發(fā)動機燃油和控制系統(tǒng)

發(fā)動機燃油和控制系統(tǒng)1發(fā)動機控制基本概念2燃油系統(tǒng)3燃油泵4燃油控制器5全功能（全權限）數字電子控制（FADEC）6燃油噴嘴7航空燃油及添加劑燃油和控制系統(tǒng)－控制系統(tǒng)1.1發(fā)動機控制基本概念被控對象被控制去完成某項工作的設備或裝置。如發(fā)動機。控制裝置用以完成既定控制任務的機構總和，又稱控制器。如發(fā)動機的燃油控制器、螺旋槳調速器等?？刂葡到y(tǒng)由被控對象和控制裝置組成。被控參數能表征被控對象的工作狀態(tài)又被控制的參數。如發(fā)動機轉速。可控變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。如燃油流量。給定值

控制系統(tǒng)在某一確定工作狀態(tài)下，其被控參數應等于的數值或范圍。通常由人工輸入，也叫人工指令值。如駕駛員的指令值。干擾量引起被控參數發(fā)生變化的外部作用量?？刂葡到y(tǒng)的基本任務：控制裝置通過調節(jié)可控變量，控制被控對象的被控參數，消除干擾對被控參數的影響，使被控參數最終等于給定值?？刂葡到y(tǒng)基本性能要求：平穩(wěn)、快速、準確。即穩(wěn)、快、準。1、穩(wěn)定性保證發(fā)動機在整個工作包線范圍內穩(wěn)定工作。穩(wěn)態(tài)下，推力波動不大于該條件下推力的1.0，不連續(xù)推力波動間隔不得少于5秒。2、準確性轉速控制的最大轉速誤差要求為0.10.2，最大不得超過0.30.5；溫度控制的最大誤差不得超過0.50.8。3、過渡過程品質（1）超調量σ：超調量不超過23。（2）控制時間td：一般要求小于23秒。（3）振蕩次數：不允許有振蕩存在。在單位階躍作用下，衡量系統(tǒng)控制過渡過程的主要指標是：超調量σ（2~3％）

控制時間td

誤差范圍5％，2％，穩(wěn)定時間：小于2~3s振蕩次數一、發(fā)動機控制系統(tǒng)的基本組成控制系統(tǒng)：操縱系統(tǒng)內的一個控制器和它的控制對象轉速控制系統(tǒng)：由轉速控制器與發(fā)動機組成；溫度控制系統(tǒng)：由溫度控制器與發(fā)動機組成。元件：自動控制裝置中，組成控制機構的機件。組成：

1、測量元件；

2、指令機構；

3、比較元件；

4、執(zhí)行元件。

5、在比較機構與執(zhí)行機構之間，往往還需要有功率放大元件。

6、另外，還需驅動各部分、為各部分提供動力的能源元件（如液壓系統(tǒng)中的油泵）。二、發(fā)動機控制系統(tǒng)的基本類型（一）按控制原理分1、開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制：控制裝置與被控對象之間只有順向作用而沒有反向聯(lián)系的控制過程特點：對元件的精度要求高調節(jié)及時，被控量的變化平穩(wěn)，穩(wěn)定性好。開環(huán)控制——控制裝置和被控對象同時感受外界干擾，改變可控變量，補償干擾量引起的被控參數變化，按補償原理工作。

優(yōu)點：及時、穩(wěn)定。缺點：不能補償所有干擾，精度差。開環(huán)控制開環(huán)控制實例：飛行高度增加－－進入發(fā)動機的空氣流量減少（若不補償則會引起發(fā)動機轉速升高）－－膜盒膨脹－－檔板活門的開度增大－－隨動活塞上移－－柱塞泵的斜盤角變?。┯土繙p少－－保持轉速不變。開環(huán)控制主要元件敏感元件為膜盒，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，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度;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;供油元件為柱塞泵。2、閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制：控制裝置與被控對象之間既有順向作用又有反向聯(lián)系的控制過程。特點：對元件的精度要求低而調節(jié)的準確度高；調節(jié)不及時，使系統(tǒng)經常處于有偏差狀態(tài)下工作;

易引起過調和振蕩。

閉環(huán)控制——被控對象的輸出n即為控制裝置的輸入n，控制裝置的輸出qm,f即為被控對象的輸入qm,f，整個控制系統(tǒng)形成一個閉合的回路。按偏離原理工作。優(yōu)點: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控參數變化也能修正。缺點：不及時。閉環(huán)控制閉環(huán)控制實例：穩(wěn)態(tài)工作時：發(fā)動機穩(wěn)定工作時，發(fā)動機的轉速和給定值相等，分油活門處于中立位置，控制器各部分都處于相對靜止狀態(tài)。干擾引起偏離時（動態(tài)）：飛行高度增加－－空氣流量減少－－渦輪功大于壓氣機功－－轉速增加－－離心力變大－－分油活門上移－－隨動活塞下移－－柱塞泵斜盤角變?。┯土繙p少－－轉速回落，恢復到給定值。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簧力，確定轉速的給定值;推力桿經鋼索，連桿聯(lián)到燃油控制器上的功率桿。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令機構給定的調準彈簧力比較后的差值決定;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；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。3、復合控制系統(tǒng)特點：調節(jié)及時、準確；控制器的結構復雜；容易引起過調和振蕩。

復合控制開、閉環(huán)控制的結合，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。

（二）按可控變量分根據可控變量的不同：發(fā)動機控制分為燃油流量控制和幾何控制。燃油流量控制：以燃油流量，即供油量為可控變量，控制發(fā)動機的轉速、壓力比（ＥＰＲ），以控制發(fā)動機的推力為目的。幾何控制：以發(fā)動機的某些幾何參數為可控變量，通過控制和調節(jié)，以保證發(fā)動機穩(wěn)定和提高發(fā)動機性能等內容為控制目的。如：可調靜子葉片，可調放氣活門或放氣帶，渦輪間隙，螺旋槳槳葉角、可調進氣道，可調面積（或方向）噴管等。（三）按控制功能分穩(wěn)態(tài)控制：是指在人工指令不變的情況下，對外界干擾引起的發(fā)動機工作狀態(tài)變化，發(fā)動機控制能消除干擾的影響，保持既定的發(fā)動機穩(wěn)定工作點不變的控制功能。如恒速控制。過渡控制（瞬態(tài)工作）：在人工指令改變的情況下，發(fā)動機控制能按指令的要求，控制發(fā)動機從原有工作狀態(tài)，平穩(wěn)、快速、準確地過渡到所選定的新的工作狀態(tài)。如：啟動／停車、加速、減速、反推等。安全限制：指發(fā)動機在各種工作狀態(tài)和全部的飛行條件下，保證發(fā)動機主要參數不超出安全范圍，即不超出允許的限制。如發(fā)動機控制裝置能確保發(fā)動機在任何情況下，不超溫、不超轉、不喘振、不熄火、不超壓、不超扭等。燃油和控制系統(tǒng)－燃油系統(tǒng)1.2燃油系統(tǒng)飛機的不同飛行階段（滑跑、起飛、爬升、巡航、下降、進近、復飛等）需要不同的推力（或功率），對應著發(fā)動機不同的工作狀態(tài)，也就是說供給發(fā)動機不同的燃油量。動力裝置在地面和空中有其安全工作范圍。發(fā)動機控制應該避免發(fā)動機工作中出現超溫、超轉、喘振、貧油或富油熄火、超壓、和超扭。

燃油系統(tǒng)的功用是在各個工作狀態(tài)下將清潔的、無蒸汽的、經過增壓的、計量好的燃油供給發(fā)動機。燃油系統(tǒng)的供油過程:發(fā)動機燃油系統(tǒng)是由飛機燃油系統(tǒng)將燃油供到發(fā)動機的燃油泵開始，一直到燃油從燃燒室噴嘴噴出，這中間除燃油泵外還有燃油加熱器、燃油濾、燃油控制器、燃油流量計、分配活門或增壓和泄油活門，燃油總管、燃油噴嘴。燃油泵：負責供油和增壓，常常包括增壓級和主級。增壓的目的：燃油噴咀工作的需要；提供伺服燃油。增壓級也叫低壓泵，給主級進口提供所需的流量和壓力，可由離心泵或齒輪泵完成；主級也叫高壓泵，提供燃油系統(tǒng)所需的最終壓力，通常由齒輪泵完成。燃油泵（主級）出口有釋壓活門，防止泵后壓力過高，損壞下游部件和造成漏油。燃油泵實際供油量必須大于需油量，超出部分（旁通燃油）返回油泵進口，有時需流經ＩＤＧ滑油冷卻器給滑油提供冷卻。為防止低功率時，因旁通回油流量大，回油溫度過高，有些旁通回油經燃油再循環(huán)系統(tǒng)返回燃油箱。燃油加溫器：加溫燃油防止結冰，堵塞油路。加溫的方法可用發(fā)動機的滑油及壓氣機的引氣。起飛、進近、復飛這些關鍵的飛行階段不能使用燃油加溫，這是為了防止出現熄火的可能。加溫的方法可用發(fā)動機的滑油及壓氣機的引氣?；停加蜔峤粨Q器通常位于低壓燃油系統(tǒng)。亦可位于高壓泵之后，但漏油的可能性增加。燃油濾：過濾燃油，保證清潔的燃油供給噴嘴。通常有過濾主燃油的粗油濾和過濾伺服油的細油濾（清洗油濾）。由于伺服機構多是配合精密的偶件，伺服油需經粗細油濾的反復過濾。油濾堵塞由油濾壓差電門監(jiān)視。油濾堵塞后，旁通活門打開，保證燃油的繼續(xù)供給。過濾度：微米，油濾微米值越小，過濾越細目：孔數/平方英寸，油濾目越大，孔越細。燃油控制器：負責計量燃油，并供應動力油控制一些作動器、活門。燃油流量計：測量供給噴嘴的燃油質量流量。燃油分配活門將計量燃油分送到各個噴嘴。如果是用主、副燃油總管和雙路式燃油噴嘴，常常采用增壓和泄油活門。它的作用是在預定的燃油壓力下將燃油分配到主、副燃油總管；停車時，泄放總管燃油。因此，工作時，泄油活門關閉，增壓活門打開；停車時，泄油活門打開，增壓活門關閉。燃油噴嘴是發(fā)動機燃油系統(tǒng)的終點

低壓燃油系統(tǒng)低壓系統(tǒng)必須以適當的壓力、流量和溫度供應燃油到發(fā)動機燃油控制器，以保證發(fā)動機滿意地工作。該系統(tǒng)可包括低壓泵以防止燃油的汽塞及氣隙，燃油加熱器以防止冰晶形成。系統(tǒng)中通常都有燃油濾，在某些應用中，燃油通過滑油散熱器，還裝有傳感器給出燃油壓力、流量和溫度信號。高壓燃油系統(tǒng)進入燃燒室的燃油壓力必須足夠高使其能克服高的噴嘴壓力和有效地霧化。典型的高壓（HP）燃油控制系統(tǒng)包括高壓泵，油量控制和數個噴嘴。此外，包括一些傳感部件提供燃油流量的自動控制響應發(fā)動機要求。燃油和控制系統(tǒng)－燃油泵1.3燃油泵油泵是一種將機械能轉變成壓力能的機械。就其用途而言，可分為燃油泵、滑油泵、液壓泵等。燃油經燃油泵增壓后，供往發(fā)動機噴嘴；高壓燃油還作為能源，用來驅動執(zhí)行元件根據供油增壓原理，油泵可分為兩大類：容積式泵它是依靠泵的抽吸元件作相對運動，交替改變元件間的自由容積進行吸油、排油的。供油量取決于元件一次循環(huán)運動中自由容積變化的大小。在一定的供油量下，泵根據出口處的液體流動阻力來建立壓力。這類泵在航空發(fā)動機上應用最廣，如：柱塞泵、齒輪泵、旋板泵（葉片泵）。葉輪式泵它是依靠葉輪作旋轉運動，使經過葉輪的液體增加動能和壓力能，在葉輪后的擴壓器中再將液體的動能部分滯止，轉化為壓力能。這類泵有離心泵、汽心泵。目前民航發(fā)動機上用的最多的是漸開線直齒外嚙合齒輪泵和軸向傾斜式變量柱塞泵以及旋板泵和離心泵。

齒輪泵是定量泵，工作容積不可調。流量和轉速有一一對應關系。當轉速不變時，供油量通過旁通回油節(jié)流調節(jié)。即齒輪泵的供油量始終高于需油量，超出需要的油量返回油泵進口。齒輪泵

(GearPump)齒輪泵是定量泵，工作容積不可調。流量和轉速有一一對應關系。當轉速不變時，供油量通過旁通回油節(jié)流調節(jié)。即齒輪泵的供油量始終高于需油量，超出需要的油量返回油泵進口組成：1.組成：一對尺寸相同的外嚙合齒輪、殼體、端蓋和傳動軸等。2.特點：（與柱塞泵相比）優(yōu)點：容積式泵，結構簡單、體積小、重量輕、制造容易。對工作液體清潔度敏感性小。工作可靠。

缺點：作用于齒輪上不平衡的徑向力大。效率低。噪音大、供油量和壓力脈動較大。

定量泵：需要減少供油量時，只能利用回油裝置從高壓出口把多余的油放回低壓進口，消耗功率，引起工作液體和泵溫度升高。原理

供油：齒輪泵的工作原理與其它容積式泵一樣，是借助工作容積的變化（增大或減?。﹣韺崿F吸油和排油的。在齒輪泵中這種工作容積是兩個齒輪與殼體及端蓋的有關表面形成的兩個工作容積：吸油腔和排油腔。

增壓：齒輪泵的壓力建立的原理，與柱塞泵相同的（容積式泵都一樣）吸油過程：輪齒脫開嚙合→V↑→p↓→吸油；排油過程：輪齒進入嚙合→V↓→p↑→排油。吸油腔：由齒輪1、2、3和1’、2’、3’的表面，殼體，端蓋組成3和3’齒面使工作容積增大1和1’齒面使工作容積減小(嚙合點到齒根那段齒面所掃過的容積)容積增大：輪齒從嚙合點到各自的齒頂所掃過的容積排油腔：由齒輪1、7和1’、7’、6’的表面，殼體，端蓋組成7和6’齒面使工作容積減小1和1’齒面使工作容積增大(嚙合點到齒根那段齒面所掃過的容積)容積減?。狠嘄X從嚙合點到各自的齒頂所掃過的容積柱塞泵柱塞泵的供油量不僅取決于轉速還取決于斜盤角度，轉速不變時，供油量通過改變斜盤角度容易調節(jié)，這是它的主要優(yōu)點。1-柱塞；2-斜盤；3-轉子；4-分油盤工作原理供油：轉子轉動----由于有彈簧力和油壓力的作用，柱塞相對轉子直線往復運動----柱塞腔工作容積周期變化。增壓（壓力建立）：連續(xù)供油和出口阻力（負載）兩個條件。密封工作腔（缸體孔、柱塞底部）由于斜盤傾斜放置，使得柱塞隨缸體轉動時沿軸線作往復運動，底部密封容積變化，實現吸油、排油。吸油過程：柱塞伸出→V↑→p↓→吸油；排油過程：柱塞縮回→v↓→p↑→排油。旋板泵（VanePump)

旋板泵又稱葉片泵，分為單作用式、雙作用式兩類，可作定量泵和變量泵。供油壓力低，在航空活塞式發(fā)動機上應用較多，在燃油系統(tǒng)中用作輔助增壓泵。特點：結構緊湊，外形尺寸小，供油量較均勻，工作平穩(wěn)，噪音小；

比重量（泵重量/泵功率）優(yōu)于柱塞泵和齒輪泵；

抗臟性優(yōu)于柱塞泵；

供油量可調節(jié)性能優(yōu)于齒輪泵。目前普遍重視

單作用旋板泵

（一）組成主要由轉子、旋板、定子、分油盤和殼體組成。轉子在定子內偏心安裝，偏心距為e航空發(fā)動機：低壓旋板泵（具有四塊徑向旋板）

（二）工作原理1.當轉子旋轉時，旋板在離心力和槽底油壓力等作用下，始終緊靠在定子內表面上，相應轉子作往復運動。2.上方的區(qū)段為工作段，下方的區(qū)段為密封段。為避免吸、排油腔之間溝通，工作段和密封段對應于轉子中心的圓心角應不小于相鄰兩旋板的夾角。3.泵工作時，使吸、排油腔容積發(fā)生變化的是處于工作段和密封段上的旋板，其余浸泡在吸、排油腔中的旋板，影響很小。4.由于轉子與定子是偏心安裝的，處于工作段的旋板使吸油腔容積的增大量大于處于密封段的旋板使吸油腔容積的減小量，故吸油腔容積逐漸增大，形成低壓，不斷從吸油窗吸油；處于工作段的旋板使排油腔容積的減小量大于處于密封段的旋板使排油腔容積的增大量，結果排油腔的容積是逐漸減少的，把油液從排油窗擠出去。5.轉子每轉一周，所有的旋板都相繼進行一次吸油和排油。轉子連續(xù)運轉，在泵的出口就形成連續(xù)的油流。

吸油過程：葉片伸出→V↑→p↓→吸油；排油過程：葉片縮回→V↓→p↑→排油。旋轉一周，完成一次吸油，一次排油——單作用泵徑向力不平衡——非平衡式葉片泵（一個吸油區(qū)，一個排油區(qū)）離心泵一、簡介容積式泵：柱塞泵、齒輪泵、旋板泵非容積式泵：離心泵、汽心泵離心泵的用途：航空發(fā)動機上：輔助增壓泵、大流量加力泵，主、加力共用泵液體火箭發(fā)動機上：渦輪泵離心泵

優(yōu)點：轉速高；流量大；運動部件少，間隙較大，對工質清潔度要求低；尺寸小、重量輕，結構較簡單；缺點：效率低、低轉速時壓力低，對抗汽蝕性能要求高，調節(jié)性能差。汽心泵：調節(jié)性能和抗汽蝕性能比離心泵好。

二、離心泵的組成及其功用（P36圖2－28）三大過流部件進口裝置1工作輪2出口裝置3三、離心泵的工作原理（一）供油和壓力建立原理1.液體被葉片推動隨同工作輪高速旋轉,受到離心力的作用，被甩向工作輪外緣，使液體獲得一定的動能和壓力能。2.在出口裝置中，液體的流速逐漸降低，動能轉變?yōu)閴毫δ?，液體的壓力得到進一步提高。3.當工作輪把一部分液體甩出后，在工作輪進口處，形成低壓，進口裝置中的液體補充進入工作輪，于是就形成連續(xù)不斷的供油。壓頭（或揚程）H：度量液體流經離心泵所獲得總能量的大小。

定義：每一千克液體流過離心泵時所得到的能量增量，以液柱（米）表示。燃油和控制系統(tǒng)－燃油控制器1.4燃油控制器

控制的內容或者說基本方面包括：穩(wěn)態(tài)控制在外界干擾量發(fā)生變化時，保持既定的發(fā)動機穩(wěn)態(tài)工作點過渡控制當發(fā)動機從一個工作狀態(tài)改變到另一個工作狀態(tài)時，能快速響應且又保證穩(wěn)定可靠的工作，不超出允許的限制安全限制在各種工作狀態(tài)及飛行條件下，保證發(fā)動機主要參數不超出安全限制。發(fā)動機控制系統(tǒng)分類液壓機械式

監(jiān)控型電子式

全功能數字電子式液壓機械式及氣動機械式燃油控制器目前為止民用航空發(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)動機性能液壓機械式控制器計算是由凸輪、杠桿、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(jié)器計算則是由薄膜、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

燃油控制器功用

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(fā)動機產生需要的推力控制器按照預先確定的供油計劃，作為油門桿角度、壓氣機出口壓力、壓氣機進口溫度和發(fā)動機轉速的函數調節(jié)供油量。組成計量系統(tǒng)計算系統(tǒng)計量系統(tǒng)功用按照駕駛員要求的推力，根據發(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，依據計算系統(tǒng)計算的流量向燃燒室供應燃油

組成粗油濾和細油濾、計量活門、壓力調節(jié)活門、最小壓力和切斷活門、風車旁路和停車活門、自動儲備推力和環(huán)境壓力伺服等部件。

實現方法由壓力調節(jié)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影響供油量調節(jié)的因素：由流量公式可知，流量取決于計量活門的節(jié)流面積和前后壓差。流量與面積成正比，與壓差的平方根成正比。在壓力調節(jié)活門內，裝有雙金屬式的溫度敏感元件，作為溫度補償器，補償燃油溫度變化對供油量的影響。壓力調節(jié)活門上的壓差調整釘兼做燃油密度選擇器，即燃油比重調整。計算系統(tǒng)功用感受各種參數，在發(fā)動機所有工作階段控制計量部分的輸出感受參數有發(fā)動機轉速，壓氣機出口總壓，壓氣機出口總溫，壓氣機進口總溫，油門桿角度等組成計算系統(tǒng)由壓氣機出口壓力傳感器、壓氣機出口壓力限制器、轉速調節(jié)器、壓氣機進口溫度傳感器及操縱機構等組成

最小壓力和關斷活門轉速調節(jié)機構定壓差機構氣壓調節(jié)機構節(jié)流供油裝置轉速操縱機構停車活門一、組成：計算系統(tǒng)、計量系統(tǒng)和輔助部分：進行起動、加速、減速、穩(wěn)態(tài)控制。1.計算系統(tǒng)：按（1）油門桿角度α2

（2）轉速n2

（3）燃燒室壓力Pb（壓氣機出口壓力）三個參數計算供油量Q2.

計量系統(tǒng)：按計算系統(tǒng)的輸出信號，計量供往發(fā)動機的供油量，停車時卸荷。JFC25－20燃油控制器供油計劃程序JFC25－20燃油控制器供油計劃程序門二、主要機構和裝置：組成：粗、細油濾、定壓差機構、回油活門、主計量活門（節(jié)流活門，燃調最重要的部件）、最小壓力和關斷活門、停車活門。1．粗、細油濾燃油

粗油濾

計量系統(tǒng)

細油濾

計算系統(tǒng)：燃油要求更高

(一)節(jié)流供油裝置（主計量活門或節(jié)流活門）：

作用：計量供往發(fā)動機的燃油量

Q=Q(A,ΔP)，其中定壓差機構保證ΔP不變，則Q僅與節(jié)流活門開度有關。1．流量止動釘：為防止加減速狀態(tài)過調、振蕩，防止發(fā)動機超溫，熄火停車。2．角形桿（乘積桿）：力F和力臂L→力矩（旋轉）：若滾柱組件↓（下移）→活塞左移→主計量活門開度↑→Q↑節(jié)流供油裝置（節(jié)流活門）：角形桿：(二)

定壓差機構：作用：控制節(jié)流活門前后壓差恒定：ΔP＝P前－P后＝常數，供油量只是節(jié)流活門開度的單值函數。1.

ΔP·A＝(P前－P后)A＝FS(彈簧力)→薄膜y=0（0位置），噴嘴開度h0為平衡開度。若存在干擾，ΔP↑→薄膜輸出y→h↑→PC↓→調節(jié)活塞右移→回油活門彈簧力↓→回油活門右移→回油活門開度增大↑→回油量↑→P前↓→ΔP↓。定壓差機構：PxPy定壓差機構(二)

定壓差機構：2.

雙金屬溫度補償片：作用：補償燃油溫度變化對供油量的影響。（1）若無溫度補償，則油溫T↑→殼體膨脹→彈簧變松→FS↓→噴嘴擋板上移→PC↓→回油活門右移→Q回↑→Q供↓（體積流量）。且T↑→ρ↓（加之Q供↓）→質量流量↓。（2）有雙金屬溫度補償片，T↑→補償片產生向上的變形稍大于彈簧伸長量→Q供↑↑→抵消由于ρ↓產生的影響→質量流量不變。(三)

最小壓力和關斷活門功用：

工作狀態(tài)時：保持向發(fā)動機供油的最小壓力→增壓→保證霧化；

停車時：關斷燃油。最小壓力和關斷活門停車活門(四)

停車活門1.工作時（下圖所示為工作油路）①路：風車旁路，切斷②③通：低壓：計量燃油壓力（P后） 打開最小壓力關斷活門，向發(fā)動機供油。④⑤通：④號油路高壓進入⑤號油路，關閉總管泄油活門。(四)

停車活門2.停車時，把停車活門向左一拉，則：（下圖所示為停車油路）①②通：在停車時給燃油卸荷。（風車旁路：風車狀態(tài)，發(fā)動機在停車時由風車帶動旋轉，帶動燃油泵轉動供油，但不能提供給燃油總管，則直接把①路主計量活門后的油引入②路通回油管。）③④通：④路高壓油進入③路，使最小壓力和關斷活門右腔壓力為高壓，P↑→活門左移→切斷供油。⑤⑥通：燃油總管泄油活門打開，由⑤→⑥，總管卸荷，燃油流向燃調的低壓腔。三、計算系統(tǒng)油門桿：人工α：油門桿操縱機構高壓轉速：n：轉速調節(jié)機構燃燒室壓力：Pb：氣壓調節(jié)機構（燃燒室壓力伺服機構）（一）

油門桿操縱機構（或轉速操縱機構）（二）

轉速調節(jié)機構（三）

氣壓調節(jié)機構（四）

殼體回油單向活門48（一）

油門桿操縱機構（或轉速操縱機構）組成：油門桿55、油門桿操縱軸、調速凸輪44、調速凸輪隨動桿38、平衡隨動桿43、下垂桿（D點）35、下垂凸輪42、下垂凸輪隨動桿41、最小比率調整釘40（40和41之間在40的最下端可脫開，40釘固定在39上）、比例桿39（繞G轉動）、滾珠組件33。調速凸輪下垂桿滾柱組件下垂凸輪42比例桿（一）

油門桿操縱機構（或轉速操縱機構）1．滾珠組件（又叫滾柱組件）：

上移↑→Q↓，功率↓

下移↓→Q↑，功率↑2．調速凸輪（P111圖6－25）凸輪半徑↓

→

Q↑3．下垂桿：

若n不變，油門桿α改變→則繞E點轉動若油門桿α不變，n改變→繞D點轉動。調速凸輪型面示意圖最大反推力部分功率推力96°最大正推力慢車推力轉速調節(jié)機構（三）起動和加速控制裝置：（由加速凸輪型面形狀（半徑）決定）（1）加速過程：n↑→Q↑→n↑：到某一狀態(tài)不增加。轉速n增加和供油量增加要一一對應，供油量的增加在n增加之后進行，轉速增加后供油量才增加，若轉速不增加，Q增加，則會導致超溫、超轉、富油熄火。（2）穩(wěn)態(tài)：n↑→Q↓。加速凸輪隨動桿形狀：（三維空間）起動和加速控制裝置：功用：在起動、加速時，按照加速凸輪型面設計的規(guī)律控制供油量，使起動、加速過程短，而且不超溫，不超轉，不喘振和不發(fā)生熄火現象。加速凸輪加速凸輪隨動桿（四）

氣壓調節(jié)機構：1．功用：感受Pb→輸出力F→角形桿轉動→改變節(jié)流活門開度→控制Q→使燃油流量和Pb保持正比關系。2．組成：主動膜盒：外感受Pb，內感受P0

Pb壓力輸出桿：輸出力F改變→改變節(jié)流活門開度→改變Q

補償膜盒：內為真空，外感受P0：作用：消除環(huán)境條件的變化對主動膜盒工作特性的影響。（四）

氣壓調節(jié)機構：

3．工作原理主動膜盒：Pb↑→QT↑，Pb↓→QT↓補償膜盒：

T0↑,P0↓→主動膜盒膨脹，補償膜盒收縮→兩位移方向相反，大小相等→等力臂杠桿互相抵消位移→膜盒杠桿始終處在與膜盒垂直的位置→消除環(huán)境條件的影響。氣壓調節(jié)機構：殼體回油單向活門48：功用：用于殼體回油，保持燃調殼體內的壓力為一定值，使燃調各機構工作穩(wěn)定。若殼體P超過一定值→單向活門打開→殼體內的燃油回到燃油泵的進口。殼體回油單向活門48民航發(fā)動機常用的燃油控制器的共同特點概括如下：1．同燃油控制器聯(lián)用的燃油泵通常有齒輪泵（包括增壓級和主級）、柱塞泵和葉片泵。柱塞泵可按需油量向燃燒室供油；齒輪泵、葉片泵則要求燃油控制器將超出需要的燃油返回油泵進口。2．控制器一般分為計量部分和計算部分。計算部分感受各種參數，在發(fā)動機的所有工作階段控制計量部分的輸出。計量部分按照駕駛員要求的推力（或功率），在發(fā)動機工作限制之內，依據計算系統(tǒng)計劃的燃油流量供往發(fā)動機噴嘴。3．改變燃油流量一般通過改變計量活門的流通面積和/或計量活門前、后壓差實現。相當多的燃油控制器，利用壓力調節(jié)活門（壓差活門）保持計量活門前、后壓差不變，通過改變計量活門的通油面積改變供油量。為了補償燃油溫度的影響，常在壓力調節(jié)活門內裝有溫度補償器。壓差調整釘兼做燃油密度選擇器。4．轉速調節(jié)器通常是比例式的，采用剛性反饋，實施閉環(huán)轉速控制。5．一些燃油控制器采用三維凸輪作為計算元件，由凸輪型面給出加速（或許還有減速、穩(wěn)態(tài)）的供油計劃。三維凸輪感受一個參數移動，感受另一個參數轉動。凸輪型面上每一點即代表該組參數下，不發(fā)生喘振、超溫、熄火的允許值。6．最小壓力及燃油關斷活門：發(fā)動機工作時，起增壓活門作用，即控制離開控制器的最低計量燃油壓力，使噴嘴霧化模型良好并保證控制器內伺服機構正常工作所需的最低壓力；發(fā)動機停車時，活門關閉，切斷供油。7．風車旁路活門及油泵卸荷活門：發(fā)動機工作時，風車旁路活門關閉（不卸荷），油泵后燃油壓力上升，打開最小壓力活門向燃油總管供油；在發(fā)動機停車時，該活門打開，使油泵卸荷活門處于卸荷狀態(tài)，給處于風轉狀態(tài)下的發(fā)動機所驅動的油泵卸荷。8．地面慢車和進近慢車地面慢車也叫低慢車，是發(fā)動機能穩(wěn)定工作的最低平衡轉速，用于在地面狀態(tài)下工作。高慢車也叫空中慢車或進近慢車，是用于在空中使用的慢車轉速，設置高慢車的目的是保證復飛時迅速加速，飛機著陸前以高慢車轉速工作，若成功著陸，自動轉為低慢車工作。高、低慢車的轉換由控制器上的慢車電磁活門感受空／地感應機構的信號，以斷電／通電方式實現。燃油控制器上有相應的調整部位。

9．運輸機上有兩個操縱桿與燃油控制器相連。推力桿（功率桿）選定發(fā)動機工作狀態(tài)；啟動桿（停車桿）控制啟動和停車。直升機上控制桿功能有所不同。10．進入燃油控制器的燃油泵后高壓油，先經燃油濾過濾。粗油濾過濾后的燃油作為主燃油；另一部分再經細油濾過濾后作為伺服油（控制油）。轉速調節(jié)器：采用閉環(huán)控制，其中給定彈簧的彈簧力表示所要求的轉速；離心飛重代表了實際轉速。液壓機械式發(fā)動機控制系統(tǒng)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

組成各部件的功用低壓燃油泵向發(fā)動機高壓泵提供所需燃油壓力和流量加熱器熱空氣來自壓氣機，對燃油加熱，防止燃油結冰主油泵給燃油增壓。分為柱塞泵和齒輪泵兩種，它們都屬于容積泵燃油控制器根據發(fā)動機的工作狀態(tài)和飛機的飛行狀態(tài)，計量供給然燒室的燃油燃油／滑油熱交換器加熱燃油，同時冷卻滑油燃油噴嘴:霧化燃油，分為霧化型（雙路離心式噴嘴）、氣動式和蒸發(fā)型等增壓/泄油活門(PD活門)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;泄油活門停車時打開將燃油總管中的燃油放回到油箱。發(fā)動機工作時關閉。燃油濾由油濾，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(fā)動機仍能正常工作，只是指出油濾堵塞應清洗油濾監(jiān)控型發(fā)動機電子控制器監(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，負責發(fā)動機的完全控制，包括啟動、加速、減速控制，轉速控制。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)動機重要工作參數進行安全限制。由于電子控制便于同飛機接口，易于推力管理，狀態(tài)監(jiān)視，以及信號顯示和數據儲存。

監(jiān)控型電子控制器特點1．液壓機械式燃油控制器是主控制器，電子監(jiān)控器是輔助控制器，當EEC發(fā)生故障時，發(fā)動機完全在液壓機械控制之下調節(jié)燃油流量。2．液壓機械燃油控制器←（通過力矩馬達進行電/液轉換）→電子控制器。3．EEC感受外界飛行條件變化→推力控制精度提高。4．EEC有自檢功能，可檢測故障（BITE），為飛行人員和地面維護人員提供方便。5．減輕駕駛員的工作負荷。6．EEC使用的電源是專用發(fā)電機，在地面試驗可利用飛機的電源。液壓機械式和電子監(jiān)控式控制器調準：調準通常在換發(fā)，或換燃調，或發(fā)動機不能產生最大推力時進行。燃油控制器由發(fā)動機高壓轉子傳動。為保證發(fā)動機輸出推力，性能試驗期間，需要檢查慢車轉速和最大推力。燃油控制器外場允許的調整部位有燃油比重、慢車轉速、部分功率調整釘。調整的理想情況是無風、低濕度，標準日的溫度和壓力。不是標準日的情況查表。小風天氣，風向對著機頭；大風天氣不要做調準。最后調準應在增加方向上。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。2．EEC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)。4．EEC通過力矩馬達與液壓機械控制器聯(lián)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。CompanyLogo監(jiān)控型電子式的特點5．如果發(fā)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，即回到不能下調位置，由液壓機械式控制器恢復全部控制。6．EEC有自檢能力（BITE），可以連續(xù)檢測自身故障。有的EEC還可以故障代碼形式儲存故障，供維護人員調出改7．EEC有輸入信號證實和選擇邏輯，它可以排除有故障的或假的輸入信號。監(jiān)控型電子式的特點8．EEC一般裝在風扇機匣外側，這里是發(fā)動機上環(huán)境相對較好的地方，安裝有減震座，采用環(huán)境空氣冷卻。也有的EEC位于飛機電子設備艙。9．EEC由專用發(fā)電機供電，飛機電源也供給EEC作為備用電源及地面試驗電源。10．在飛機主設備中心有監(jiān)控器，對EEC實施監(jiān)控，儲存EEC故障數據。燃油和控制系統(tǒng)－

FADEC1.5全功能（全權限）數字電子控制（FADEC）FADEC：FULLAUTHORITYDIGITALELECTRONIC（ORENGINE）CONTROL在FADEC控制中，發(fā)動機電子控制器EEC或電子控制裝置ECU是它的核心，FADEC系統(tǒng)是管理發(fā)動機控制的所有控制裝置的總稱。所有控制計算由計算機進行，然后通過電液伺服機構輸出控制液壓機械裝置及各個活門、作動器等，因此液壓機械裝置是它的執(zhí)行機構。1．在發(fā)動機控制方面，FADEC的功能包括輸出參數（推力或功率）控制，燃油（啟動、加速、減速、穩(wěn)態(tài)）流量控制，壓氣機可調靜子葉片（VSV）和可調放氣活門（VBV）控制，渦輪間隙主動控制（ACC），高壓壓氣機、渦輪冷卻空氣流量控制，發(fā)動機滑油和燃油的溫度管理，發(fā)動機安全保護以及啟動和點火控制，反推控制2．FADEC除控制一些參數外，還監(jiān)視一些工作參數，自動檢測故障，隔離出故障部位及采取相應的適應措施，對駕駛員提供發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)控信息，記憶存儲故障數據。

3．在數據通信方面，EEC一方面從飛機接受信息；另一方面也發(fā)送信息給飛機用于計算、操縱、維護、駕駛艙顯示等。

4．在FADEC系統(tǒng)中，液壓機械裝置已不再具有計算功能，控制計算全部由中央處理機進行，但燃油計量功能以及操縱可變幾何形狀作動器以及活門的伺服油、動力油仍由它提供，即成為EEC的執(zhí)行機構。液壓機械裝置（HMU）也有稱為燃油計量裝置（FMU），保留除計算功能以外的原有功能。典型FMU的具體功能：計量燃油流量；限制最大、最小供油量；保證最低燃油壓力；停車時切斷燃油；發(fā)動機風轉狀態(tài)下給油泵卸荷；發(fā)動機超轉保護；提供高壓油、伺服油到發(fā)動機控制附件等。5．FADEC是容錯系統(tǒng)，余度控制。對于不重要的故障，它仍可繼續(xù)工作。EEC都是雙通道設計，通道之間可以相互通信；控制通道故障可自動切換到備用通道工作；所有通道都故障時，可轉換到故障-安全狀態(tài)；EEC接受余度的傳感器及飛機輸入，并同計算的數據比較選用；輸入、輸出故障能自動切換到余度的傳感器和作動器；對于以EPR控制推力的，如果計算EPR有困難可以轉換到以轉速N1控制推力。6．EEC（或ECU）同HMU（或FMU）接口使用力矩馬達或電磁活門。力矩馬達依據輸入信號改變擋板活門開度，然后通過改變計量活門一個油腔或兩個油腔的油壓控制計量活門開度。一些FMU采用壓力調節(jié)活門保持計量活門前、后壓差恒定，通過改變計量活門流通面積改變供油量。7．EEC將輸入的模擬量、頻率量、離散量及序列數據轉變成處理機識別的數字形式，EEC輸出亦從數字形式轉變成相應的模擬量、離散量、序列數據，操縱電液伺服機構、電磁活門以及供駕駛艙顯示。8．FADEC系統(tǒng)大多采用ARINC429數據總線或ARINC629數據總線經EDIU（發(fā)動機數據接口組件）將飛機數據傳輸給EEC。發(fā)動機控制數據、狀態(tài)、故障信息亦由數據總線傳輸給飛機。9．EEC同FMC（飛行管理計算機）接口，允許駕駛員選用自動油門控制。10．數據輸入塞、識別塞可使E