飞机发动机风扇转速.doc

又称为风扇转速)称为N1转速,这两个转子之间相互独立,Nl和N2没有一个固定的对应关系,它们之间的关系完全是建立在涡轮和压气机功率分配及各自负载大小的基础上。由于CF惦6—3是在80年代设计成功并投入使用的一种发动机,因此其转速控制方式既不同于早期传统的全机械液压控制,也有别于当今普遍采用的全权限数字电子控制(又称FADEC控制),它的转速控制采用两个控制器分别来完成,在控制高压转予转速时采用的是机械液的控制方式,即采用一个机械液压控制装置一主发动机控制器(俗称MEC)来进行控制;在控制低压转子转速时采用一个电子控制装置一功率管理控制器(俗称PMC)来进行控制,刘它的转速控制是采用机械液压控制和电子控制相结合的一种控制方式”。。cFM56—3发动机是一种高涵道比的涡轮风扇发动机,在海平面标准大气静态起飞条件下,,气流通过风扇产生的推力占整个发动机推力的大约80%以上,因此在飞机上就采用N1转速来指示发动机推力,发动机推力的控制也是以精确控制N1转速的方式来实现的,即功率管理控制器(PMC)通过控制N1转速柬实现的。功率管理控制器(PMC)除了能够精确控制N1转速外,它不参与发动机其它系统的控制。而主发动机控制器(MEC)不仅用于控制发动机N2转速,它还需要对发动机其它控制系统进行控制。在两个控制器同时控制发动机时,功率管理控制器在一定程度上具有优先权以便获得较为精确的推力,但在功率管理控制器失效或不工作时,主发动机控制器控制在大多数情况能够保证发动机获得足够的推力,但这时不能获得需要的精确推力。--3发动机两个控制器中,从某种意义上说,主发动机控制器(MEC)是其主要的控制装置,它能够完成发动机绝大部分的控制功能,下面就针对主发动机控制器控制功能进行分析。,完成发动机的主要控制功能,它内部山弹簧、凸轮、杠杆、齿轮、膜盒、分油活门等一系列的机械液压结构组成,内部结构极其复杂,深入研究其内部物理结构对于帮助发动机的排故T作没有实际价值,因此本文仅从系统组成及控制功能上对其进行探讨。图2--2是MEC组成的方块图:图2—2MEC组成方块图MEC作为一个控制组件,从控制功能上讲,可分为五个控制部分:核心机转速(N2)调节系统(SpeedGoverning)、燃油限制系统(FuelLimiring)、高压涡轮主动间隙控制系统()、可调静子叶片(VSV)控制系统、可调放气活门控制(VBV)系统,见图2—3。核心机转速(N2)调节系统用于N2转速的控制,使发动机根据一定的飞行员指令获得一定的N2转速,保持发动机正常、稳定地工作。燃油限制系统提供发动机加、减速过程的保护,它通过限制发动机加、减速过程的油气比,防止发动机在加、减速过程中出现熄火、超温和喘振以及其它不正常工作,同时保证发燃油控制系统转速调节系统(FuelLimiting)(SpeedGoverning)高压涡轮间隙控制系统()可调静子叶片控制系统可调放气活门控制系统(vsv)(VBV)图2—3MEC控制系统组成动机具有良好的加、减速性。高压涡轮主动制隙控制系统用于控制高压涡轮叶片叶尖和高压涡轮衬环之间的间隙,使该间隙在发动机所有工作条件下处于最优的工作状态,从而在保证安全的情况下提高EGT裕度,延长发动机在翼时间’,减小燃油消耗率,降低发动机使用成本,从而获得最佳的经济性能。可调静子叶片控制系统控制高压压气机前几级静子叶片的角度,以控制进入高压压气机转子叶片的气流进气攻角和控制进入高压压气机的空气流量,从而改善高压压气机工作的稳定性,防止高压压气失速或喘振。可调放气活门控制系统用于控制从内涵排入到外涵的空气流量,以改善低压压气机的工作稳定,防止低压压气失速或喘振,而且能够获得必要的发动机推力。,MEC内部的五个主要的控制系统中,除了高压涡轮间隙控制系统采用的是开环控制以外,其它系统的控制都是采用的闭环控制。闭环控制系统的结构简图如图2—4”’。该闭环系统的控制原理是:需要控制的受控对象的被控量,被控量经测量后反馈到控制器中的比较器,比较器将反馈信号同指令信号进行比较后获得偏差信号,该偏差信号经放大后到执行元件去操纵受控对象使被控量按预定的规律变化,力图去消除偏差。也称这种控制方式为按偏差调节。把被控量反馈到输入端与指令信号比较后又参与控制的系统为反馈控制系统。指令信号与被控量相减为负反馈;相加则为正反馈。闭环控制是发动机控制+EGT裕度也是影响发动机在翼时间的主要刚素之一9系统中图2—4闭环控制系统结构简图闭环控制有三大特点:信号按箭头传递是封闭的;负反馈;按偏差控制。它的