небольшую мощность.

в) Работа АД-50М при уменьшении давления в системе. При
уменьшении давления воздуха в системе сила редукционной пру­жины оказывается больше, чем суммарная сила от давления воз­духа и пружины фиксатора. Поэтому поршень начинает двигать­ся обратно, вперед, поворачивая рычаг иглы также в обратном направлении. При понижении давления в воздушной системе до 40 кгс/см² поршень перемещается в крайнее переднее положение. Как показано на (рис. 9.6.а)

При этом движение отдельных элементов автомата АД-50 происходит следующим образом. Поворот рычага иглы вызовет по­ворот иглы и осевое ее движение на закрытие отверстия для вы­хода воздуха из компрессора в атмосферу. Давление воздуха от­крывает обратный клапан, расположенный перед поршнем и ком­прессор снова начинает подавать воздух в воздушную систему и в бортовой баллон. Ролик фиксатора через вершину рычага иглы перейдет на первоначальную наклонную поверхность, и действие пружины фиксатора снова будет суммироваться с действием ре­дукционной пружины автомата и т.д.

Неисправности автомата:

Износ резинового уплотнения поршня. При этом наблюдается медленный рост давления в баллоне. В этом случае авто­мат заменить новым.

Автомат отключает компрессор от магистрали баллона при достижении да­вления перед поршнем 50 кгс/см², но давления в баллоне мало. Это обычно проис­ходит в результате "разбухания" резинового уплотнения обратного клапана, уста­новленного на штуцере нагнетания автомата давления и закупорки отверстия для прохода воздуха в систему. В этом случае необходимо заменить обратный клапан.

Заклинивание поршня в переднем положении из-за заедания фиксатора рычага иглы (рычаг иглы повернуться не может). При этом давление в воздуш­ной системе и в баллоне возрастает более 50 кгс/см² и при достижении 55 кгс/см² сработает предохранительный клапан на кране наполнения КН-50;

Заклинивание поршня в заднем положении из-за заедания фиксатора рыча­га иглы (рычаг иглы повернуться не может). При этом давление падает ниже 40 кгс/см² и компрессор не включается в систему.

 

Рис. 9.6.

Схема работы автомата давления АД-50:

а –давление в системе меньше 50 кг/см²;

б –давление в системе больше 50 кг/см²

 

В режиме зарядки баллона сжатый воздух от компрессора через обратный клапан поступает в систему. Когда давление воздуха в баллоне достигнет 14 МПа, мембрана дренажного клапана поднимется и закроет клапан, разобщив полость А с атмосферой.

 

Рис. 9.7. Схема двухступенчатого автомата давления:

1 — компрессор; 2 — выпускной клапан; 3 — поршень игольчатого клапана;

4, 5 — пружи­ны; 6 — дренажный клапан; 7 — мембрана; 8 — баллон;

9 — обратный клапан

При давлении в системе, равном 15 МПа, воздух поднимет игольчатый клапан, поступит в полость А и, открыв выпускной клапан, выйдет через него в атмосферу. Компрессор переводится на холостую работу. Выпускной клапан поддержи­вает в полости А давление, равное 1,5 МПа.

Это давление необходимо для удержания игольчатого клапана в открытом Давления 1,5 МПа в полости А достаточно для удержания игольчатого клапана в открытом положении, потому что оно действует на поршень, имеющий значительную пло­щадь (примерно в 10 раз превышающую площадь поперечного сечения иглы).

При понижении давления в системе до минимального рабочего значения (14 МПа) дренажный клапан усилием своей пружины откроется и сообщит полость А с атмосферой. Это вызовет закрытие выпускного и игольчатого клапанов и пере­вод компрессора на рабочий режим работы.

Предохранительные клапаны предназначены для защиты системы от чрезмерного давления в случае отказа в работе автомата давления или повышения давления при температур­ных расширениях газа в баллонах. Типовой предохранительный клапан показан на (рис. 9.8). Пружина клапана регулируется на давление, превышающее номинальное примерно на 20 %.

Редукционные клапаны предназначены для понижения давления до определенного значения в системах потребителей. По конструкции и принципу работы они подобны редукционным клапанам гидросистемы. В пневмосистемах, так же как и в гидросистемах, применяют редукционные клапаны постоянной переменной степени редуцирования.

Редукционный клапан постоянной степени редуцирования (рис. 9.9.) имеет затвор, связанный с мембраной. Газ от источни­ка энергии поступает в камеру А, дросселируясь в щели открытого затвора, идет к потребителю. В установившемся режиме усилие пружины уравновешивается силой редуцированного давления газа на мембрану, при этом затвор открыт на величи­ну, обеспечивающую заданный перепад давлений. При умень­шении редуцированного давления пружина откроет затвор на большую величину и дросселирование потока газа уменьшится. Когда расход газа к потребителю прекратится, затвор закрывается.

 

Рис. 9.8. Схема предохранительного

клапана:

1 –баллон; 2 –затвор;

3 –редукционная пружина

 

 

 

Рис. 9.9. Схема редукционного клапана постоянной степени редуцирования:

1 –затвор; постоянной степени редуцирования:

2 –редукционная пружина;

3 –мембрана; 4 –баллон

 

Редукционный клапан переменной степени редуцирования (управляемый клапан) применяется обычно в качестве тормозного клапана. Тормозной клапан (рис. 9.10.) обеспечивает на выходе давление, которое пропорционально усилию, создаваемому пилотом на толкателе клапана. В расторможенном состоянии клапан впуска закрыт, а клапан выпуска открыт, сообщая линию тормозов с атмосферой. Это исключает возможность самопроизвольного затормаживания колес при негерметичности впускного клапана или вследствие температурного расширения газа в системе тормозов.

 

Рис. 9.10. Схема тормозного клапана:

1 — толкатель; 2 — редукционная пружина; 3 — поршень; 4— клапан выпуска;

5 — клапан впуска; 6 — баллон; 7 — пружина

 

При торможении пилот перемещает толкатель вправо, имеете с ним перемещаются редукционная пружина и поршень. Поршень, пройдя расстояние а, садится на клапан выпуска. Таким образом, работа тормозного клапана начинается с разоб­щения линии тормозов с атмосферой. Дальнейшее движение поршня совершается вместе с клапанами выпуска и впуска; клапан впуска отходит от седла, пропуская сжатый газ из бал­лона в тормоза. Открытие клапана впуска равно перемещению толкателя (без учета зазора а). По мере повышения давления в тормозах (а также в полости А) поршень перемещается влево, преодолевая усилие редукционной пружины. За поршнем сле­дуют клапаны выпуска и впуска до тех пор, пока клапан впуска не сядет на седло. С закрытием клапана впуска нарастание давления в тормозах прекращается и в них устанавливается стабильное давление, которое пропорционально перемещению толкателя. При частичном освобождении толкателя поршень отойдет от клапана выпуска и часть газа стравится из тормозов в атмосферу. Освобождение толкателя от нагрузки вызовет полное растормаживание колес шасси. Редукционный ускоритель, устанавливают обычно в тормозных системах для ускорения процесса затормаживания и растормаживания колес шасси. Редукционный ускоритель подобен тормозному клапану. Разница состоит лишь в том, что тормозной клапан имеет механическую систему управления, а ускоритель управляется давлением газа, поступающего в по­лость А от тормозного клапана.

При отсутствии давления газа в полости А поршень усилием редукционной пружины удерживается в крайнем левом положе­нии, клапан выпуска открыт, а клапан впуска закрыт. Линия тормозов через клапан выпуска и каналы в поршне сообщается с атмосферой.

При подводе управляющего давления в полость А мембрана прогибается, перемещая поршень вправо. Выбрав зазор, поршень садится на клапан выпуска, разобщая линию тормозов с атмосферой. Дальнейшее движение поршня вызы­вает открытие впускного клапана и поступление газа из балло­на в тормоза.

По мере роста давления в тормозах увеличивается его воз­действие со стороны полости Б на мембрану 2. Мембрана, проги­баясь, перемещает поршень влево до тех пор, пока клапан впуска не закроется.

Давление в тормозах будет во столько раз больше управляющего давления, во сколько площадь мембра­ны 1 больше площади мембраны 2. При стравливании давления в полости А поршень вернется в исходное положение, клапан выпуска откроется и колеса растормозятся.

ЗАНЯТИЕ №2