燃油系統(tǒng)課件

第八章燃油系統(tǒng)功用：在各種工作狀態(tài)下，把燃油以適合燃燒的形式，連續(xù)不斷的供給燃燒室，并滿足發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)起動(dòng)、加速、減速和穩(wěn)定狀態(tài)下，對(duì)供油量的不同要求。組成：供油泵、燃油調(diào)節(jié)器、噴油嘴、油濾和流量傳感器等。第八章燃油系統(tǒng)第八章燃油系統(tǒng)功用：在各種工作狀態(tài)下，把燃油以適合燃燒一、航空燃油特性渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)燃油主要有如下要求：（1）熱值高（2）在各種狀態(tài)下，都能充分燃燒（3）對(duì)燃油系統(tǒng)的部件能起到一定的潤滑作用，但對(duì)部件的腐蝕要?。?）結(jié)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(shí)燃油容易蒸發(fā)，造成損失。（6）揮發(fā)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(tǒng)一、航空燃油特性渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)燃油主要有如下要求：第八章燃油系二、燃油系統(tǒng)主要附件1.油泵2.油濾3.加熱裝置4.燃油調(diào)節(jié)器第八章燃油系統(tǒng)二、燃油系統(tǒng)主要附件1.油泵第八章燃油系統(tǒng)三、燃油控制系統(tǒng)功用：

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的不同狀態(tài)，將清潔的，無蒸氣的，經(jīng)過增壓的，計(jì)量好的燃油供給燃燒室?；绢愋停?/p>

機(jī)械液壓式、電子監(jiān)控型機(jī)械液壓式和全功能數(shù)字式控制系統(tǒng)。第八章燃油系統(tǒng)三、燃油控制系統(tǒng)功用：第八章燃油系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)在地面條件下工作時(shí)受到最大轉(zhuǎn)速、貧油熄火、渦輪前燃?xì)饪倻氐淖罡咧导皦簹鈾C(jī)喘振邊界的限制，如圖所示。發(fā)動(dòng)機(jī)在空中條件下工作時(shí)受到的限制有:高空低速時(shí)受燃燒室高空熄火的限制,這是因?yàn)楦呖湛諝庀”?，燃油霧化質(zhì)量差，難以穩(wěn)定燃燒。低空高速時(shí)受壓氣機(jī)超壓限制。第八章燃油系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)在地面條件下工作時(shí)受到最大轉(zhuǎn)速、貧油熄火、渦輪前燃?xì)饪偦靖拍?/p>

為了得到最有利的發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，最好能同時(shí)調(diào)節(jié)盡可能多的工作參數(shù)，例如轉(zhuǎn)速n，渦輪前燃?xì)饪倻豑3，通過發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量ma，燃燒室的余氣系數(shù)等，但這要求在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝大量的傳感器和調(diào)節(jié)器，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和使用變得很復(fù)雜,因此，通常是盡可能將被控參數(shù)的數(shù)目減少，即只調(diào)節(jié)決定發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的最基本的參數(shù)。

(1)控制對(duì)象:被控制的技術(shù)對(duì)象稱為控制對(duì)象，如發(fā)動(dòng)機(jī)。

(2)控制器:控制對(duì)象以外的，為完成控制任務(wù)的機(jī)構(gòu)的總合稱為控制器。

(3)控制系統(tǒng):控制對(duì)象和控制器的總合稱為控制系統(tǒng)。第八章燃油系統(tǒng)基本概念第八章燃油系統(tǒng)(4)可控變量:能影響被控對(duì)象（發(fā)動(dòng)機(jī)）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(duì)于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)一般供油量mf為可控變量;對(duì)于渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)，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(duì)象（發(fā)動(dòng)機(jī)）的工作狀態(tài)，又能被控制的變量稱為被控變量。如發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

(6)干擾量:作用在被控對(duì)象或控制器上，能引起被控變量發(fā)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(shù)），大氣濕度等。

(7)給定量:駕駛指令。

(8)發(fā)動(dòng)機(jī)控制方案:發(fā)動(dòng)機(jī)控制方案是指，根據(jù)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(fā)動(dòng)機(jī)的被控變量不變或按預(yù)定規(guī)律變化，從而達(dá)到控制發(fā)動(dòng)機(jī)推力的目的。

(9)組成:發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)由控制裝置和被控對(duì)象組成，組成控制裝置的主要元件有:敏感元件，放大元件，執(zhí)行元件等。

第八章燃油系統(tǒng)(4)可控變量:能影響被控對(duì)象（發(fā)動(dòng)機(jī)）的工作過程，(10)閉環(huán)控制:閉環(huán)控制如圖所示。第八章燃油系統(tǒng)(10)閉環(huán)控制:閉環(huán)控制如圖所示。第八章燃油系統(tǒng)

被控對(duì)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(duì)象的輸入量，在結(jié)構(gòu)方塊圖上，信號(hào)傳遞的途徑形成一個(gè)封閉的回路，如圖所示。故稱為閉環(huán)控制。第八章燃油系統(tǒng)被控對(duì)象的輸出量就是控制器的輸入量;而控制器的

發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和給定值相等，分油活門處于中立位置，控制器各部發(fā)都處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)外界條件變化引起進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量減少時(shí)，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(jī)消耗的功率，使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)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(diào)準(zhǔn)彈簧力，分油活門向上移動(dòng)，將分油活門兩個(gè)突肩堵住的上下兩條油路打開，隨動(dòng)活塞的上腔與高壓油路相通，下腔與回油路相通，使隨動(dòng)活塞向下移動(dòng)，使柱塞泵的斜盤角變小，供油量減少,使轉(zhuǎn)速恢復(fù)到給定值。第八章燃油系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和給定值相等

當(dāng)外界條件變化引起進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量增加時(shí)，則調(diào)節(jié)過程相反。當(dāng)推油門時(shí)，則通過傳動(dòng)臂，齒輪，齒套等來改變調(diào)準(zhǔn)彈簧力，轉(zhuǎn)速給定值改變，控制器相應(yīng)地調(diào)節(jié)供油量，將轉(zhuǎn)速調(diào)到給定值?？刂破鞲惺艿牟皇峭饨绲母蓴_量，而是直接感受發(fā)動(dòng)機(jī)（被控對(duì)象）的被控參數(shù)（轉(zhuǎn)速）。當(dāng)被控參數(shù)有了偏離后，才被控制器感受，再進(jìn)行控制，使被控參數(shù)重新恢復(fù)到給定值。由于它是按被控參數(shù)的偏離信號(hào)而工作的，故稱閉環(huán)控制的工作原理為偏離原理。它的優(yōu)點(diǎn)是控制比較準(zhǔn)確，但控制不及時(shí)，滯后。第八章燃油系統(tǒng)當(dāng)外界條件變化引起進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量增加時(shí)，則(11)開環(huán)控制:開環(huán)控制如圖所示。第八章燃油系統(tǒng)(11)開環(huán)控制:開環(huán)控制如圖所示。第八章燃油系統(tǒng)第八章燃油系統(tǒng)第八章燃油系統(tǒng)

在這種系統(tǒng)中，控制器和發(fā)動(dòng)機(jī)同是感受外界的干擾量，只要干擾量發(fā)生變化，控制器就相應(yīng)地改變可控變量mf，以補(bǔ)償干擾量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)所引起的被控參數(shù)n的變化，從而保持被控參數(shù)不變。故稱這種控制系統(tǒng)的控制工作原理為補(bǔ)償原理。這種控制系統(tǒng)控制及時(shí)，滯后較小，但由于不能感受所有的干擾量，故控制不太準(zhǔn)確。第八章燃油系統(tǒng)在這種系統(tǒng)中，控制器和發(fā)動(dòng)機(jī)同是感受外界的干擾(12)復(fù)合控制:

復(fù)合控制系統(tǒng)是開環(huán)和閉環(huán)控制的組合控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)方塊圖如圖所示。這種控制系統(tǒng)蒹有開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，即控制及時(shí)(響應(yīng)快)又準(zhǔn)確(精度高)，工作穩(wěn)定，但控制器的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。第八章燃油系統(tǒng)(12)復(fù)合控制:第八章燃油系統(tǒng)三、燃油控制系統(tǒng)（一）

液壓機(jī)械式發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)

組成液壓機(jī)械式發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)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(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)，對(duì)燃油加熱，其目的是防止燃油結(jié)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(tǒng)三、燃油控制系統(tǒng)（一）液壓機(jī)械式發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)

第八章燃油第八章燃油系統(tǒng)第八章燃油系統(tǒng)三、燃油控制系統(tǒng)

4、

燃油控制器燃油控制器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)和飛機(jī)的飛行狀態(tài)，計(jì)量供給然燒室的燃油。

5、

燃油／滑油熱交換器加熱燃油，同時(shí)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(yù)定值時(shí)打開（一般在慢車之前），停車時(shí)和低轉(zhuǎn)速時(shí)關(guān)閉。工作時(shí)增壓使燃油在預(yù)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(shí)打開將燃油總管中的燃油放回到油箱。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)關(guān)閉。第八章燃油系統(tǒng)三、燃油控制系統(tǒng)4、

燃油控制器第八章燃第四章發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)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(dāng)油濾堵塞或油濾進(jìn)出口的壓差達(dá)到一定數(shù)值時(shí)打開，直接供油。壓差電門的功用是當(dāng)油濾堵塞或油濾進(jìn)出口的壓差達(dá)到一定數(shù)值時(shí)接通，警告燈亮。但發(fā)動(dòng)機(jī)仍能正常工作，只是指出油濾堵塞應(yīng)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(fā)型。第八章燃油系統(tǒng)第四章發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)7、

燃油濾第八章燃油系統(tǒng)三、燃油控制系統(tǒng)燃油控制器

燃油控制器的功用是:感受各種參數(shù)，按照駕駛員的要求，向燃燒室供應(yīng)足夠的燃油，使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生需要的推力。燃油控制器由計(jì)量系統(tǒng)和計(jì)算系統(tǒng)組成。計(jì)量系統(tǒng)的功用是:按照駕駛員要求的推力，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)和飛機(jī)的飛行狀態(tài)，在發(fā)動(dòng)機(jī)的工作限制之內(nèi)，依據(jù)計(jì)算系統(tǒng)計(jì)算的流量向燃燒室供應(yīng)燃油。其方法是：由壓力調(diào)節(jié)活門用來感受計(jì)量活門進(jìn)、出口的壓力，保持壓差不變，使供油量只與計(jì)量活門的流通面積有關(guān)。

第八章燃油系統(tǒng)三、燃油控制系統(tǒng)燃油控制器第八章燃油系統(tǒng)三、燃油控制系統(tǒng)計(jì)量活門進(jìn)、出口的壓差保持不變，改變?nèi)加偷牧魍娣e，改變向燃燒室的供油量因?yàn)槭街?－qm.f燃油流量；－u流量系數(shù)；－A計(jì)量活門的面積；－p燃油密度；－△p計(jì)量活門進(jìn)、出口的壓差。活動(dòng)套筒的位置由旋轉(zhuǎn)的計(jì)量活門的操縱活門控制。計(jì)算系統(tǒng)的功用是:感受各種參數(shù)，在發(fā)動(dòng)機(jī)所有工作階段控制計(jì)量部分的輸出。感受參數(shù)有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n，壓氣機(jī)出口總壓P2，壓氣機(jī)出口總溫T2，壓氣機(jī)進(jìn)口總溫T1

，油門桿角度等。第八章燃油系統(tǒng)三、燃油控制系統(tǒng)計(jì)量活門進(jìn)、出口的壓差保持不變，改變?nèi)加偷牧魅?、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)（二）

監(jiān)控型電子控制

監(jiān)控控制是指發(fā)動(dòng)機(jī)的主要功能仍由液壓機(jī)械式控制器完成。如轉(zhuǎn)速控制、啟動(dòng)、加速和減速控制等。發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制器（EEC）輔助于液壓機(jī)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(shí)不超出發(fā)動(dòng)機(jī)的安全限制。方便與飛機(jī)的接口，還具有故障診斷，參數(shù)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(jī)和直升機(jī)采用著種型式的控制器，如JT9D-7R4、RB211-535E4、CFM56-3、CT7等發(fā)動(dòng)機(jī)。圖4-8是某渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的控制圖。第八章燃油系統(tǒng)三、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)（二）監(jiān)控型電子控制第八章燃油系統(tǒng)第八章燃油系統(tǒng)第八章燃油系統(tǒng)三、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)（三）

全權(quán)限數(shù)字電子控制(FADEC/EEC)

全權(quán)限（全功能）數(shù)字電子控制（FADEC）是發(fā)動(dòng)機(jī)控制發(fā)展的最新水平，也是今后發(fā)展的方向。民航發(fā)動(dòng)機(jī)控制越來越多采用FADEC，如PW4000，V2500，RB211-524，GE90等。圖4-10是CFM56-5等發(fā)動(dòng)機(jī)FADEC的系統(tǒng)簡圖。

第八章燃油系統(tǒng)三、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)（三）全權(quán)限數(shù)字電子控制(FADEC/第八章燃油系統(tǒng)第八章燃油系統(tǒng)三、然油控制系統(tǒng)1、FADEC的優(yōu)點(diǎn)(1)

提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，EEC的計(jì)算能力強(qiáng)，精度高，使發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)飛行范圍內(nèi)發(fā)揮最佳性能;(2)可以降低燃油消耗量;(3)減輕駕駛員的負(fù)擔(dān);(4)提高可靠性;(5)降低成本;(6)易于實(shí)施發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)控制一體化。第八章燃油系統(tǒng)三、然油控制系統(tǒng)1、FADEC的優(yōu)點(diǎn)第八章燃油系統(tǒng)三、燃油控制系統(tǒng)2、FADEC的功能FADEC的功能之所以說是全功能，這是因?yàn)?

在發(fā)動(dòng)機(jī)控制方面①推力管理，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力進(jìn)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(diào)靜子葉片的角度，以得到最佳的喘振裕度防止喘振使發(fā)動(dòng)機(jī)更好地工作;④渦輪間隙（TCC）控制，控制發(fā)動(dòng)機(jī)不同級(jí)的引氣，從而保證渦輪葉尖間隙為最佳間隙，減少燃?xì)庑孤?，改善渦輪的效率，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能;⑤對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油和滑油進(jìn)行控制;⑥對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)點(diǎn)火和反推進(jìn)行控制;⑦安全保護(hù)，EEC使發(fā)動(dòng)機(jī)的各主要參數(shù)不超限。第八章燃油系統(tǒng)三、燃油控制系統(tǒng)2、FADEC的功能第八章燃油系統(tǒng)三、燃油控制系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控和故障檢測方面

①FADEC能自動(dòng)檢測故障，并可以采取相應(yīng)的改正措施;②為了保證工作可靠，F(xiàn)ADEC采用裕度控制:EEC采用雙通道或多通道工作，當(dāng)一個(gè)通道有故障時(shí)，可自動(dòng)轉(zhuǎn)換到另一通道重要的傳感器，作動(dòng)器也是有裕度的;以EPR控制發(fā)動(dòng)機(jī)的推力輸出，如果EEC檢測到壓力傳感器的故障，可以自動(dòng)切換到N1控制發(fā)動(dòng)機(jī)