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文檔簡介

第八章燃油系統功用:在各種工作狀態下,把燃油以適合燃燒的形式,連續不斷的供給燃燒室,并滿足發動機對起動、加速、減速和穩定狀態下,對供油量的不同要求。組成:供油泵、燃油調節器、噴油嘴、油濾和流量傳感器等。第八章燃油系統第八章燃油系統功用:在各種工作狀態下,把燃油以適合燃燒一、航空燃油特性渦噴發動機對燃油主要有如下要求:(1)熱值高(2)在各種狀態下,都能充分燃燒(3)對燃油系統的部件能起到一定的潤滑作用,但對部件的腐蝕要小(4)結冰溫度(一般在-40—60C0)(5)蒸汽壓(飽和蒸汽壓):高有利于燃燒,但高空飛行時燃油容易蒸發,造成損失。(6)揮發性(7)可燃極限(用可燃貧油和富油極限表示)第八章燃油系統一、航空燃油特性渦噴發動機對燃油主要有如下要求:第八章燃油系二、燃油系統主要附件1.油泵2.油濾3.加熱裝置4.燃油調節器第八章燃油系統二、燃油系統主要附件1.油泵第八章燃油系統三、燃油控制系統功用:

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?;绢愋停?/p>

機械液壓式、電子監控型機械液壓式和全功能數字式控制系統。第八章燃油系統三、燃油控制系統功用:第八章燃油系統發動機在地面條件下工作時受到最大轉速、貧油熄火、渦輪前燃氣總溫的最高值及壓氣機喘振邊界的限制,如圖所示。發動機在空中條件下工作時受到的限制有:高空低速時受燃燒室高空熄火的限制,這是因為高空空氣稀薄,燃油霧化質量差,難以穩定燃燒。低空高速時受壓氣機超壓限制。第八章燃油系統發動機在地面條件下工作時受到最大轉速、貧油熄火、渦輪前燃氣總基本概念

為了得到最有利的發動機工作狀態,最好能同時調節盡可能多的工作參數,例如轉速n,渦輪前燃氣總溫T3,通過發動機的空氣流量ma,燃燒室的余氣系數等,但這要求在發動機上安裝大量的傳感器和調節器,從而使發動機的結構和使用變得很復雜,因此,通常是盡可能將被控參數的數目減少,即只調節決定發動機工作狀態的最基本的參數。

(1)控制對象:被控制的技術對象稱為控制對象,如發動機。

(2)控制器:控制對象以外的,為完成控制任務的機構的總合稱為控制器。

(3)控制系統:控制對象和控制器的總合稱為控制系統。第八章燃油系統基本概念第八章燃油系統(4)可控變量:能影響被控對象(發動機)的工作過程,用來改變被控變量大小的變量稱為可控變量。對于渦噴發動機一般供油量mf為可控變量;對于渦槳發動機,一般供油量mf和槳葉角為可控變量。

(5)被控變量:能表征被控對象(發動機)的工作狀態,又能被控制的變量稱為被控變量。如發動機的轉速。

(6)干擾量:作用在被控對象或控制器上,能引起被控變量發生變化的外部作用量,如大氣溫度,大氣壓力(飛行高度,飛行馬赫數),大氣濕度等。

(7)給定量:駕駛指令。

(8)發動機控制方案:發動機控制方案是指,根據外界條件(飛行高度和速度)或駕駛指令來改變可控變量,以保證發動機的被控變量不變或按預定規律變化,從而達到控制發動機推力的目的。

(9)組成:發動機的控制系統由控制裝置和被控對象組成,組成控制裝置的主要元件有:敏感元件,放大元件,執行元件等。

第八章燃油系統(4)可控變量:能影響被控對象(發動機)的工作過程,(10)閉環控制:閉環控制如圖所示。第八章燃油系統(10)閉環控制:閉環控制如圖所示。第八章燃油系統

被控對象的輸出量就是控制器的輸入量;而控制器的輸出量是被控對象的輸入量,在結構方塊圖上,信號傳遞的途徑形成一個封閉的回路,如圖所示。故稱為閉環控制。第八章燃油系統被控對象的輸出量就是控制器的輸入量;而控制器的

發動機穩定工作時,發動機的轉速和給定值相等,分油活門處于中立位置,控制器各部發都處于相對靜止狀態。當外界條件變化引起進入發動機的空氣流量減少時,由于供油量未變,使T3提高,渦輪功增大,渦輪輸出的功率大于壓氣機消耗的功率,使發動機的轉速增加,這使敏感元件離心飛重的離心力變大,張角變大,其軸向力變大,大于調準彈簧力,分油活門向上移動,將分油活門兩個突肩堵住的上下兩條油路打開,隨動活塞的上腔與高壓油路相通,下腔與回油路相通,使隨動活塞向下移動,使柱塞泵的斜盤角變小,供油量減少,使轉速恢復到給定值。第八章燃油系統發動機穩定工作時,發動機的轉速和給定值相等

當外界條件變化引起進入發動機的空氣流量增加時,則調節過程相反。當推油門時,則通過傳動臂,齒輪,齒套等來改變調準彈簧力,轉速給定值改變,控制器相應地調節供油量,將轉速調到給定值??刂破鞲惺艿牟皇峭饨绲母蓴_量,而是直接感受發動機(被控對象)的被控參數(轉速)。當被控參數有了偏離后,才被控制器感受,再進行控制,使被控參數重新恢復到給定值。由于它是按被控參數的偏離信號而工作的,故稱閉環控制的工作原理為偏離原理。它的優點是控制比較準確,但控制不及時,滯后。第八章燃油系統當外界條件變化引起進入發動機的空氣流量增加時,則(11)開環控制:開環控制如圖所示。第八章燃油系統(11)開環控制:開環控制如圖所示。第八章燃油系統第八章燃油系統第八章燃油系統

在這種系統中,控制器和發動機同是感受外界的干擾量,只要干擾量發生變化,控制器就相應地改變可控變量mf,以補償干擾量對發動機所引起的被控參數n的變化,從而保持被控參數不變。故稱這種控制系統的控制工作原理為補償原理。這種控制系統控制及時,滯后較小,但由于不能感受所有的干擾量,故控制不太準確。第八章燃油系統在這種系統中,控制器和發動機同是感受外界的干擾(12)復合控制:

復合控制系統是開環和閉環控制的組合控制系統,其結構方塊圖如圖所示。這種控制系統蒹有開環和閉環控制系統的優點,即控制及時(響應快)又準確(精度高),工作穩定,但控制器的結構較復雜。第八章燃油系統(12)復合控制:第八章燃油系統三、燃油控制系統(一)

液壓機械式發動機控制系統

組成液壓機械式發動機控制系統由下述部分組成:低壓燃油泵,加熱器,主油泵,燃油濾,燃油控制器,流量傳感器,燃油/滑油熱交換器,增壓泄油活門,燃油總管,噴油嘴。參見圖4-7。1、

低壓燃油泵低壓燃油泵為離心式泵,其功用是:向發動機高壓泵提供所需燃油壓力和流量。2、

加熱器熱空氣來自壓氣機,對燃油加熱,其目的是防止燃油結冰。3、

主油泵主油泵給燃油增壓。分為柱塞泵和齒輪泵兩種,它們都屬于容積泵。第八章燃油系統三、燃油控制系統(一)液壓機械式發動機控制系統

第八章燃油第八章燃油系統第八章燃油系統三、燃油控制系統

4、

燃油控制器燃油控制器根據發動機的工作狀態和飛機的飛行狀態,計量供給然燒室的燃油。

5、

燃油/滑油熱交換器加熱燃油,同時冷卻滑油。

6、增壓泄油活門(PD活門):⑴增壓活門在供油壓力大于預定值時打開(一般在慢車之前),停車時和低轉速時關閉。工作時增壓使燃油在預定壓力下流入燃油總管,控制到副油路的燃油流量,起到分配活門的作用;⑵泄油活門:停車時打開將燃油總管中的燃油放回到油箱。發動機工作時關閉。第八章燃油系統三、燃油控制系統4、

燃油控制器第八章燃第四章發動機控制系統7、

燃油濾濾燃油。由油濾,旁通活門和壓差電門組成。旁通活門的功用是當油濾堵塞或油濾進出口的壓差達到一定數值時打開,直接供油。壓差電門的功用是當油濾堵塞或油濾進出口的壓差達到一定數值時接通,警告燈亮。但發動機仍能正常工作,只是指出油濾堵塞應清洗油濾。8、

燃油噴嘴霧化燃油,分為霧化型(雙路離心式噴嘴)和蒸發型。第八章燃油系統第四章發動機控制系統7、

燃油濾第八章燃油系統三、燃油控制系統燃油控制器

燃油控制器的功用是:感受各種參數,按照駕駛員的要求,向燃燒室供應足夠的燃油,使發動機產生需要的推力。燃油控制器由計量系統和計算系統組成。計量系統的功用是: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。其方法是:由壓力調節活門用來感受計量活門進、出口的壓力,保持壓差不變,使供油量只與計量活門的流通面積有關。

第八章燃油系統三、燃油控制系統燃油控制器第八章燃油系統三、燃油控制系統計量活門進、出口的壓差保持不變,改變燃油的流通面積,改變向燃燒室的供油量因為式中:-qm.f燃油流量;-u流量系數;-A計量活門的面積;-p燃油密度;-△p計量活門進、出口的壓差?;顒犹淄驳奈恢糜尚D的計量活門的操縱活門控制。計算系統的功用是: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。感受參數有發動機轉速n,壓氣機出口總壓P2,壓氣機出口總溫T2,壓氣機進口總溫T1

,油門桿角度等。第八章燃油系統三、燃油控制系統計量活門進、出口的壓差保持不變,改變燃油的流三、發動機控制系統(二)

監控型電子控制

監控控制是指發動機的主要功能仍由液壓機械式控制器完成。如轉速控制、啟動、加速和減速控制等。發動機電子控制器(EEC)輔助于液壓機械式控制器,其主要作用是保證精確的推力控制,便于推力管理,同時不超出發動機的安全限制。方便與飛機的接口,還具有故障診斷,參數顯示,事件記錄等功能。電子控制器若有故障,可退出工作,駕駛員按一下按鈕即可。民航一些干線飛機和直升機采用著種型式的控制器,如JT9D-7R4、RB211-535E4、CFM56-3、CT7等發動機。圖4-8是某渦扇發動機的控制圖。第八章燃油系統三、發動機控制系統(二)監控型電子控制第八章燃油系統第八章燃油系統第八章燃油系統三、發動機控制系統(三)

全權限數字電子控制(FADEC/EEC)

全權限(全功能)數字電子控制(FADEC)是發動機控制發展的最新水平,也是今后發展的方向。民航發動機控制越來越多采用FADEC,如PW4000,V2500,RB211-524,GE90等。圖4-10是CFM56-5等發動機FADEC的系統簡圖。

第八章燃油系統三、發動機控制系統(三)全權限數字電子控制(FADEC/第八章燃油系統第八章燃油系統三、然油控制系統1、FADEC的優點(1)

提高發動機的性能,EEC的計算能力強,精度高,使發動機在整個飛行范圍內發揮最佳性能;(2)可以降低燃油消耗量;(3)減輕駕駛員的負擔;(4)提高可靠性;(5)降低成本;(6)易于實施發動機和飛機控制一體化。第八章燃油系統三、然油控制系統1、FADEC的優點第八章燃油系統三、燃油控制系統2、FADEC的功能FADEC的功能之所以說是全功能,這是因為:

在發動機控制方面①推力管理,對發動機的推力進行精確的控制,提高了推力控制的精度;②燃油量的控制由EEC③控制放氣活門的開度和可調靜子葉片的角度,以得到最佳的喘振裕度防止喘振使發動機更好地工作;④渦輪間隙(TCC)控制,控制發動機不同級的引氣,從而保證渦輪葉尖間隙為最佳間隙,減少燃氣泄漏,改善渦輪的效率,提高發動機的性能;⑤對發動機的燃油和滑油進行控制;⑥對發動機的起動點火和反推進行控制;⑦安全保護,EEC使發動機的各主要參數不超限。第八章燃油系統三、燃油控制系統2、FADEC的功能第八章燃油系統三、燃油控制系統狀態監控和故障檢測方面

①FADEC能自動檢測故障,并可以采取相應的改正措施;②為了保證工作可靠,FADEC采用裕度控制:EEC采用雙通道或多通道工作,當一個通道有故障時,可自動轉換到另一通道重要的傳感器,作動器也是有裕度的;以EPR控制發動機的推力輸出,如果EEC檢測到壓力傳感器的故障,可以自動切換到N1控制發動機

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