МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ

 

Клапан горючего двигателя РД–219

([2], листы 8, 9)

 

Клапан горючего служит для управления подачей горючего в камеры сгорания и для дренажа горючего после выключения дви­гателя.

 

Конструкция клапана

 

Клапан состоит из следующих узлов и деталей: корпус (1), крышка (2), соединительной гайки (3), корпуса дренажа (4) и узла клапана.

Корпус. Корпус (1), изготовленный из алюминие­вого сплава АВ, имеет входной фланец со шпильками для крепления к насосу ТНА. Кроме того, в корпусе имеются два выходных патрубка (сеч. А–А) с фланцами для креп­ления трубопроводов, идущих к камерам, и фланец дренажного патрубка, к которому болтами крепится корпус дренажа (4), при­жимающий через пружинную шайбу (14) крышку (13) к фланцу корпуса. Корпус дренажа (4) имеет два штуцера, в которые ввер­тываются пиропатроны. По наружной поверхности корпуса дрена­жа выполнена кольцевая проточка, благодаря чему произведено утонение материала по проточке и производится разрушение при срабатывании пиропатронов. Соединение корпуса (1) с крышкой (2) производится при помощи гайки (3), имеющей правую и левую резьбу. Крышка (2) имеет два резьбовых штуцера, один из кото­рых, малого диаметра, направлен по оси клапана, другой перпенди­кулярно оси клапана (5). Первый штуцер служит для слива, ко второму присоединяется блок обратных клапанов системы газоге­нерации. Крышка (2) имеет также отверстие для датчика хода, за­глушенное пробкой (16).

Узел клапана. Клапан (5) прижимается к седлу силой пружины (6), изготовленной из стали 50ХФА, и может перемещаться вдоль оси до упора кольца (11) в кольцо (9). Жидкостная полость клапана отделяется от атмосферы манжетами (10). Одна манжета упирается в кольцо (1), которое закреплено на клапане при помощи проволочного соединения (сеч. Б–Б) и при перемещении клапана (5) движется вместе с ним. Другая манжета при помощи кольца (9) закреплена непод­вижно в крышке (2). Кольца (7) и (8) предохраняют манжеты от выворачивания. Полость между манжетами через отверстия в гай­ке (3), прикрытые пылезащитным кольцом (15), соединяется с ат­мосферой.

 

Принцип действия клапана

 

Работает клапан следующим образом: до начала работы ТНА клапан закрыт. При подаче горючего на вход в клапан и по мере возрастания его давления, действующего на кольцевую площадь между внутренним диаметром неподвижной манжеты и средним диаметром седла, возникает сила, преодолевающая силу пружины, клапан приоткрывается. Компонент начинает поступать в камеры сгорания, и силой давления на площадь подвижной манжеты кла­пан резко открывается до упора.

При отключении двигателя подается импульс на пиропатроны; силой пороховых газов срезается перемычка корпуса дренажа (4), силой давления компонента выталкивается крышка (13), и компо­нент стравливается в атмосферу.

 

Особенности сборки клапана

 

1. Перед сборкой все детали обезжирить.

2. Резьбовые соединения, места уплотнений прокладками, по­верхности соприкосновения манжет поз. 10 с деталями поз. 1, 2, 5, соприкасающиеся поверхности детали поз. 5 и деталей поз. 1 и 2, кроме места посадки клапана на седло, смазать смазкой ЦИАТИМ-221 ГОСТ 9433–60.

 

 

Блок клапанов окислителя двигателя 8Д719

([2], листы 16…19)

 

Блок клапанов окислителя (жидкого кислорода) установлен на головке камеры сгорания и предназначен для выполнения следую­щих функций:

1) организации предстартовой продувки линии окислителя перед запуском двигателя;

2) отсечки перепуска окислителя в бак;

3) пуска окислителя в камеру сгорания и газогенератор при за­пуске двигателя;

4) отсечки подачи окислителя в камеру сгорания при выключе­нии двигателя.

 

Основные технические данные

 

Тип блока клапана	гидравлический, трехпозиционный
Метод срабатывания блока клапанов	пиротехнический
Гидравлическое сопротивление блока клапанов при номиналь­ном расходе окислителя	4,75±0,5 кГ/см2
Масса блока клапанов сухая (без регуляторов), не более	3,2 кг
Общая герметичность клапанов	полная

 

Конструкция клапана

 

Блок клапанов состоит из корпуса (5), в котором монтируются: обратный клапан (25), клапан перепуска (3) и отсечной клапан (14). Установка трёх клапанов в одном корпусе позволила значи­тельно снизить вес и габариты агрегата.

Клапан. Корпус (1) изготовлен литьем из алюми­ниевого сплава с последующей механи­ческой обработкой. За одно целое с корпусом выполнены два фланца. Один из фланцев служит для соединения при помощи шпилек с корпусом регулятора РКС (2) (см. описание стр. 38), а второй – для крепления блока клапанов к дросселю, установлен­ному непосредственно на головке камеры сгорания. Фланец (5), ввернутый в корпус, предназначен для крепления подводящего тру­бопровода окислителя.

Отсечной клапан. Отсечной клапан представляет собой кла­пан с пирочековым устройством без дре­нажа пороховых газов (см. сеч. Б–Б). Он состоит из клапана (14), направляющей втулки (12), пружины (13), седла, выполнен­ного непосредственно в корпусе (5), и пирочекового устройства. Кроме того, в корпусе (5) установлена дроссельная шайба (15), ко­торая крепится гайкой (16). Крепление пирочекового устройства в корпусе обеспечивается штуцерной гайкой (11); контровка гайки производится керновкой резьбы в трех точках по окружности. Опор­ными поверхностями пружины (13) являются уступ направляющей втулки (12) и тарель клапана (14). В хвостовике клапана (14) выполнено отверстие для осевой фиксации клапана при помощи чеки (10). Материалом клапана являемся бронза. Посадочный конус клапана (14) освинцован слоем 0,06…0,09 мм для обеспече­ния надежной герметичности. Пирочековое устройство включает корпус (9), стакан (8), втулку (17) и чеку (10) с навинченным на ее хвостовик поршнем (18). Для осевой фиксации чеки на ней имеются заплечики, на которые опирается торец втулки (17). Для заклинивания чеки (10) во втулке (17) их поверхности (внутренняя у втулки, наружная у чеки) выполнены в виде конусов. Для боль­шей надежности заклинивания (без отскакивания) на конусной поверхности чеки выполнен ряд кольцевых рисок, образующих так называемый «ёрш» (см. место 1). Корпус (9) изготовлен литьем из алюминиевого сплава с последующей механической об­работкой. В резьбовое отверстие производится установка пиропатрона.

Клапан перепуска. Клапан перепуска (3) также имеет пирочековое устройство без дренажа порохо­вых газов (см. сеч. В–В). Он состоит из клапанов (19) и (22), штоки которых установлены телескопически, втулки (21), пружи­ны (20) и пирочекового устройства (6), ввернутого в корпус (1).

Осевая фиксация клапана (19) относительно втулки (21) обес­печивается гайкой (24), установленной на хвостовике клапана. Резьбовое соединение контрится стопором (23), при этом стопор входит в паз на хвостовике клапана, а наружный конец стопора отгибается в паз гайки. Седлом клапана (19) является кольцевой выступ в корпусе (1), а седлом клапана (22) – кольцевой выступ во фланце корпуса регулятора. Оба клапана изготовлены из брон­зы. Посадочный конус клапана (19) освинцован слоем 0,06…0,09 мм для обеспечения надёжной герметичности. С этой же целью на рабочей поверхности клапана (22) (торце) выполнена кольцевая проточка, в которую завулканизировано резиновое коль­цо. Во внутренней полости штока клапана (22) установлена пружи­на (20), опорными поверхностями которой являются плоскости П₁ и П₂. В исходном положении пружина (22) сжата и сила упругости пружины воздействует на оба клапана, стремясь переместить их во взаимно противоположных направлениях. Взаимная осевая фиксация клапанов обеспечивается чекой пирочекового устройства (6), которая введена в соосные отверстия на штоках клапанов. С целью упрощения конструкции в клапанах двигателя применяется унифицированное пирочековое устройство. Таким образом, конст­рукция пирочекового устройства (6) аналогична описанной выше конструкции пирочекового устройства отсечного клапана.

Обратный клапан. Корпус (4) обратного клапана точеный, изготовлен из нержавеющей стали. Внут­ри корпуса расположен клапан (25), который прижимается к седлу пружиной (27). Опорным элементом пружины является втулка (28), зафиксированная в корпусе (4) при помощи упругого кольца (29). Рабочим элементом клапана (25) является резиновый поясок (26), завулканизированный в проточке клапана, благодаря чему обеспечивается лучшая герметичность.

 

Работа блока клапанов

 

Организация предстартовой продувки линии окислителя проис­ходит следующим образом. Перед пуском двигателя к обратному клапану блока клапанов подводится газообразный азот продувки давлением 47±3 кГ/см². Отжимая клапан (25), азот поступает в полость форсунок окислителя головки камеры сгорания и газогене­ратора.

Отсечка перепуска окислителя в бак и пуск окислителя в каме­ру сгорания и газогенератор обеспечивается клапанами (19) и (22). При подготовке двигателя к запуску кислород через вход­ной патрубок попадает в полость П₃, откуда по каналам в корпу­се (1) (см. сеч. Г–Г) и через открытый клапан перепуска попадает в рубашку охлаждения регулятора и затем, благодаря естествен­ной циркуляции, дренируется в бак. При подаче команды на запуск двигателя срабатывает пиропатрон (на чертеже не показан), ввер­нутый в корпус (1). Продукты сгорания пиропатрона поступают под поршень пирочекового устройства (6). Под действием силы давле­ния газов срезаются заплечики чеки (7) и, перемещаясь вдоль направляющей втулки, она садится своим конусом на коническую поверхность втулки, благодаря чему происходит заклинивание. Перемещаясь, чека выходит из отверстий клапанов (19) и (22). Под действием пружины (20) клапан (19) сходит с кромок седла на корпусе (1) и перемещается вниз до тех пор, пока отбортовка втулки (21) не сядет на корпус (1). Таким образом, открывается проход окислителя в камеру сгорания и газогенератор. Одновремен­но клапан (22) также под действием пружины (20) перемещается в противоположном направлении и прижимается рабочей поверх­ностью к кромке седла на фланце регулятора (2), прекращая пере­пуск окислителя в бак.

Отсечка подачи окислителя в камеру сгорания при выключении двигателя производится клапаном отсечки (14). При подаче сиг­нала на останов двигателя срабатывает пиропатрон пирочекового устройства, которое срабатывает точно также, как и устройство (6). При этом чека (10) выходит из отверстия в штоке клапана (14). Под действием пружины (13) клапан (14) садится на седло и от­секает подачу окислителя в камеру сгорания.

 

Основные материалы

 

Материалы основных деталей блока клапанов приведены в таб­лице.

 

 

Деталь	Материал
Корпус (5)	Алюминиевый сплав АК6
Клапан пуска (19)	Алюминиевый сплав Д16Т
Клапан отсечки (14)	Бронза Бр АЖМу-10-3-1,5
Клапан перепуска (22) и втулки (12), (21)	Бронза Бр АЖН-10-4-4
Штуцеры	Сталь Х18Н9Т

 

Технические условия на сборку агрегата

 

1. Попадание смазки в полости агрегата не допускается; обезжи­ривание собранного агрегата запрещается.

2. Наружные резьбы деталей смазать смазкой ЦИАТИМ-205.

3. Выступание контровочной шайбы за пределы наружного диа­метра гайки поз. 24 не допускается. Допускается доработка контровочной шайбы.

4. Контрить и пломбировать по эталону.

5. На контрольные испытания деталь поз. 16 кернить в одной точке.

 

 

Контрольные вопросы:

1. Поясните назначение клапана горючего двигателя РД-219.

2. Опишите конструкцию клапана горючего двигателя РД-219.

3. Поясните принцип действия клапана горючего двигателя РД-219.

4. Перечислите особенности сборки клапана горючего двигателя РД-219.

5. Поясните назначение блока клапанов окислителя двигателя 8Д719.

6. Перечислите основные технические данные блока клапанов окислителя двигателя 8Д719.

7. Опишите конструкцию блока клапанов окислителя двигателя 8Д719.

8. Поясните принцип работы блока клапанов окислителя двигателя 8Д719.

9. Перечислите особенности сборки блока клапанов окислителя двигателя 8Д719.

10. Из каких материалов выполнены основные элементы блока клапанов окислителя двигателя 8Д719?