第十一章--航空发动机数据系统PPT课件

润滑油的种类有矿物基的滑油，即从石油中提炼的；有从动物、植物提炼的；有带添加剂的 燃气涡轮发动机使用合成滑油，即从动物、植物、矿物基滑油提炼人工合成的
不易沉淀而且高温下不易蒸发
不管溅到什么地方，都可能产生气泡和掉漆 它不能同矿物基滑油混合，而且生产厂要求不同等级，型号的滑油不要混合 合成滑油有填加剂，易被皮肤吸收，有高毒性，应避免长时间暴露和接触皮肤
图11-11 单路正向循环式滑油系统
⑴ 单回路正向循环式滑油系统 将滑油散热器安装在回油路上的滑油系统 这时油箱中的滑油温度较低，称为冷油箱
单回路反向循环式滑油系统 将热交换器安装在供油路上的滑油系统 这时油箱中的滑油温度较高，称为热油箱 特点 用于润滑和冷却的滑油全部返回滑油箱 散热器安装在供油路上 滑油中的气体少，便于传热，散热器的尺寸小 供油压力由调压活门保持为一恒定值。系统具有较好的工作性能和高空性能。 目前民用航空发动机的滑油系统多为单回路全流式反向循环系统 CFM56-3、RB211-535和V2500涡扇发动机
增压泵后有调压活门
图11-3 齿轮泵
11.2.3 滑油滤 油滤的功用 过滤滑油中的微粒，使供应到轴承处的滑油是清洁干净的。 油滤的分类 网状油滤，杯型油滤和螺纹式油滤，蓖齿型油滤四种。 油滤的标尺 微米或数目（数目目是1平方英寸网眼的数目） 主滑油滤的组成 由壳体，滤芯，旁路活门，单向活门和压差电门组成 1、滤芯 过滤滑油
在滑油滤进、出口之间有旁路活门 当滤芯堵塞而使油滤进、出口压差达到一定数值时，旁路活门打开,滑油不通过油滤，直接供应到轴承处 因为供应不清洁的滑油比不供应滑油要好得多 与此同时，滑油压差电门接通，警告灯亮，表明油滤堵塞，应清洗油滤 但这时不做维修，发动机仍能正常工作
在油滤出口处，还装一个单向活门 在发动机停车不工作时，在弹簧力的作用下，此活门关闭，堵住出口,防止滑油箱中的滑油在重力的作用下，流入发动机的轴承处，造成油箱缺油 发动机工作时，油泵输出滑油，此活门打开 滑油滤安装在增压泵之后，故又称为高压油滤

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
液压机械式控制器
作为主控制器负责发动机的完全控制，包括启动、加速、减 速控制，转速控制
发动机电子控制
具有监督能力，对推力（功率）进行精确控制，并对发动机 重要工作参数进行安全限制
由于电子控制便于同飞机接口，易于推力管理，状态监视， 以及信号显示和数据储存
EEC应用
JT9D-7R4、RB211-535E4、CFM56-3、CT7等发动机
qm, f A 2p
粗油滤和细油滤、计量活门、压力调节活门、最小压力 和切断活门、风车旁路和停车活门、自动储备推力和环
境压力伺服等部件。
计算系统
功用
感受各种参数，在发动机所有工作阶段控制计量部分的 输出
感受参数有发动机转速，压气机出口总压，压气机出口 总温，压气机进口总温，油门杆角度等
加热燃油，同时冷却滑油
燃油喷嘴: 雾化燃油，分为雾化型（双路离心式喷嘴）、气 动式和蒸发型等
增压/泄油活门(PD活门)
增压活门
在供油压力大于预定值时打开（一般在慢车之前），停车时 和低转速时关闭。工作时增压使燃油在预定压力下流入燃油 总管，控制到副油路的燃油流量，起到分配活门的作用;
目前民航发动机上用的最多的是渐开线直齿外啮合齿轮泵和 轴向倾斜式变量柱塞泵以及旋板泵和离心泵。
齿轮泵(容积式泵)
定量泵，工作容积不可调。流量和转速有一一对应 关系

环节相串联的框图。图中燃油泵作为一个
环节，输出量为供油量Wf，输入量为发
动机转速n（由于泵的转速与发动机转速
之比一定，故常用n来代表）及油泵调节
机构位置m。
带传动燃油泵的
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基本发动机框图
❖ 考虑燃油延误时的动态方程
在推导基本发动机动态方程时，假设（6）曾忽略了燃油室 内的燃烧过程的时间滞后。实际上，燃料供给和燃料吸热、 汽化、氧化、放热以及燃气温度上升到稳定值，这整个过程 是需要一定时间来完成的，通常把这段时间称为燃烧延误时 间，用т表示，т在0.05~0.2s范围内变化，其值一般由试验 测定。燃烧延误会影响发动机的动态特性，有时甚至会使发 动机控制系统的工作产生不稳定现象。因此，在对发动机的 动态特性作精确分析时应予考虑。
考虑燃烧延误和基本
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发动机结构图
线性模型的建立
❖ 上述基本发动机动态方程的推导方法，只适用于求取以供油
量作为输入，转速作为输出的动态方程。动态方程系数TT和KT 的估算不方便。在生产和科学研究实际中，动态参数的估算，
往往不是从发动机剩余扭矩偏导数进行计算，而是根据发动机
压气机特性、涡轮特性、设计点发动机热力参数，以及发动机
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基本发动机简图
❖ 基本假设 由于发动机内部的气动热力过程比较复杂，为了简化发动
机数学模型的推导，特作以下假设。 （1）只考虑发动机转子惯性对发动机动态特性的影响，忽略 热惯性和部件通道容积动力学的影响； （2）只研究发动机在其稳态点附近的小偏离运动，并认为动 态过程部件效率及总压损失系数保持不变； （3）涡轮导向器及尾喷口都处于临界以上状态工作； （4）飞行条件不变; （5）燃油泵不由发动机带动； （6）忽略燃烧延误及燃气与空气流量的差别。

11.3航空燃气涡轮发动机的性能本节主要介绍：¾发动机的推力及其影响因素¾发动机的经济性¾发动机的加速性¾发动机的常用工作状态1、推力的表征参数：―风扇转速N1，如CFM56，GE90―EPR（Engine Pressure Ratio），如V2500，PW4000发动机外涵EPR=P 5*Ⅱ/P 1*1、推力的表征参数：―EPR（Engine Pressure Ratio），如V2500，PW4000发动机转速nn↑ ,R↑、sfc↓发动机转速对推力和燃油消耗率的影响燃油消耗率推力R SFCn 慢车n 最大转速n2、推力的影响因素：飞行马赫数M飞行M数对推力的影响R1.0Y=012M2、推力的影响因素：大气压力P 00P PR R=大气湿度湿度增加，推力降低大气温度T 0200⎟⎠⎞⎜⎝⎛=T T R R 00T T sfc sfc =2、推力的影响因素：2、推力的影响因素：2、推力的影响因素：飞行高度H飞行高度对推力和燃油消耗率的影响SFC R (米）2，0006，00000010，14，000 0.2 0.6 1.0燃油消耗率相对值推力相对值飞行高度H11.3.2 发动机的经济性发动机的经济性指标：—从发动机耗油的角度－－耗油率—从能量转换的角度－－总效率总效率燃料的化学能发动机气流的动力增量飞机的推进功发动机的有效效率（热效率）定义：气流的动能增量与加入的燃料的理论放热量之比意义描述了发动机将热能转换成气体动能增量过程中能量的损失，评定了作为热机的经济性。

目前：一般为25～40％。

推进效率定义：发动机的推进力与速度的乘积和气流动力增量的比值意义：描述了发动机将气体动能增量转变成飞机推进功过程中能量损失的大小，评定了发动机作为推进器的经济性。

总η 定义：推进功与理论放热量之比意义：热能转变成机械功过程中总的能量损失大小用来衡量发动机作为动力装置的经济性。

? 1、 粘度:
?粘度是流体反抗切向力的能力。 ?在滑油系统中用60cm3的滑油在一定的温度下,流过一个已
精确标定的小孔所需要的以秒为单位的时间 ?这实际上是测量滑油的流动阻力，因为流动阻力越大， 则流过小孔所需的时间越长。
?同种滑油粘性系数的高低主要受滑油温度的影响 ?温度高，则粘度低。温度低，则粘度高 ?好的滑油要求其粘性随温度的变化愈小愈好（原因）
?一般用铝合金钣或钢钣焊接而成，通常安装在发动机 上
? 湿槽式
?如果滑油存在于发动机内集油槽或集油池中
滑油箱要求
? 1、膨胀空间
?滑油箱应留有一定的膨胀空间 ?这是因为使用过的滑油温度高，体积有一定的膨胀 ?流动过程中会产生一些泡沫，亦使滑油体积变大 ?膨胀空间的大小：根据美国联邦航空局(FAA) 的规定 为0.5加仑或滑油箱容积的10％，二者中较大的那个数 字
? 滑油滤安装在增压泵之后，故又称为高压油滤
11.2.4 滑油／燃油热交换器
滑油／燃油热交换器的功用
? 冷却滑油，加热燃油
空气／滑油散热器
? 用冲压空气来冷却滑油
滑油／燃油热交换器组成
? 壳体，蜂巢管，旁通活门，滑油温度传感器等部件
?蜂巢管 ?蜂巢管内流动燃油，外部流动滑油,进行热交换 ?为了更好地进行热交换，设有隔板，迫使滑油上下流 动
? 增压泵后有调压活门
?保证在各种状态下滑油压力一定 ?也就是控制供往各润滑部位的滑油压力，防止因滑油压力
过高可能导致滑油系统渗漏和损坏系统中的某些部件
图11-3 齿轮泵
11.2.3 滑油滤
油滤的功用
? 过滤滑油中的微粒，使供应到轴承处的滑油是清洁 干净的。
油滤的分类
? 网状油滤，杯型油滤和螺纹式油滤，蓖齿型油滤四 种。

41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
航空发动机概述解析
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联