1、LOGO 燃油與控制燃油與控制系統系統8 燃油與控制系統燃油與控制系統8.2 8.2 液壓機械式發動機控制系統液壓機械式發動機控制系統8.1 8.1 概述概述8.3 8.3 監控型電子控制監控型電子控制8.4 8.4 全權限數字電子控制（全權限數字電子控制（FADEC/EECFADEC/EEC）8.1 8.1 概述概述發動機自動控制的意義發動機自動控制的意義? ? 在不同的飛行條件下在不同的飛行條件下, ,保持發動機給定的工作保持發動機給定的工作狀態狀態, ,或者按照所要求的規律改變工作狀態或者按照所要求的規律改變工作狀態, ,并保證并保證發動機安全工作。發動機安全工作。 因此，控制裝置對保證

2、發動機性能和安全都起因此，控制裝置對保證發動機性能和安全都起著關鍵的作用。著關鍵的作用。8.1.1 8.1.1 航空發動機對控制系統的要求航空發動機對控制系統的要求8.1.2 8.1.2 發動機控制系統的內容發動機控制系統的內容8.1.3 8.1.3 被控參數與可控變量的選擇被控參數與可控變量的選擇8.1.48.1.4 自動控制的基本概念自動控制的基本概念8.1 8.1 概述概述Company Logo8.1.1 8.1.1 航空發動機對控制系統的要求航空發動機對控制系統的要求l 保證最有效的使用發動機保證最有效的使用發動機l 工作穩定，控制精度高工作穩定，控制精度高l 良好的動態品質良好的動

3、態品質l 可靠性高，維護性好可靠性高，維護性好l 可更改性好可更改性好l 其他其他結構簡單、重量輕、體積小、安裝方便等結構簡單、重量輕、體積小、安裝方便等8.1 8.1 概述概述8.1.1 8.1.1 航空發動機對控制系統的要求航空發動機對控制系統的要求8.1.2 8.1.2 發動機控制系統的內容發動機控制系統的內容8.1.3 8.1.3 被控參數與可控變量的選擇被控參數與可控變量的選擇8.1.48.1.4 自動控制的基本概念自動控制的基本概念8.1 8.1 概述概述Company Logo8.1.2 8.1.2 發動機控制系統的內容發動機控制系統的內容v 燃油流量控制燃油流量控制v 空氣流量

4、控制空氣流量控制v 渦輪間隙的控制渦輪間隙的控制v 冷卻控制冷卻控制v 渦槳、渦軸發動機控制渦槳、渦軸發動機控制v 超音速飛機控制超音速飛機控制8.1 8.1 概述概述8.1.2 8.1.2 發動機控制系統的內容發動機控制系統的內容v 燃油流量控制燃油流量控制8.1 8.1 概述概述根據發動機的不同狀態，將清潔的，無蒸氣的，根據發動機的不同狀態，將清潔的，無蒸氣的，經過增壓的，計量好的燃油供給燃燒室。經過增壓的，計量好的燃油供給燃燒室。 控制分為：控制分為：l 推力控制推力控制l 過渡控制過渡控制l 安全限制安全限制8.1.2 8.1.2 發動機控制系統的內容發動機控制系統的內容v 燃油流量控

5、制燃油流量控制8.1 8.1 概述概述l 推力控制推力控制 根據發動機的工作狀態和飛機的飛行狀態，根據發動機的工作狀態和飛機的飛行狀態，計量供給燃燒室的燃油，獲得所需的推力。計量供給燃燒室的燃油，獲得所需的推力。 推力控制包括推力控制包括: :轉速控制轉速控制 壓力比控制壓力比控制 反推力控制反推力控制8.1.2 8.1.2 發動機控制系統的內容發動機控制系統的內容v 燃油流量控制燃油流量控制8.1 8.1 概述概述l 過渡控制過渡控制 目的：使發動機過渡過程能迅速、穩定和可靠地進行。目的：使發動機過渡過程能迅速、穩定和可靠地進行。 包括有包括有: : 起動、加速、減速控制及壓氣機的防喘控制。

6、起動、加速、減速控制及壓氣機的防喘控制。8.1.2 8.1.2 發動機控制系統的內容發動機控制系統的內容v 燃油流量控制燃油流量控制8.1 8.1 概述概述l 安全限制安全限制 目的：防止發動機工作中出現超溫、超壓、超轉、目的：防止發動機工作中出現超溫、超壓、超轉、超扭和超功率。超扭和超功率。 安全限制系統只有當出現超限時才起作用。安全限制系統只有當出現超限時才起作用。8.1.2 8.1.2 發動機控制系統的內容發動機控制系統的內容8.1 8.1 概述概述發動機在地面工作時受到的限制發動機在地面工作時受到的限制8.1.2 8.1.2 發動機控制系統的內容發動機控制系統的內容v 空氣流量控制空氣

7、流量控制8.1 8.1 概述概述控制發動機的空氣流量，保證壓氣機的工作穩定性。控制發動機的空氣流量，保證壓氣機的工作穩定性。 包括：放氣活門包括：放氣活門VBVVBV和可調靜子葉片和可調靜子葉片VSVVSV等。等。8.1.2 8.1.2 發動機控制系統的內容發動機控制系統的內容v 渦輪間隙的控制渦輪間隙的控制8.1 8.1 概述概述控制渦輪轉子葉片與機匣之間的間隙在各種工作狀控制渦輪轉子葉片與機匣之間的間隙在各種工作狀態下為最佳，提高發動機的性能。態下為最佳，提高發動機的性能。8.1.2 8.1.2 發動機控制系統的內容發動機控制系統的內容v 冷卻控制冷卻控制8.1 8.1 概述概述一是燃、滑

8、油溫度的管理，控制燃一是燃、滑油溫度的管理，控制燃、滑油的溫度；、滑油的溫度；二是以最少的引氣量，控制發動機部件的冷卻，提高發二是以最少的引氣量，控制發動機部件的冷卻，提高發動機性能。動機性能。8.1.2 8.1.2 發動機控制系統的內容發動機控制系統的內容v 渦槳、渦軸發動機控制渦槳、渦軸發動機控制 包括螺旋槳調速、動力渦輪轉速調節器、多發負載匹配等。包括螺旋槳調速、動力渦輪轉速調節器、多發負載匹配等。v 超音速飛機控制超音速飛機控制超音速飛機發動機進氣道和尾噴口面積控制，保證各部件工超音速飛機發動機進氣道和尾噴口面積控制，保證各部件工作匹配。作匹配。8.1 8.1 概述概述8.1.1 8.

9、1.1 航空發動機對控制系統的要求航空發動機對控制系統的要求8.1.2 8.1.2 發動機控制系統的內容發動機控制系統的內容8.1.3 8.1.3 被控參數與可控變量的選擇被控參數與可控變量的選擇8.1.48.1.4 自動控制的基本概念自動控制的基本概念8.1 8.1 概述概述Company Logo8.1.3 8.1.3 被控參數與可控變量的選擇被控參數與可控變量的選擇l 可控變量（控制量）可控變量（控制量）能影響被控對象的工作過程，用來改變被控參數大小的因素。如供能影響被控對象的工作過程，用來改變被控參數大小的因素。如供油量，尾噴口面積、槳葉角等。油量，尾噴口面積、槳葉角等。l 被控參數（

10、被控制量）被控參數（被控制量）能表征被控對象的工作狀態又被控制的參數，如推力、發動機的轉能表征被控對象的工作狀態又被控制的參數，如推力、發動機的轉速、增壓比（或壓力比）、速、增壓比（或壓力比）、等。等。l 控制方案（調節規律、調節計劃）控制方案（調節規律、調節計劃）指根據外界干擾或駕駛員指令來改變可控變量，以保證發動機被控指根據外界干擾或駕駛員指令來改變可控變量，以保證發動機被控參數不變或按規定的規律變化，從而達到控制發動機推力的目的。參數不變或按規定的規律變化，從而達到控制發動機推力的目的。8.1 8.1 概述概述8.1.1 8.1.1 航空發動機對控制系統的要求航空發動機對控制系統的要求8

11、.1.2 8.1.2 發動機控制系統的內容發動機控制系統的內容8.1.3 8.1.3 被控參數與可控變量的選擇被控參數與可控變量的選擇8.1.4 8.1.4 自動控制的基本概念自動控制的基本概念8.1 8.1 概述概述Company Logo8.1.4 8.1.4 自動控制的基本概念自動控制的基本概念基本術語基本術語控制對象控制對象控制裝置控制裝置控制系統控制系統干擾量干擾量給定值給定值 閉環控制閉環控制開環控制開環控制 8.1 8.1 概述概述l 被控對象：被控制的物體或過程。如發動機。被控對象：被控制的物體或過程。如發動機。l 控制裝置：用以完成既定控制任務的機構總和控制裝置：用以完成既定

12、控制任務的機構總和, ,又稱控制器。又稱控制器。l 控制系統：由被控對象和控制裝置組成。控制系統：由被控對象和控制裝置組成。l 給給 定定 值：駕駛員的指令值。值：駕駛員的指令值。l 干干 擾擾 量：引起被控參數發生變化的外部作用量，例如飛行量：引起被控參數發生變化的外部作用量，例如飛行 高度。高度。8.1 8.1 概述概述8.1.4 8.1.4 自動控制的基本概念自動控制的基本概念l 開環控制開環控制 控制裝置和被控對象同時感受外界干擾，改變可控變控制裝置和被控對象同時感受外界干擾，改變可控變量，補償干擾量引起的被控參數變化，按補償原理工作量，補償干擾量引起的被控參數變化，按補償原理工作.

13、.優點：優點：及時、穩定。及時、穩定。 缺點：缺點：不能補償所有干擾，精度差不能補償所有干擾，精度差. .8.1.4 8.1.4 自動控制的基本概念自動控制的基本概念l 開環控制主要元件開環控制主要元件 敏感元件為膜盒，感受進氣總壓敏感元件為膜盒，感受進氣總壓; ; 進氣總壓是飛行高度和飛行馬赫數進氣總壓是飛行高度和飛行馬赫數的函數的函數; ; 油門桿為指令機構，通過傳動臂，齒輪，齒套等來改變調準彈簧力，油門桿為指令機構，通過傳動臂，齒輪，齒套等來改變調準彈簧力，確定轉速的給定值確定轉速的給定值; ; 放大元件為檔板活門，檔板通過與膜盒相連的杠桿的作用來改變其開放大元件為檔板活門，檔板通過與膜

14、盒相連的杠桿的作用來改變其開度度; ; 執行元件為隨動活塞執行元件為隨動活塞, , 它控制柱塞泵斜盤的角度，從而改變供油量它控制柱塞泵斜盤的角度，從而改變供油量; ; 供油元件為柱塞泵。供油元件為柱塞泵。8.1.4 8.1.4 自動控制的基本概念自動控制的基本概念l 開環控制開環控制8.1.4 8.1.4 自動控制的基本概念自動控制的基本概念l 閉環控制閉環控制被控對象的輸出被控對象的輸出n n即為控制裝置的輸入即為控制裝置的輸入n n ，控制裝置，控制裝置的輸出的輸出q qm,fm,f即為被控對象的輸入即為被控對象的輸入q qm,fm,f，整個控制系統形，整個控制系統形成一個閉合的回路。按偏

15、離原理工作。成一個閉合的回路。按偏離原理工作。優點優點: :精度高，精度高，不僅對外界干擾而且對內部部件性能退化所造成的被不僅對外界干擾而且對內部部件性能退化所造成的被控參數變化也能修正。控參數變化也能修正。缺點：缺點：不及時。不及時。8.1.4 8.1.4 自動控制的基本概念自動控制的基本概念l 閉環控制主要元件閉環控制主要元件 敏感元件是離心飛重，其功用是感受發動機的實際轉速敏感元件是離心飛重，其功用是感受發動機的實際轉速; ; 指令機構是油門桿，它通過傳動臂，齒輪，齒套等來改變調準彈指令機構是油門桿，它通過傳動臂，齒輪，齒套等來改變調準彈簧力，確定轉速的給定值簧力，確定轉速的給定值; ;

16、 推力桿經鋼索，連桿聯到燃油控制器推力桿經鋼索，連桿聯到燃油控制器上的功率桿。上的功率桿。 放大元件是分油活門，分油活門的位置由離心飛重的軸向力與指放大元件是分油活門，分油活門的位置由離心飛重的軸向力與指令機構給定的調準彈簧力比較后的差值決定令機構給定的調準彈簧力比較后的差值決定; ; 執行元件是隨動活塞執行元件是隨動活塞; ; 它控制滑油路的走向，改變斜盤角度；它控制滑油路的走向，改變斜盤角度； 供油元件是燃油泵。控制柱塞泵斜盤的角度，從而改變供油量。供油元件是燃油泵。控制柱塞泵斜盤的角度，從而改變供油量。8.1.4 8.1.4 自動控制的基本概念自動控制的基本概念l 閉環控制閉環控制8.1

17、.4 8.1.4 自動控制的基本概念自動控制的基本概念雙向液壓式螺旋槳調速器雙向液壓式螺旋槳調速器8.1.4 8.1.4 自動控制的基本概念自動控制的基本概念l 復合控制復合控制開、閉環控制的結合，兼有二者優點，精度高，及時、開、閉環控制的結合，兼有二者優點，精度高，及時、穩定；能補償所有干擾；彌補各自的缺點。穩定；能補償所有干擾；彌補各自的缺點。 8.1.4 8.1.4 自動控制的基本概念自動控制的基本概念8 燃油與控制系統燃油與控制系統8.2 8.2 液壓機械式發動機控制系統液壓機械式發動機控制系統8.1 8.1 概述概述8.3 8.3 監控型電子控制監控型電子控制8.4 8.4 全權限數

18、字電子控制（全權限數字電子控制（FADEC/EECFADEC/EEC）8.2 8.2 液壓機械式發動機控制系統液壓機械式發動機控制系統u穩態控制穩態控制 在外界干擾量發生變化時，保持既定的在外界干擾量發生變化時，保持既定的發動機穩態工作點。發動機穩態工作點。u過渡控制過渡控制 當發動機從一個工作狀態改變到另一個當發動機從一個工作狀態改變到另一個工作狀態時，能快速響應且又保證穩定可靠的工作，工作狀態時，能快速響應且又保證穩定可靠的工作，不超出允許的限制。不超出允許的限制。u安全限制安全限制 在各種工作狀態及飛行條件下，保證發在各種工作狀態及飛行條件下，保證發動機主要參數不超出安全限制。動機主要參

19、數不超出安全限制。控制的基本方面控制的基本方面8.2 8.2 液壓機械式發動機控制系統液壓機械式發動機控制系統計量系統和計算系統計量系統和計算系統計量系統的功用計量系統的功用: : 按照駕駛員要求的推力，根據按照駕駛員要求的推力，根據發動機的工作狀態和飛機的飛行狀態，在發動機的發動機的工作狀態和飛機的飛行狀態，在發動機的工作限制之內，依據計算系統計算的流量向燃燒室工作限制之內，依據計算系統計算的流量向燃燒室供應燃油。供應燃油。計算系統的功用計算系統的功用: : 感受各種參數，在發動機所有感受各種參數，在發動機所有工作階段控制計量部分的輸出。工作階段控制計量部分的輸出。組成組成8.2 8.2 液

20、壓機械式發動機控制系統液壓機械式發動機控制系統發動機控制器分為發動機控制器分為: : u 液壓機械式液壓機械式u 監控型電子式監控型電子式u 全功能數字電子式全功能數字電子式Company Logo液壓機械式液壓機械式液壓機械式及氣動機械式燃油控制器曾是民用航空發動機上使用最多的控制器。它有良好的使用經驗和較高的可靠性。它除控制供往燃燒室的燃油外，還操縱控制發動機可變幾何形狀，例如可調靜子葉片、放氣活門、放氣帶等，保證發動機工作穩定和提高發動機性能。8.2 8.2 液壓機械式發動機控制系統液壓機械式發動機控制系統Company Logo液壓機械式液壓機械式液壓機械式控制器，即計算是由凸輪、杠桿

21、、滾輪、彈簧、活門等機械元件組合實現的，由液壓油源作為伺服油（控制油）。 氣動機械式調節器的計算則是由薄膜、膜盒、連桿等氣動、機械元件組合進行的，使用壓氣機空氣作為伺服介質。8.2 8.2 液壓機械式發動機控制系統液壓機械式發動機控制系統Company Logo8.2 8.2 液壓機械式發動機控制系統液壓機械式發動機控制系統Company Logo8.3 8.3 監控型電子控制監控型電子控制監控型電子式監控型電子式監控型發動機電子控制器是液壓機械式控制器再增加一個發動機電子控制器（EEC），兩者共同實施對發動機的控制。 在這種類型的發動機控制中，液壓機械式控制器作為主控制器，負責發動機的完全控

22、制，包括啟動、加速、減速控制，轉速控制。發動機電子控制具有監督能力，對推力（功率）進行精確控制，并對發動機重要工作參數進行安全限制。電子控制便于同飛機接口，易于推力管理，狀態監視，以及信號顯示和數據儲存。Company Logo8.3 8.3 監控型電子控制監控型電子控制Company Logo監控型電子式的特點1由液壓機械式控制器完成主要功能，EEC起監控、限制作用，具有有限功能，即對推力（功率）作有限的控制。2EEC參與工作時，對于外界條件的變化，它可以精確保證選定的目標值。EEC可以精確地保證EPR或N1的實際值等于要求值。3在該型控制中，多數的液壓機械控制器的供油計劃高于EEC的供油計劃，EEC通過減少液壓機械控制器的供油達到目標值，即稱下調(DOWNTRIM)。4EEC通過力矩馬達與液壓機械控制器聯系，實現電/液轉換。EEC計算結果以電信號輸出給力矩馬達，再轉換成液壓信號控制燃油流量。8.3 8.3 監控型電子控制監控型電子控制Company Logo監控型電子式的特點5如果發現EEC有故障，可以凍結調準在當時位置，同時通知駕駛員。駕駛員可以使EEC退出工作，即