发动机电子控制系统.ppt
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1、发动机电子控制系统发动机电子控制系统1.1.对电子控制的要求对电子控制的要求对于发动机控制需要测量和调节的参数越来越多,控对于发动机控制需要测量和调节的参数越来越多,控制回路不断增加。制回路不断增加。如:涡轮导向器面积调节、涡轮间如:涡轮导向器面积调节、涡轮间隙主动控制等。隙主动控制等。变循环发动机要同时调节风扇、压气机、涡轮、内外变循环发动机要同时调节风扇、压气机、涡轮、内外涵喷管等几个几何形状;这些变量互相关联、互相影涵喷管等几个几何形状;这些变量互相关联、互相影响,必须协调控制。响,必须协调控制。为了提高飞机、发动机的性能,对发动机控制的精度为了提高飞机、发动机的性能,对发动机控制的精度
2、要求越来越高,而且,随着发动机控制和飞机系统间要求越来越高,而且,随着发动机控制和飞机系统间关系的增加以及控制、诊断、显示功能的扩充,飞机关系的增加以及控制、诊断、显示功能的扩充,飞机发动机一体化控制的水平要求不断提高。发动机一体化控制的水平要求不断提高。从从19541954年英国研制用于年英国研制用于J47J47发动机的模拟式电子控制发动机的模拟式电子控制系统,到系统,到19761976年协和号超音速民航客机的奥利巴斯年协和号超音速民航客机的奥利巴斯593593涡喷发动机上采用的全电调节器,都是模拟的。涡喷发动机上采用的全电调节器,都是模拟的。20 20 世纪世纪7070年代,由于数字电子技
3、术的迅速发展,超年代,由于数字电子技术的迅速发展,超大规模集成电路和微处理器的出现,为发动机数字电大规模集成电路和微处理器的出现,为发动机数字电子控制奠定了基础。子控制奠定了基础。2.2.电子控制系统的组成和分类电子控制系统的组成和分类电子控制系统的组成:输入部分、计算部分和输出部分。输入部分:接受各种传感器输入信号。对输入信号要进行处理,需要证实和选择逻辑,以消除故障传感器的错误信号。计算部分:储存控制方案、设计程序,接受各种信号,通过中央处理计算机得出对应当时条件及要求的飞行状态下发动机需要的燃油量和各部分最近工作时应有的位置。输出部分:是一些作动器,接受计算机部分来得信号,输出各种有管参
4、数。现代飞机的发动机电子控制系统分类:现代飞机的发动机电子控制系统分类:监控型控制监控型控制全功能数字控制全功能数字控制监控型控制监控型控制(Supervising Contronl)(Supervising Contronl):发动机控制的发动机控制的主要功能仍由液压机械式控制器完成。如:转速、起主要功能仍由液压机械式控制器完成。如:转速、起动、加速、减速控制等。动、加速、减速控制等。EECEEC的主要作用是监控和限制,保证精确地推力控制,的主要作用是监控和限制,保证精确地推力控制,同时不要超出发动机的工作限制。同时不要超出发动机的工作限制。全功能数字控制全功能数字控制(Full Autho
5、rity Digial Electronic(Full Authority Digial Electronic Cotronl,FADEC)Cotronl,FADEC),在在FADECFADEC系统中,液压机械装置只系统中,液压机械装置只保留作为执行机构,在有的机型上作为电子控制的备保留作为执行机构,在有的机型上作为电子控制的备份控制。份控制。3.3.监控型电子控制监控型电子控制发动机电子控制器发动机电子控制器(EEC)(EEC)或功率管理控制器或功率管理控制器(PMC)(PMC)例如:例如:B767/A310/B757/B733B767/A310/B757/B733JT9D-7R4 JT9D
6、-7R4 采用采用EECEEC与液压机械式调节器与液压机械式调节器FCUFCU共同个工作;共同个工作;CF6-80C2 CF6-80C2 采用采用PMCPMC与液压机械式调节器与液压机械式调节器MECMEC共同工作;共同工作;RB211-535E4 RB211-535E4 采用采用EECEEC与液压机械式调节器与液压机械式调节器FFGFFG共同工作;共同工作;CFM56-3 CFM56-3 采用采用PMCPMC与液压机械式调节器与液压机械式调节器MECMEC共同工作。共同工作。以上几类发动机电子控制中,液压机械式调节器仍然保留以上几类发动机电子控制中,液压机械式调节器仍然保留主要的控制功能,电
7、子控制装置起辅助作用,精确地保持主要的控制功能,电子控制装置起辅助作用,精确地保持推理目标值,并视发动机参数不超出工作极限。推理目标值,并视发动机参数不超出工作极限。优点:优点:在最大起飞和反推功率状态,油门调定位置与环境在最大起飞和反推功率状态,油门调定位置与环境温度和大气压力无关,总接近与极限工作;温度和大气压力无关,总接近与极限工作;油门给定和实际推力之间总呈精确地线性关系;油门给定和实际推力之间总呈精确地线性关系;当所有的发动机油门杆排成一线时,实际推力给定当所有的发动机油门杆排成一线时,实际推力给定参数值是相同的;参数值是相同的;改善了到达红线限制之前的排气温度和转速限制;改善了到达
8、红线限制之前的排气温度和转速限制;直接控制推力给定参数,在起飞期间,推力参数保直接控制推力给定参数,在起飞期间,推力参数保持不变;瞬态工作期间,排气温度峰值减小;持不变;瞬态工作期间,排气温度峰值减小;发动机部件可进行自动监控和故障诊断;发动机部件可进行自动监控和故障诊断;可减轻驾驶员的工作负担。可减轻驾驶员的工作负担。EECEEC有微调功能,能保持精确地推力控制及工作参数有微调功能,能保持精确地推力控制及工作参数不超限,因此,不超限,因此,EECEEC的工作范围是有限的,即对推力的工作范围是有限的,即对推力做有限的控制。做有限的控制。监控控制是指发动机的主要功能仍由液压机械式控制监控控制是指
9、发动机的主要功能仍由液压机械式控制器完成。如转速控制、启动、加速和减速控制等。器完成。如转速控制、启动、加速和减速控制等。发动机电子控制器发动机电子控制器(EEC)(EEC)辅助于液压机械式控制器,其辅助于液压机械式控制器,其主要作用是保证精确的推力控制,便于推力管理,同主要作用是保证精确的推力控制,便于推力管理,同时不超出发动机的安全限制时不超出发动机的安全限制;方便与飞机的接口方便与飞机的接口;故障诊故障诊断断;参数显示参数显示;事件记录等功能。事件记录等功能。电子控制器若有故障,可退出工作,驾驶员按一下按电子控制器若有故障,可退出工作,驾驶员按一下按钮即可。钮即可。民航一些干线飞机和直升
10、机采用着这种型式的控制器,民航一些干线飞机和直升机采用着这种型式的控制器,如如JT9D-7R4JT9D-7R4、RB211-535E4RB211-535E4、CFM56-3CFM56-3、V2500V2500等发动机。等发动机。Your Topic Goes HereYour Topic Goes HereYOUR SUBTOPICS GO HEREYOUR SUBTOPICS GO HERECFM56-3CFM56-31.1.概述概述常用于常用于B737-300B737-300飞机,燃油系统除给发动机燃烧室飞机,燃油系统除给发动机燃烧室供油外,还用于发动机空气系统的液压控制和发动机供油外,还
11、用于发动机空气系统的液压控制和发动机滑油冷却。燃油输送系统包括主燃油泵、燃油总管、滑油冷却。燃油输送系统包括主燃油泵、燃油总管、油滤、伺服燃油加热器、发动机主控制器、燃油滤、伺服燃油加热器、发动机主控制器、燃/滑油热滑油热交换器、燃油流量计和燃油喷嘴等。交换器、燃油流量计和燃油喷嘴等。燃油控制系统计划发动机正确工作所需要的燃油量和燃油控制系统计划发动机正确工作所需要的燃油量和供应空气系统控制所需的液压压力。发动机主控制器供应空气系统控制所需的液压压力。发动机主控制器(MEC)(MEC)响应推理输入,调节核心发动机转速响应推理输入,调节核心发动机转速(N2)(N2),并,并有发动机控制变量修正。
12、有发动机控制变量修正。MECMEC通过作动器自动调节通过作动器自动调节VSVVSV、VBVVBV和和HPTHPT。2.2.控制系统组成控制系统组成CFM56-3CFM56-3发动机是一种较先进的涡轮风扇发动机。发动机是一种较先进的涡轮风扇发动机。该发动机采用高涵道比、双转子的设计方式。同时它该发动机采用高涵道比、双转子的设计方式。同时它的转速控制方式采用既不同于传统的机械液压的控制的转速控制方式采用既不同于传统的机械液压的控制 ,也有别于现在普遍采用的全权限数字电子控制也有别于现在普遍采用的全权限数字电子控制(FADEC),(FADEC),而是介于二者之间的一种过渡控制模式。而是介于二者之间的
13、一种过渡控制模式。主发动机控制器主发动机控制器MECMEC(液压机械部件液压机械部件)控制核心机转速控制核心机转速 n nH H(或以或以N2 N2 为被控参数为被控参数););功率管理控制器功率管理控制器PMCPMC(电气部件电气部件)控制发动机推力控制发动机推力 n nL L转转速速(或以或以N1 N1 为被控参数为被控参数)的双重控制模式。的双重控制模式。CFM56-3MECPMC主控主控nH或或N2液压机械部件液压机械部件主控主控nL或或N1电气部件电气部件T2TICVBVVSVHPTACC转速表发电机转速表发电机风扇转速传感器风扇转速传感器T12 Ps12控控制制系系统统组组成成发动
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