渦輪噴氣發(fā)動機-燃油與控制系統(tǒng).

1、LOGO 燃油與控制燃油與控制系統(tǒng)系統(tǒng)8 燃油與控制系統(tǒng)燃油與控制系統(tǒng)8.2 8.2 液壓機械式發(fā)動機控制系統(tǒng)液壓機械式發(fā)動機控制系統(tǒng)8.1 8.1 概述概述8.3 8.3 監(jiān)控型電子控制監(jiān)控型電子控制8.4 8.4 全權(quán)限數(shù)字電子控制（全權(quán)限數(shù)字電子控制（FADEC/EECFADEC/EEC）8.1 8.1 概述概述發(fā)動機自動控制的意義發(fā)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(fā)動機給定的工作保持發(fā)動機給定的工作狀態(tài)狀態(tài), ,或者按照所要求的規(guī)律改變工作狀態(tài)或者按照所要求的規(guī)律改變工作狀態(tài), ,并保證并保證發(fā)動機安全工作。發(fā)動機安全工作。 因此，控制裝置對保證

2、發(fā)動機性能和安全都起因此，控制裝置對保證發(fā)動機性能和安全都起著關(guān)鍵的作用。著關(guān)鍵的作用。8.1.1 8.1.1 航空發(fā)動機對控制系統(tǒng)的要求航空發(fā)動機對控制系統(tǒng)的要求8.1.2 8.1.2 發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容8.1.3 8.1.3 被控參數(shù)與可控變量的選擇被控參數(shù)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(fā)動機對控制系統(tǒng)的要求航空發(fā)動機對控制系統(tǒng)的要求l 保證最有效的使用發(fā)動機保證最有效的使用發(fā)動機l 工作穩(wěn)定，控制精度高工作穩(wěn)定，控制精度高l 良好的動態(tài)品質(zhì)良好的動

3、態(tài)品質(zhì)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(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小、安裝方便等結(jié)構(gòu)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(fā)動機對控制系統(tǒng)的要求航空發(fā)動機對控制系統(tǒng)的要求8.1.2 8.1.2 發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容8.1.3 8.1.3 被控參數(shù)與可控變量的選擇被控參數(shù)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(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)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(fā)動機控制渦槳、渦軸發(fā)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(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容v 燃油流量控制燃油流量控制8.1 8.1 概述概述根據(jù)發(fā)動機的不同狀態(tài)，將清潔的，無蒸氣的，根據(jù)發(fā)動機的不同狀態(tài)，將清潔的，無蒸氣的，經(jīng)過增壓的，計量好的燃油供給燃燒室。經(jīng)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(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)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(jù)發(fā)動機的工作狀態(tài)和飛機的飛行狀態(tài)，根據(jù)發(fā)動機的工作狀態(tài)和飛機的飛行狀態(tài)，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(zhuǎn)速控制轉(zhuǎn)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(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)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(fā)動機過渡過程能迅速、穩(wěn)定和可靠地進行。目的：使發(fā)動機過渡過程能迅速、穩(wěn)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(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)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(fā)動機工作中出現(xiàn)超溫、超壓、超轉(zhuǎn)、目的：防止發(fā)動機工作中出現(xiàn)超溫、超壓、超轉(zhuǎn)、超扭和超功率。超扭和超功率。 安全限制系統(tǒng)只有當(dāng)出現(xiàn)超限時才起作用。安全限制系統(tǒng)只有當(dāng)出現(xiàn)超限時才起作用。8.1.2 8.1.2 發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容8.1 8.1 概述概述發(fā)動機在地面工作時受到的限制發(fā)動機在地面工作時受到的限制8.1.2 8.1.2 發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)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(fā)動機的空氣流量，保證壓氣機的工作穩(wěn)定性?？刂瓢l(fā)動機的空氣流量，保證壓氣機的工作穩(wěn)定性。 包括：放氣活門包括：放氣活門VBVVBV和可調(diào)靜子葉片和可調(diào)靜子葉片VSVVSV等。等。8.1.2 8.1.2 發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)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(zhuǎn)子葉片與機匣之間的間隙在各種工作狀控制渦輪轉(zhuǎn)子葉片與機匣之間的間隙在各種工作狀態(tài)下為最佳，提高發(fā)動機的性能。態(tài)下為最佳，提高發(fā)動機的性能。8.1.2 8.1.2 發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)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(fā)動機部件的冷卻，提高發(fā)二是以最少的引氣量，控制發(fā)動機部件的冷卻，提高發(fā)動機性能動機性能。8.1.2 8.1.2 發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容v 渦槳、渦軸發(fā)動機控制渦槳、渦軸發(fā)動機控制 包括螺旋槳調(diào)速、動力渦輪轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、多發(fā)負載匹配等。包括螺旋槳調(diào)速、動力渦輪轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、多發(fā)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(fā)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(fā)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 8.1

9、.1 航空發(fā)動機對控制系統(tǒng)的要求航空發(fā)動機對控制系統(tǒng)的要求8.1.2 8.1.2 發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容8.1.3 8.1.3 被控參數(shù)與可控變量的選擇被控參數(shù)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(shù)與可控變量的選擇被控參數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)（被

10、控制量）被控參數(shù)（被控制量）能表征被控對象的工作狀態(tài)又被控制的參數(shù)，如推力、發(fā)動機的轉(zhuǎn)能表征被控對象的工作狀態(tài)又被控制的參數(shù)，如推力、發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、增壓比（或壓力比）、速、增壓比（或壓力比）、等。等。l 控制方案（調(diào)節(jié)規(guī)律、調(diào)節(jié)計劃）控制方案（調(diào)節(jié)規(guī)律、調(diào)節(jié)計劃）指根據(jù)外界干擾或駕駛員指令來改變可控變量，以保證發(fā)動機被控指根據(jù)外界干擾或駕駛員指令來改變可控變量，以保證發(fā)動機被控參數(shù)不變或按規(guī)定的規(guī)律變化，從而達到控制發(fā)動機推力的目的。參數(shù)不變或按規(guī)定的規(guī)律變化，從而達到控制發(fā)動機推力的目的。8.1 8.1 概述概述8.1.1 8.1.1 航空發(fā)動機對控制系統(tǒng)的要求航空發(fā)動機對控制系統(tǒng)的要求8.

11、1.2 8.1.2 發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容發(fā)動機控制系統(tǒng)的內(nèi)容8.1.3 8.1.3 被控參數(shù)與可控變量的選擇被控參數(shù)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(shù)語基本術(shù)語控制對象控制對象控制裝置控制裝置控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)干擾量干擾量給定值給定值 閉環(huán)控制閉環(huán)控制開環(huán)控制開環(huán)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(fā)動機。被控對象：被控制的物體或過程。如發(fā)動機。l 控制裝置：用以完成既定控制任務(wù)的機構(gòu)總和控制裝置：用以完成既定控

12、制任務(wù)的機構(gòu)總和, ,又稱控制器。又稱控制器。l 控制系統(tǒng)：由被控對象和控制裝置組成?？刂葡到y(tǒng)：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(shù)發(fā)生變化的外部作用量，例如飛行量：引起被控參數(shù)發(fā)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(huán)控制開環(huán)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(shù)變化，按補償原理工作量，補償干擾量引起的被控參數(shù)變化，按補償原理工作. .

13、優(yōu)點：優(yōu)點：及時、穩(wěn)定。及時、穩(wěn)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(huán)控制主要元件開環(huán)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(shù)進氣總壓是飛行高度和飛行馬赫數(shù)的函數(shù)的函數(shù); ; 油門桿為指令機構(gòu)，通過傳動臂，齒輪，齒套等來改變調(diào)準(zhǔn)彈簧力，油門桿為指令機構(gòu)，通過傳動臂，齒輪，齒套等來改變調(diào)準(zhǔn)彈簧力，確定轉(zhuǎn)速的給定值確定轉(zhuǎn)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，檔板通過與膜盒

14、相連的杠桿的作用來改變其開度度; ; 執(zhí)行元件為隨動活塞執(zhí)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(huán)控制開環(huán)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(huán)控制閉環(huán)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(tǒng)形，整個控制系統(tǒng)形成一個閉合的回路。按偏離

15、原理工作。成一個閉合的回路。按偏離原理工作。優(yōu)點優(yōu)點: :精度高，精度高，不僅對外界干擾而且對內(nèi)部部件性能退化所造成的被不僅對外界干擾而且對內(nèi)部部件性能退化所造成的被控參數(shù)變化也能修正?？貐?shù)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(huán)控制主要元件閉環(huán)控制主要元件 敏感元件是離心飛重，其功用是感受發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速敏感元件是離心飛重，其功用是感受發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速; ; 指令機構(gòu)是油門桿，它通過傳動臂，齒輪，齒套等來改變調(diào)準(zhǔn)彈指令機構(gòu)是油門桿，它通過傳動臂，齒輪，齒套等來改變調(diào)準(zhǔn)彈簧力，確定轉(zhuǎn)速的給定值簧力，確定轉(zhuǎn)速的給定值; ;

16、推力桿經(jīng)鋼索，連桿聯(lián)到燃油控制器推力桿經(jīng)鋼索，連桿聯(lián)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(gòu)給定的調(diào)準(zhǔn)彈簧力比較后的差值決定令機構(gòu)給定的調(diào)準(zhǔn)彈簧力比較后的差值決定; ; 執(zhí)行元件是隨動活塞執(zhí)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?？刂浦眯北P的角度，從而改變供油量。供油元件是燃油泵?？刂浦眯北P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(huán)控制閉環(huán)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(diào)速器雙向液壓式螺旋槳調(diào)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(fù)合控制復(fù)合控制開、閉環(huán)控制的結(jié)合，兼有二者優(yōu)點，精度高，及時、開、閉環(huán)控制的結(jié)合，兼有二者優(yōu)點，精度高，及時、穩(wěn)定；能補償所有干擾；彌補各自的缺點。穩(wěn)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(tǒng)燃油與控制系統(tǒng)8.2 8.2 液壓機械式發(fā)動機控制系統(tǒng)液壓機械式發(fā)動機控制系統(tǒng)8.1 8.1 概述概述8.3 8.3 監(jiān)控型電子控制監(jiān)控型電子控制8.4 8.4 全權(quán)限數(shù)字

18、電子控制（全權(quán)限數(shù)字電子控制（FADEC/EECFADEC/EEC）8.2 8.2 液壓機械式發(fā)動機控制系統(tǒng)液壓機械式發(fā)動機控制系統(tǒng)u穩(wěn)態(tài)控制穩(wěn)態(tài)控制 在外界干擾量發(fā)生變化時，保持既定的在外界干擾量發(fā)生變化時，保持既定的發(fā)動機穩(wěn)態(tài)工作點。發(fā)動機穩(wěn)態(tài)工作點。u過渡控制過渡控制 當(dāng)發(fā)動機從一個工作狀態(tài)改變到另一個當(dāng)發(fā)動機從一個工作狀態(tài)改變到另一個工作狀態(tài)時，能快速響應(yīng)且又保證穩(wěn)定可靠的工作，工作狀態(tài)時，能快速響應(yīng)且又保證穩(wěn)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(tài)及飛行條件下，保證發(fā)在各種工作狀態(tài)及飛行條件下，保證發(fā)動機主要參數(shù)不超出安全限制。動機主要參數(shù)

19、不超出安全限制?？刂频幕痉矫婵刂频幕痉矫?.2 8.2 液壓機械式發(fā)動機控制系統(tǒng)液壓機械式發(fā)動機控制系統(tǒng)計量系統(tǒng)和計算系統(tǒng)計量系統(tǒng)和計算系統(tǒng)計量系統(tǒng)的功用計量系統(tǒng)的功用: : 按照駕駛員要求的推力，根據(jù)按照駕駛員要求的推力，根據(jù)發(fā)動機的工作狀態(tài)和飛機的飛行狀態(tài)，在發(fā)動機的發(fā)動機的工作狀態(tài)和飛機的飛行狀態(tài)，在發(fā)動機的工作限制之內(nèi)，依據(jù)計算系統(tǒng)計算的流量向燃燒室工作限制之內(nèi)，依據(jù)計算系統(tǒng)計算的流量向燃燒室供應(yīng)燃油。供應(yīng)燃油。計算系統(tǒng)的功用計算系統(tǒng)的功用: : 感受各種參數(shù)，在發(fā)動機所有感受各種參數(shù)，在發(fā)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 液壓

20、機械式發(fā)動機控制系統(tǒng)液壓機械式發(fā)動機控制系統(tǒng)發(fā)動機控制器分為發(fā)動機控制器分為: : u 液壓機械式液壓機械式u 監(jiān)控型電子式監(jiān)控型電子式u 全功能數(shù)字電子式全功能數(shù)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(fā)動機上使用最多的控制器。它有良好的使用經(jīng)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(fā)動機可變幾何形狀，例如可調(diào)靜子葉片、放氣活門、放氣帶等，保證發(fā)動機工作穩(wěn)定和提高發(fā)動機性能。8.2 8.2 液壓機械式發(fā)動機控制系統(tǒng)液壓機械式發(fā)動機控制系統(tǒng)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(xiàn)的，由液壓油源作為伺服油（控制油）。 氣動機械式調(diào)節(jié)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(zhì)。8.2 8.2 液壓機械式發(fā)動機控制系統(tǒng)液壓機械式發(fā)動機控制系統(tǒng)Company Logo8.2 8.2 液壓機械式發(fā)動機控制系統(tǒng)液壓機械式發(fā)動機控制系統(tǒng)Company Logo8.3 8.3 監(jiān)控型電子控制監(jiān)控型電子控制監(jiān)控型電子式監(jiān)控型電子式監(jiān)控型發(fā)動機電子控制器是液壓機械式控制器再增加一個發(fā)動機電子控制器（EEC），兩者共同實施對發(fā)動機的控制。 在這種類型的發(fā)動機控制中，液壓機械式控制器作為主控制器，負責(zé)發(fā)動機的完全控制

22、，包括啟動、加速、減速控制，轉(zhuǎn)速控制。發(fā)動機電子控制具有監(jiān)督能力，對推力（功率）進行精確控制，并對發(fā)動機重要工作參數(shù)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(tài)監(jiān)視，以及信號顯示和數(shù)據(jù)儲存。Company Logo8.3 8.3 監(jiān)控型電子控制監(jiān)控型電子控制Company Logo監(jiān)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(jiān)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(biāo)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(shù)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(biāo)值，即稱下調(diào)(DOWNTRIM)。4EEC通過力矩馬達與液壓機械控制器聯(lián)系，實現(xiàn)電/液轉(zhuǎn)換。EEC計算結(jié)果以電信號輸出給力矩馬達，再轉(zhuǎn)換成液壓信號控制燃油流量。8.3 8.3 監(jiān)控型電子控制監(jiān)控型電子控制Company Logo監(jiān)控型電子式的特點5如果發(fā)現(xiàn)EEC有故障，可以凍結(jié)調(diào)準(zhǔn)在當(dāng)時位置，同時通知駕駛員。駕駛員可以使EEC退出工作，即