航空发动机控制系统.ppt

航空发动机控制系统.ppt第8章发动机控制系统
概述
发动机控制系统的功用
燃油流量控制
根据发动机的不同状态,将清洁的,无蒸气的,经过增压的,计量好的燃油供给燃烧室
控制中要求
不能喘振;不能超温;不能超转;不能富油熄火;不能贫油熄火。为满足上述安全限制,燃油调节器应在这些限制之内工作。
放气活门VBV(Variable Bleed Valve)和导向叶片VSV(Variable Stator Vane)的控制。
(Turbine Clearance Control)的控制
发动机控制的内容和方法
推力控制
根据发动机的工作状态和飞机的飞行状态,计量供给然烧室的燃油,获得所需的推力。推力控制包括: 转速控制、压比控制、反推力控制。
过渡控制
过渡控制的目的是使发动机过度过程能迅速、稳定和可靠地进行。一般包括有: 起动、加速和减速过程的控制及压气机的防喘控制。
安全限制
安全限制的目的是保证发动机安全正常的工作。防止超温、超压、超转和超功率。安全限制系统只有当出现有超温、超压、超转和超功率是才起作用而工作。
发动机工作限制
在地面条件下工作时所受限制
最大转速
贫油熄火
涡轮前燃气总温的最高值
压气机喘振边界
在空中条件下工作时
高空低速时受燃烧室高空熄火的限制
因为高空空气稀薄,燃油雾化质量差,难以稳定燃烧
低空高速时受压气机超压限制
图10-1 发动机安全工作范围
基本概念
为了得到最有利的发动机工作状态,最好能同时调节尽可能多的工作参数
例如转速,涡轮前燃气总温,通过发动机的空气流量,燃烧室的余气系数等
但这要求在发动机上安装大量的传感器和调节器,从而使发动机的结构和使用变得很复杂
通常是尽可能将被控参数的数目减少,即只调节决定发动机工作状态的最基本的参数
控制相关概念
控制对象
被控制的技术对象称为控制对象,如发动机
控制器
控制对象以外的,为完成控制任务的机构的总合
控制系统
控制对象和控制器的总合称为控制系统
被控变量
能表征被控对象(发动机)的工作状态,又能被控制的变量称为被控变量。如发动机的转速
可控变量
能影响被控对象(发动机)的工作过程,用来改变被控变量大小的变量称为可控变量
对于涡喷发动机一般供油量为可控变量; 对于涡桨发动机,一般供油量和桨叶角为可控变量
干扰量
作用在被控对象或控制器上,能引起被控对象发生变化的外部作用量,如大气温度,大气压力(飞行高度,飞行马赫数),大气湿度等。
给定量
驾驶指令
发动机控制方案
根据外界条件(飞行高度和速度)或驾驶指令来改变可控变量,以保证发动机的被控变量不变或按预定规律变化,从而达到控制发动机推力的目的。
组成
发动机的控制系统由控制装置和被控对象组成,组成控制装置的主要元件有: 敏感元件,放大元件,执行元件,供油元件等。
闭环控制
闭环控制的应用
被控对象-------发动机
输出变量n(即控制器的输入量)
外界干扰量
控制器组成
敏感元件(即离心飞重)
感受发动机的实际转速
指令机构(即油门杆)
它通过传动臂,齿轮,齿套等来改变调准弹簧力,确定转速的给定值
放大元件(即分油活门)
分油活门的位置由离心飞重的轴向力与指令机构给定的调准弹簧力比较后的差值决定;
执行元件(即随动活塞)
它控制柱塞泵斜盘的角度,从而改变供油量
供油元件(即燃油泵)