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1、又稱(chēng)為風(fēng)扇轉(zhuǎn)速)稱(chēng)為N1轉(zhuǎn)速,這兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間相互獨(dú)立,N1和N2沒(méi) 有一個(gè)固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,它們之間的關(guān)系完全是建立在渦輪和壓氣機(jī)功率分配及 各自負(fù)載大小的基礎(chǔ)上。由于CF惦6 3是在80年代設(shè)計(jì)成功并投入使用的 一種發(fā)動(dòng)機(jī),因此其轉(zhuǎn)速控制方式既不同于早期傳統(tǒng)的全機(jī)械液壓控制,也有別 于當(dāng)今普遍采用的全權(quán)限數(shù)字電子控制(又稱(chēng)FADEC控制),它的轉(zhuǎn)速控制 采用兩個(gè)控制器分別來(lái)完成,在控制高壓轉(zhuǎn)予轉(zhuǎn)速時(shí)采用的是機(jī)械液的控制方 式,即采用一個(gè)機(jī)械液壓控制裝置一主發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(俗稱(chēng)MEC)來(lái)進(jìn)行控制; 在控制低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時(shí)采用一個(gè)電子控制裝置一功率管理控制器(俗稱(chēng)PMC) 來(lái)進(jìn)行控制,劉它的轉(zhuǎn)速控制是
2、采用機(jī)械液壓控制和電子控制相結(jié)合的一種控制 方式”。CFM5 6 3發(fā)動(dòng)機(jī)是一種高涵道比的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),在海平面標(biāo) 準(zhǔn)大氣靜態(tài)起飛條件下,其涵道比在5. 0左右,氣流通過(guò)風(fēng)扇產(chǎn)生的推力占整 個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)推力的大約8 0%以上,因此在飛機(jī)上就采用N1轉(zhuǎn)速來(lái)指示發(fā)動(dòng)機(jī)推 力,發(fā)動(dòng)機(jī)推力的控制也是以精確控制N1轉(zhuǎn)速的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的,即功率管理控 制器(PMC)通過(guò)控制N1轉(zhuǎn)速柬實(shí)現(xiàn)的。功率管理控制器(PMC)除了能 夠精確控制N1轉(zhuǎn)速外,它不參與發(fā)動(dòng)機(jī)其它系統(tǒng)的控制。而主發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(M EC)不僅用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速,它還需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)其它控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。 在兩個(gè)控制器同時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),功率管理控制
3、器在一定程度上具有優(yōu)先權(quán)以便 獲得較為精確的推力,但在功率管理控制器失效或不工作時(shí),主發(fā)動(dòng)機(jī)控制器控 制在大多數(shù)情況能夠保證發(fā)動(dòng)機(jī)獲得足夠的推力,但這時(shí)不能獲得需要的精確推 力。2.3主發(fā)動(dòng)機(jī)控制器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制在CFM5 6 3發(fā)動(dòng)機(jī)兩個(gè)控制器中,從某種意義上說(shuō),主發(fā)動(dòng)機(jī)控制 器(MEC)是其主要的控制裝置,它能夠完成發(fā)動(dòng)機(jī)絕大部分的控制功能,下 面就針對(duì)主發(fā)動(dòng)機(jī)控制器控制功能進(jìn)行分析。2.3. 1主發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的功能組成豐發(fā)動(dòng)機(jī)控制器是一個(gè)全機(jī)械液壓控制裝置,完成發(fā)動(dòng)機(jī)的主要控制功能, 它內(nèi)部山彈簧、凸輪、杠桿、齒輪、膜盒、分油活門(mén)等一系列的機(jī)械液壓結(jié)構(gòu)組 成,內(nèi)部結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜,深入研究其
4、內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)對(duì)于幫助發(fā)動(dòng)機(jī)的排故T作沒(méi) 有實(shí)際價(jià)值,因此本文僅從系統(tǒng)組成及控制功能上對(duì)其進(jìn)行探討。圖2 2是 MEC組成的方塊圖:圖2 2MEC組成方塊圖MEC作為一個(gè)控制組件,從控制功能上講,可分為五個(gè)控制部分:核心機(jī) 轉(zhuǎn)速(N2)調(diào)節(jié)系統(tǒng)(SpeedGoverning).燃油限制系統(tǒng)(F uelLimiring).高壓渦輪主動(dòng)間隙控制系統(tǒng)(HPTACC)、可調(diào) 靜子葉片(VSV)控制系統(tǒng)、可調(diào)放氣活門(mén)控制(VBV)系統(tǒng),見(jiàn)圖2 3。核心機(jī)轉(zhuǎn)速(N2)調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于N2轉(zhuǎn)速的控制,使發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)一定的飛 行員指令獲得一定的N2轉(zhuǎn)速,保持發(fā)動(dòng)機(jī)正常、穩(wěn)定地工作。燃油限制系統(tǒng)提 供發(fā)動(dòng)機(jī)加、減速過(guò)程
5、的保護(hù),它通過(guò)限制發(fā)動(dòng)機(jī)加、減速過(guò)程的油氣比,防止 發(fā)動(dòng)機(jī)在加、減速過(guò)程中出現(xiàn)熄火、超溫和喘振以及其它不正常工作,同時(shí)保證 發(fā)燃油控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)(FuelLimiting)(SpeedGoverning)高壓渦輪間隙控制系統(tǒng)(HPTACO可調(diào)靜子葉片控制系統(tǒng)可調(diào)放氣活門(mén)控制系統(tǒng)(VSV)(VBV)圖2 3MEC控制系統(tǒng)組成動(dòng)機(jī)具有良好的加、減速性。高壓渦輪主動(dòng)制隙控制系統(tǒng)用于控制高壓渦輪 葉片葉尖和高壓渦輪襯環(huán)之間的間隙,使該間隙在發(fā)動(dòng)機(jī)所有工作條件下處于最 優(yōu)的工作狀態(tài),從而在保證安全的情況下提高EGT裕度,延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)在翼時(shí) 間,減小燃油消耗率,降低發(fā)動(dòng)機(jī)使用成本,從而獲得最佳的經(jīng)濟(jì)性
6、能??烧{(diào) 靜子葉片控制系統(tǒng)控制高壓壓氣機(jī)前幾級(jí)靜子葉片的角度,以控制進(jìn)入高壓壓氣 機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的氣流進(jìn)氣攻角和控制進(jìn)入高壓壓氣機(jī)的空氣流量,從而改善高壓壓 氣機(jī)工作的穩(wěn)定性,防止高壓壓氣失速或喘振??烧{(diào)放氣活門(mén)控制系統(tǒng)用于控制 從內(nèi)涵排入到外涵的空氣流量,以改善低壓壓氣機(jī)的工作穩(wěn)定,防止低壓壓氣失 速或喘振,而且能夠獲得必要的發(fā)動(dòng)機(jī)推力。2.3.2開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)分為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng),MEC內(nèi)部的五個(gè)主要 的控制系統(tǒng)中,除了高壓渦輪間隙控制系統(tǒng)采用的是開(kāi)環(huán)控制以外,其它系統(tǒng)的 控制都是采用的閉環(huán)控制。閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2 4”。該閉環(huán)系統(tǒng)的控制原理是:需要控制的
7、受控對(duì)象的被控量,被控量經(jīng)測(cè)量后 反饋到控制器中的比較器,比較器將反饋信號(hào)同指令信號(hào)進(jìn)行比較后獲得偏差信 號(hào),該偏差信號(hào)經(jīng)放大后到執(zhí)行元件去操縱受控對(duì)象使被控量按預(yù)定的規(guī)律變 化,力圖去消除偏差。也稱(chēng)這種控制方式為按偏差調(diào)節(jié)。把被控量反饋到輸入端與指令信號(hào)比較后又參與控制的系統(tǒng)為反饋控制系 統(tǒng)。指令信號(hào)與被控量相減為負(fù)反饋;相加則為正反饋。閉環(huán)控制是發(fā)動(dòng)機(jī)控制 + EGT裕度也是影響發(fā)動(dòng)機(jī)在翼時(shí)間的主要?jiǎng)偹刂?系統(tǒng)中圖2 4閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖閉環(huán)控制有三大特點(diǎn):信號(hào)按箭頭傳遞是封閉的;負(fù)反饋;按偏差控制。它 的主要優(yōu)點(diǎn)是控制精度高,抗干擾能力強(qiáng)。還有一種控制方式稱(chēng)為開(kāi)環(huán)控制,開(kāi)環(huán)控制又分為
8、按給定值控制和按干擾補(bǔ) 償。在CFM5 6 3發(fā)動(dòng)機(jī)中,高壓渦輪間隙控制系統(tǒng)是采用的是按給定值 控制的圖2 5兀環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖其原理是:需要控制的是受控對(duì)象的被控量,信號(hào)只由給定值單向傳遞到被 控量,無(wú)反饋聯(lián)系,這種控制的特點(diǎn)是控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單,但控制精度低,抗干擾能 力差,它與閉環(huán)控制的基本區(qū)別在于反饋?zhàn)饔谩?.3.3MEC轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)1.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點(diǎn)CFM5 6 3發(fā)動(dòng)機(jī)MEC轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個(gè)負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng),它 是一個(gè)離心飛重式的調(diào)節(jié)裝置,由離心飛重感受發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速,形成反饋。M EC轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器式一個(gè)有偏差調(diào)節(jié)器,其控制原理如圖2-6,即:在油門(mén)桿設(shè) 定和外界輸入?yún)?shù)一定的情
9、況下,發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速要隨高壓轉(zhuǎn)子負(fù)荷的改變而發(fā) 生改變。當(dāng)負(fù)荷增加時(shí),轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)要增加燃油流量,以保持N2轉(zhuǎn)速不變。發(fā)動(dòng) 機(jī)燃油流量的增加是通過(guò)開(kāi)大燃油計(jì)量活門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)的(改變?nèi)加土髁靠赏ㄟ^(guò)兩個(gè) 途徑來(lái)實(shí)現(xiàn):改變?nèi)加陀?jì)量活門(mén)開(kāi)度和改變?nèi)加陀?jì)量活門(mén)定壓差活門(mén)的壓差,燃 油計(jì)量活門(mén)定壓差活門(mén)的壓差是根據(jù)燃油比重確定),要改變?nèi)加陀?jì)量活門(mén)開(kāi)度 要求離心飛重必須移動(dòng),在油門(mén)位愛(ài)設(shè)定和其它輸入?yún)?shù)保持恒定時(shí),要使離心 飛重移動(dòng)的唯一方法就是轉(zhuǎn)速的變化。圖2-6有偏差轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器事實(shí)上,隨著載荷的增加,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)降低,離心飛重向內(nèi)移動(dòng),燃油計(jì) 量活門(mén)開(kāi)大,增加燃油供油量,但不轉(zhuǎn)速不能恢復(fù)到載荷增加前的水平
10、。轉(zhuǎn)速的 輕微降低可以引起燃油計(jì)量活門(mén)開(kāi)度的較大變化,這種轉(zhuǎn)速變化稱(chēng)為“有偏差”, 它采用全額定轉(zhuǎn)速的百分?jǐn)?shù)來(lái)衡量?!坝衅睢闭{(diào)節(jié)是機(jī)械調(diào)節(jié)器反映出來(lái)的固 有特性。2.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作在MEC中,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個(gè)主要的控制系統(tǒng),其輸入信息主要 是外界大氣參數(shù)、飛行員指令和發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)”。,其調(diào)節(jié)原理如圖2 7。MEC轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)制定轉(zhuǎn)速計(jì)劃的輸入?yún)?shù)包括:風(fēng)扇進(jìn)口壓力Psi 2、風(fēng)扇進(jìn)口溫度T2.0、油門(mén)桿角度PLA。除此之外N2還要受其它因素 的影響,包括:部分功率(PartPower)調(diào)節(jié)、從PMC獲得的力矩馬 達(dá)電流(TMC)以及核心機(jī)負(fù)載,慢車(chē)轉(zhuǎn)速N2還要受慢車(chē)調(diào)節(jié)的影響ME
11、C根據(jù)Psl2、T2.0、油門(mén)桿角度、部分功率參數(shù)、TMC電流大小制定 轉(zhuǎn)速計(jì)劃,即彈簧的預(yù)壓力,該預(yù)壓力的大小實(shí)際就是需求轉(zhuǎn)速N2。調(diào)節(jié)器 離心飛重的離心力則反映了N2轉(zhuǎn)速的大小,形成反饋,它與調(diào)節(jié)器彈簧的預(yù)壓 力反作用力,轉(zhuǎn)速越高,離心飛重的反作用力就越大,當(dāng)I二者保持平衡時(shí),燃油供油量保持不變,轉(zhuǎn)速保持不變,即N2R = N2+。當(dāng)外界條件變化時(shí),轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器彈簧的預(yù)壓力或由于實(shí)際N2轉(zhuǎn)速變化 引起離心飛重的離心力發(fā)生變化,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的平衡就會(huì)打破,燃油供油量就要 發(fā)生變化,轉(zhuǎn)速發(fā)生變化,離心力隨之改變,當(dāng)再次達(dá)到平衡時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn) 定在新的值。圖2 7MEC轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作原理綜上所述
12、,影響發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)N2轉(zhuǎn)速大小的因素主要包括三方面:發(fā)動(dòng)機(jī)功 率設(shè)定(PIJA)、外界環(huán)境條件、發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載。其中發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載對(duì)轉(zhuǎn)速 的影響在很多情況下被誤解,維護(hù)人員普遍認(rèn)為負(fù)載不會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,這實(shí) 際上是錯(cuò)誤的,通過(guò)以上的分析,不難發(fā)現(xiàn)其中的道理,掌握這一點(diǎn)對(duì)于我們以 后的排故分析是非常有好處的。2.3.4MEC燃油限制系統(tǒng)1.燃油限制系統(tǒng)的功用MEC燃油限制系統(tǒng)防止發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)渡狀態(tài)工作時(shí),壓氣機(jī)不穩(wěn)定工作(失速、 喘振)和貧、富油熄火等,保證在加速、減速和起動(dòng)過(guò)程中既有良好的加速性, 發(fā)動(dòng)機(jī)又能穩(wěn)定工作。燃油限制系統(tǒng)實(shí)際上就是對(duì)燃燒室的油氣比進(jìn)行限制,它包括穩(wěn)態(tài)油氣比限制和加、減速油氣比限
13、制。22.燃油限制系統(tǒng)的工作燃油限制系統(tǒng)作為發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)主要的控制系統(tǒng),它對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在加、減速時(shí) 的穩(wěn)定工作具有極其重要的作用,MEc在制定加、減速燃油計(jì)劃時(shí)主要用到以 下參數(shù):高壓壓氣機(jī)進(jìn)口溫度CITC又稱(chēng)為T(mén)25)、N2轉(zhuǎn)速、引氣量CB P、高壓壓氣機(jī)出口壓力CDP、燃油比重,如圖2 8。燃油限制系統(tǒng)加、減速油氣比圖2-8MEG燃油限制系統(tǒng)在沒(méi)有引氣的情況下,CFM5 6 3發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的油氣比是核心機(jī)修 正轉(zhuǎn)速N2K的函數(shù),即:爭(zhēng)=,(W2K式中:25);臚,=cDPx,(W2K25) 式2 1廠(W2K25 )蔓JMEC燃油限制系統(tǒng)制定的允許油氣比;(式2 2)W2 置25:4 墜fT
14、252 8 8在N2轉(zhuǎn)速一定的情況下,T2 5升高,進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流減少,同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)失速裕度減小,為保證發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作,在加速過(guò)程中燃油限制系統(tǒng)給出的 燃油流量允許變化量將減小,發(fā)動(dòng)機(jī)加速性將變差;當(dāng)N2增加時(shí),修正轉(zhuǎn)速N 2K增加,發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)遠(yuǎn)離喘振邊界,喘振裕度增加,這樣可適當(dāng)增加燃油供 油量,使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得良好的加速性能。CDP壓力的大小用于衡量燃燒室空氣流 量的多少,CDP越小,進(jìn)入燃燒室的氣體減少,供油量減少,發(fā)動(dòng)機(jī)加速性也 會(huì)變差。有引氣時(shí),在相同的CDP情況下,若燃油流薰保持在沒(méi)有引氣時(shí)的水 平,則發(fā)動(dòng)機(jī)加速性就會(huì)很差,因此在CFM56-3發(fā)動(dòng)機(jī)上采用CBP傳 感器采集引氣量大
15、小來(lái)補(bǔ)償引氣對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)加速性的影響。f)MEC在制定燃油流量允許變化率時(shí),采用系數(shù)一CDP來(lái)對(duì)供油量進(jìn)行補(bǔ) 償,補(bǔ)CBP償后的供油量為:W:,。蘭墜WLBP (式2 3將上述兩式綜合得:W,=,X 等=。?乂,(W2 2 5)X 爭(zhēng)式 2 4KCBP傳感器為雙文氏管結(jié)構(gòu),CBP壓力為中央文氏管喉部的靜壓力,在 沒(méi)有B1氣時(shí),CDP = CBP,系數(shù)蘭竺=1,供油量為計(jì)劃供油量;有引氣 時(shí)CDP CBP,CBP蘭!竺1,引氣量越大,堡生也就越大,根據(jù)式(2 4),補(bǔ)償后的 燃油供油量 :8PCBP。也就越大。J紜。需求轉(zhuǎn)速設(shè)定7全油f3D凸輪J攀J1“ I .一._JkN2*0.6礦APLA凸輪7
16、一 7霉:7L油氣比.【、。名階.矽b燃油計(jì)量活門(mén)CDPN21 (25r燃油限制系統(tǒng)3D凸輪圖2 9轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)和燃油 限制系統(tǒng)的關(guān)系在加速過(guò)程中,燃油流量允許范圍由兩個(gè)凸輪決定:一個(gè)3D凸 輪和一個(gè)CDP凸輪。3D凸輪軸向運(yùn)動(dòng)由高壓壓氣機(jī)進(jìn)口溫度T25的大小決 定,其轉(zhuǎn)動(dòng)角度由N2轉(zhuǎn)速?zèng)Q定,凸輪表面上的輪廓為允許的油氣比旦。CDP 凸輪的輪廓決定8P。嬰三的大小,從而實(shí)現(xiàn)有引氣時(shí)對(duì)燃油流量的補(bǔ)償。連接3D凸輪和 CDP14凸輪的連桿分別感受兩個(gè)凸輪的輪廓對(duì)應(yīng)的相應(yīng)參數(shù),計(jì)算出,CDP的 值,以CBP確定加速期間允許的燃油流量限制值,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)供給的燃油流量不允許 超過(guò)該值,同時(shí)燃油限制系統(tǒng)
17、防止發(fā)動(dòng)機(jī)減速時(shí)燃燒室貧油熄火。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng) 和燃油限制系統(tǒng)的關(guān)系如圖2 9所示。燃油限制系統(tǒng)對(duì)燃油流量變化量的限制是通過(guò)控制FMV開(kāi)度的變化量來(lái) 實(shí)現(xiàn)的,對(duì)于不同的燃油比重,同樣的FMV的開(kāi)度改變量對(duì)應(yīng)的燃油流量的變 化量是不樣的,因此MEC上的燃油比重調(diào)節(jié)會(huì)影響燃油限制系統(tǒng)的工作,從 而影響發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)渡態(tài)的工作,但不影響其穩(wěn)態(tài)工作。2.3.5VSV控制系統(tǒng)VSV系統(tǒng)使發(fā)動(dòng)機(jī)在較寬的工作范圍內(nèi)保持高壓壓氣機(jī)具有較高的穩(wěn)定 性能。它通過(guò)改高壓壓氣機(jī)進(jìn)口導(dǎo)向葉片(iGv)和前三級(jí)靜子葉片的角度, 使得高壓壓氣機(jī)低壓級(jí)和高壓級(jí)氣動(dòng)匹配。靜子葉片角度的變化,將改變氣流流 入轉(zhuǎn)子葉片的攻角,改變壓氣機(jī)的
18、穩(wěn)定性。系統(tǒng)是按修正轉(zhuǎn)速N.控制壓氣機(jī)V SV仃2 5V288位置。圖210是其控制原理圖。圖2 10vSV系統(tǒng)控制原理2.4PMC對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制PMC作為發(fā)動(dòng)機(jī)第二個(gè)控制器,它精確地控制發(fā)動(dòng)機(jī)推力,同時(shí)還可以防 II:起飛時(shí)N1超調(diào)、減少EGT超調(diào)量,提高EGT裕度PMC在控制發(fā)動(dòng) 機(jī)N1轉(zhuǎn)速時(shí),向MEC內(nèi)的力矩馬達(dá)提供一個(gè)驅(qū)動(dòng)電流,改變?nèi)加土髁?,從?使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得精確的N1修惟轉(zhuǎn)速,從而獲得精確的推力。EGT裕度的提高可 延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的裝機(jī)壽命。圖2-14是PMC對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響“。一圖2-14時(shí)間PMC對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的影響時(shí)間PMC在控制N1轉(zhuǎn)速時(shí),根據(jù)油門(mén)桿角度信號(hào)PLA、Psl2信號(hào)和T
19、12信號(hào)制定N1轉(zhuǎn)速計(jì)劃,油門(mén)桿角度信號(hào)通過(guò)一根連接于MEC和油門(mén)桿之 間的鋼索傳遞給MEc,然后MEC內(nèi)部的RVDT將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后通過(guò)一 根導(dǎo)線送到PMC: Psl2由一根空氣管送到PMC; T12信號(hào)由位于進(jìn)氣 道上的T12傳感器測(cè)量,通過(guò)一根導(dǎo)線送到PMC。當(dāng)實(shí)際N1修正值和PM C制定的計(jì)劃不一致時(shí),PffC向MEC送出一個(gè)力矩馬達(dá)電流Ts,通過(guò)M EC內(nèi)部的力矩馬達(dá)改變?nèi)加陀?jì)量活門(mén)的開(kāi)度,從而改變?nèi)加土髁?,使發(fā)動(dòng)機(jī)N 1轉(zhuǎn)速發(fā)生改變,獲得需求的發(fā)動(dòng)機(jī)推力。當(dāng)Psl2減小時(shí),空氣密度降低, 要保持推力,N1物理轉(zhuǎn)速必須增大;當(dāng)T12增加時(shí),N1修正轉(zhuǎn)速減小,要 保持推力,N1物理轉(zhuǎn)
20、速必須增大。PMC對(duì)N1轉(zhuǎn)速的修正隨發(fā)動(dòng)機(jī)健康狀況、發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)的不同而不同。圖 215反映了CFM56381.CFM563B一2和CFM563 C1發(fā)動(dòng)機(jī)PMC對(duì)N1轉(zhuǎn)速的影rr、一響“。由于PMC的主要作用是精確控制發(fā)動(dòng)機(jī),因此在低(N1V46%)時(shí), 它不參與19發(fā)動(dòng)機(jī)控制PMC要參與發(fā)動(dòng)機(jī)控制必須滿足以下條件m1:PMC電門(mén)開(kāi)啟PMC系統(tǒng)工作正常;N 1 N4 6 %。鋼VIIIPMG q .岫 IN. N I Bn 一,: j :,一j ( 1 : 1 -一-b r To 4+ 1 ,一:。t一-了 jo:,7 + 1 ( 1 ,。一一 I 蒜“一* 1 OO 一 r +寸i。i /
21、, c , | 1 (-F; 1 t1 =州 F I _ 1 # ,大_6, 0 _ u I g 1 u t 州 1 8I Im “18E 口 II -M 0 口叫抽一八_7。o i (7 : i:%。曩卜= = ”m”圖2 15PMC對(duì)N1轉(zhuǎn)速的影響PMC精確控制N1轉(zhuǎn)速是通過(guò)改變?nèi)加凸┯土縼?lái)實(shí)現(xiàn)的,此時(shí)N2要發(fā)生 改變,而MEC要保持N2轉(zhuǎn)速。因此在MEC和PMC同時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),P MC在一定范圍內(nèi)具有優(yōu)先權(quán)。PMC在為了保證N1轉(zhuǎn)速時(shí)允許的最大N2變 化量為+3.85%/5.1%“J,若N2偏離太多,超出這個(gè)范圍,則M 。不允許PMC進(jìn)一步調(diào)節(jié)燃油計(jì)量活門(mén)的開(kāi)度,發(fā)動(dòng)機(jī)將不能獲得所需的
22、推 力。與其它大多數(shù)電子控制組件一樣,PMC內(nèi)部擁有一套自檢系統(tǒng),檢測(cè)整個(gè) 控制系統(tǒng)的輸入、輸出及內(nèi)部控制邏輯的工作情況,若發(fā)現(xiàn)有故障,則不會(huì)向近 Ec的力矩馬達(dá)輸出電流,同時(shí)自檢系統(tǒng)還會(huì)使位于駕駛艙P(yáng)52面板上的 “PMCINOP”(不工作)燈變亮,提醒飛行員該臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的PMC不工作。 在飛行中,若飛機(jī)有圖3 1發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的所有輸入?yún)?shù)和調(diào)節(jié)及各系統(tǒng)之間的相互關(guān)系3.1系統(tǒng)輸入?yún)?shù)傳感器系統(tǒng)輸入?yún)?shù)傳感器包括:壓力傳感器:Psl2,Ps3(又稱(chēng)CDP),CBP:溫度傳感器:T12,T2.0(又稱(chēng)FIT),T25(又稱(chēng)CIT), T49.5(又稱(chēng)EGT);位置傳感器:VSV位簧反饋,VBV位
23、置反饋, 油門(mén)桿角度傳感器(RVDT);轉(zhuǎn)速傳感器rN2控制交流發(fā)電機(jī),N1轉(zhuǎn)速傳感器。3.1。1壓力傳感器1.風(fēng)扇進(jìn)口壓力Psl2傳感器Psl2傳感器感受進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片前流動(dòng)氣流的靜壓力,連續(xù)地把 該壓力信號(hào)送到MEC的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)和PMC的功率管理系統(tǒng),用于MEC制 定N2轉(zhuǎn)速計(jì)劃和PMC制定NI轉(zhuǎn)速計(jì)劃。該信號(hào)分另g送到MEC和PM C,信號(hào)源是一致的,Psl2感應(yīng)系統(tǒng)故障,絕大多數(shù)情況同時(shí)影響MEC和 PMC的工作。出于Psl2壓力探測(cè)系統(tǒng)將壓力傳到MEc和PMC是通過(guò)管路來(lái)完成 的,若Psl2空氣管路泄漏、接頭松動(dòng)或脫落,由于風(fēng)扇整流罩內(nèi)的氣流沒(méi)有 流動(dòng)其靜壓即為總壓,它大于風(fēng)
24、扇進(jìn)口流動(dòng)氣流的靜壓力,此時(shí)會(huì)使測(cè)量壓力大 實(shí)際的壓力,在給定油門(mén)桿位置情況下,MEc的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)將使N2降低。 在這種情況下,由于是公共感應(yīng)管路的故障,同時(shí)影響MEC和PMC系統(tǒng)的工 作,所以無(wú)論P(yáng)MC是否打開(kāi),N1都會(huì)較正常值偏低,從而造成油門(mén)桿錯(cuò)位, 受影響的發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)靠前。Psi2在其管路6點(diǎn)鐘位置有一個(gè)約為0.叭英寸 大小的放水孔,如果該孔被雜質(zhì)堵塞,飛機(jī)出現(xiàn)油門(mén)桿錯(cuò)位。若出現(xiàn)該類(lèi)故障。 多表現(xiàn)為間歇性,在地面工作時(shí)工作正常,在空中則出現(xiàn)故障,這對(duì)排故增加了 難度。對(duì)于這類(lèi)故障沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的排故標(biāo)準(zhǔn),不同的公司可能采取不同的措施, 不過(guò)就該故障來(lái)講可以通過(guò)對(duì)空中出現(xiàn)的故障表現(xiàn)形式結(jié)
25、合對(duì)控制系統(tǒng)的分析, 進(jìn)行排故。只常維護(hù)中,為了避免該故障的發(fā)生,要求定期對(duì)放水孔進(jìn)行檢查, 并在發(fā)動(dòng)機(jī)水洗后對(duì)其進(jìn)行檢查,保持其暢通。綜上所述,若Psl2感應(yīng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障,絕大多數(shù)情況下它同時(shí)影響MEC的N2控制系統(tǒng)和PMC的N1控制系統(tǒng),并且二者的變化趨勢(shì)是一致的。2.胍氣機(jī)出口壓力CDP傳感器CDP傳感器測(cè)量高壓壓氣機(jī)出口空氣靜壓力,通過(guò)管路將其送到MEC制 定加、減速的燃油限制計(jì)劃,它的大小反映出進(jìn)入燃燒室的空氣量,用于確定加、 減速過(guò)程中的瞬時(shí)噴油量,確保減速過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)不出現(xiàn)失速或熄火,同時(shí)保證 加、減速過(guò)程的快速性。CDP只影響MEC的燃油限制系統(tǒng),對(duì)PMC系統(tǒng)沒(méi) 有影響。CDP
26、感應(yīng)系統(tǒng)常見(jiàn)的故障是:管接頭松動(dòng)、脫落、管路接頭破裂導(dǎo)致漏氣 和放水口堵塞造成的管路結(jié)冰。當(dāng)CDP空氣管出現(xiàn)管接頭松動(dòng)、脫落、管路接頭破裂導(dǎo)致漏氣時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī) 工作時(shí),MEC感受到的CDP變小,MEC的燃油限制系統(tǒng)使加、減速的瞬時(shí) 供油量較1F常時(shí)偏低。當(dāng)漏氣較少時(shí),可能出現(xiàn)加速性差,起動(dòng)慢或起動(dòng)轉(zhuǎn)速 懸掛;當(dāng)漏氣較多時(shí),可能達(dá)不到起飛推力,發(fā)動(dòng)機(jī)掉轉(zhuǎn),熄火,起動(dòng)時(shí)達(dá)不到 慢車(chē)轉(zhuǎn)速。為了防止該類(lèi)故障的發(fā)生,在對(duì)CDP管路進(jìn)行維護(hù)時(shí)要嚴(yán)格按照維 護(hù)手冊(cè)的程序來(lái)進(jìn)行,同時(shí)要經(jīng)常對(duì)管路進(jìn)行檢查。與其它壓力探測(cè)管路一樣,在CDP管路的最低處,也有一細(xì)小的放水口, 當(dāng)放水孔堵塞時(shí),也可能表現(xiàn)為間歇性。故障時(shí)可導(dǎo)致加、減速慢或油門(mén)無(wú)響應(yīng), 飛機(jī)返回地面后,發(fā)動(dòng)機(jī)工作正常,該故障同樣較難排除。為了防止出現(xiàn)這種故 障,需要經(jīng)常對(duì)該放水口進(jìn)行檢查;在水洗發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)候,須將空氣管兩端脫開(kāi) 并用堵蓋蓋好,防止雜質(zhì)進(jìn)入該空氣信號(hào)管內(nèi),水洗完成后需要檢查該放水口是 否暢通,確保水洗完成后管路中沒(méi)有殘留雜質(zhì)造成放水口堵塞,使發(fā)動(dòng)
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