CY7C1565V18-375BZC壓氣機(jī)穩(wěn)定性控制目的和方法.

如果壓氣機(jī)的工作狀態(tài)偏離設(shè)計狀態(tài)過多,就會發(fā)生氣流分離和空氣動力誘導(dǎo)的振動。這些現(xiàn)象通常是由下述兩種形式之一而引發(fā)的。轉(zhuǎn)子葉片可能因為空氣流相對葉片的迎角太高或者太低而失速。前者是前面的級在低速下發(fā)生的問題,而后者通常在高速下影響后面的級發(fā)生的問題,每一種都可以導(dǎo)致葉片振動。如果失速的葉片過多,就出現(xiàn)了發(fā)動機(jī)喘振。壓氣機(jī)的設(shè)計要留有足夠的喘振裕度,即壓氣機(jī)工作線與喘振線之間有一定的距離,以避免進(jìn)人喘振區(qū)。不過,喘振線和工作線的位置隨許多因素變化,它們都不是固定的。

壓氣機(jī)空氣流量控制,也可以說壓氣機(jī)防喘措施主要采用中間級放氣,壓氣機(jī)靜子葉片可調(diào)和采用多轉(zhuǎn)子,即通過在非設(shè)計狀態(tài)下,改變速度三角形的絕對速度的軸向分量、絕對速度的切向分量和圓周速度,從而使氣流相對速度對轉(zhuǎn)子葉片的迎角同設(shè)計狀態(tài)相近,避免葉片失速。

發(fā)動機(jī)喘振常出現(xiàn)的階段有啟動、加速、減速和反推。對于雙轉(zhuǎn)子軸流式壓氣機(jī),加速時高壓轉(zhuǎn)子容易進(jìn)人喘振區(qū);減速時低壓轉(zhuǎn)子容易進(jìn)入喘振區(qū),這是因為高壓轉(zhuǎn)子比低壓轉(zhuǎn)子輕,狀態(tài)變化時,響應(yīng)比低壓轉(zhuǎn)子快。

放氣活門和可調(diào)靜子葉片,放氣活門打開放掉一部分壓氣機(jī)中間級,或低壓壓氣機(jī)后高壓壓氣機(jī)前的空氣。這一般在低功率和迅速減速時,一旦脫離喘振區(qū),放氣活門關(guān)閉�；铋T關(guān)閉過早或過晚均不利,關(guān)閉過早發(fā)動機(jī)沒有脫離喘振范圍,仍可能喘振;關(guān)閉過晚,放掉空氣,造成浪費。關(guān)閉轉(zhuǎn)速還受大氣溫度變化,大氣溫度高,關(guān)閉轉(zhuǎn)速應(yīng)增大。

現(xiàn)代渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)上采用的可調(diào)放氣活門(ⅤBV)和可調(diào)靜子葉片(VSⅤ),它們有控制部件、作動部件和反饋部件�？刂撇考O(jiān)視發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)的氣流狀況發(fā)出控制信號到作動器�？刂撇考捎梢簤簷C(jī)械的或電子的進(jìn)行計算。反饋部件是機(jī)械的推一拉鋼索或者電的位置傳感器,如LVDT(線形可變差動變壓器)、RⅤDT(旋轉(zhuǎn)可變差動變壓器)。反饋部件傳送ⅤSⅤ,VBⅤ實際位置信號到控制部件。

ⅤBV活門的開度是可變的,根據(jù)發(fā)動機(jī)狀態(tài)參數(shù)計算決定開、關(guān)和開度大小�；铋T位置在液壓機(jī)械的控制器(如B737-300飛機(jī)上CFM56-3發(fā)動機(jī)的MEC)依據(jù)n2和CIT(高壓壓氣機(jī)進(jìn)口溫度)計算。根據(jù)反推位置修正。在裝FADEC的發(fā)動機(jī)上(如B737-700飛機(jī)上CFM56-7發(fā)動機(jī)的ECU)接受而2、屁1、推力桿角度,ⅤsⅤ位置進(jìn)行計算。其他機(jī)型還有更多信號(如屁1、r12、p“、馬赫數(shù))參與計算。然后,燃油壓力通到作動器或齒輪馬達(dá)帶動主門(B737),主門經(jīng)同步軸帶動其他放氣活門一起開、關(guān),將低壓壓氣機(jī)后高壓壓氣機(jī)前的部分空氣放人外涵道。放氣活門的實際位置通過反饋鋼索(液壓機(jī)械控制)或傳感器(ECU控制)傳回控制器與要求位置做比較。

有的機(jī)型上采用環(huán)狀放氣活門或放氣帶,這使設(shè)計變得簡單。兩個作動器(如V2500發(fā)動機(jī))在風(fēng)扇框架的每一邊,經(jīng)由作動桿移動活門環(huán)。當(dāng)作動器推環(huán)向前時,活門打開部分空氣從低壓壓氣機(jī)的最后一級流出進(jìn)人風(fēng)扇排氣通道。當(dāng)作動器拉作動器桿向后時,活門關(guān)閉。同樣,這種增壓器放氣活門能夠在全關(guān)和全開之間任何位置移動。

可調(diào)靜子葉片(VsⅤ)是將高壓壓氣機(jī)的進(jìn)口導(dǎo)向葉片和前幾級靜子葉片做成可調(diào)的,當(dāng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速從其設(shè)計值往下降低時,靜子葉片角度逐漸關(guān)小,以使空氣流到后面的轉(zhuǎn)子葉片上的角度合適。當(dāng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速增加時,靜子葉片角度逐漸開大�？烧{(diào)靜子葉片的轉(zhuǎn)角同樣根據(jù)發(fā)動機(jī)參數(shù)計算,其輸出燃油壓力控制作動器的移動,再通過搖臂組件、主桿、連桿等傳到作動環(huán),作動環(huán)使連到它上面的所有葉片同時轉(zhuǎn)角。葉片實際位置通過反饋鋼索(液壓機(jī)械控制)或傳感器(FADEC控制)傳回控制器與要求位置比較。

保證反饋鋼索準(zhǔn)確傳送防喘機(jī)構(gòu)的實際位置是非常必要的。反饋鋼索需要定期的或結(jié)合故障查找進(jìn)行檢查和調(diào)整。按照維護(hù)手冊的程序進(jìn)行如行程檢查、阻力檢查和校裝。在ECU控制的發(fā)動機(jī)上,CDU(控制顯示組件)能夠示出位置傳感器(LⅤDT,RⅤDT)的數(shù)據(jù),便于查詢和排除故障。

由于ⅤSⅤ和ⅤBV的目的是一致的,防止壓氣機(jī)失速導(dǎo)致發(fā)動機(jī)喘振。因此,二者工作必須協(xié)調(diào),即對應(yīng)每一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速有ⅤsⅤ和VBⅤ的相應(yīng)位置。ⅤsⅤ在關(guān)位(卩角小),VBⅤ在開位。

壓氣機(jī)喘振的探測目前主要是依據(jù)壓氣機(jī)出口壓力的下降率或轉(zhuǎn)子的減速率來判斷。一旦探測出發(fā)生喘振,控制自動打開放氣活門,可調(diào)靜子葉片在關(guān)的方向上再調(diào)幾度,瞬時減少供油,提供高能點火以防止燃燒室熄火,力圖使其從喘振狀態(tài)恢復(fù)過來。

高壓壓氣機(jī)放氣活門,通常裝在高壓壓氣機(jī)的中間級和靠后級,也有不同的名稱,有的叫啟動放氣活門,有的叫瞬時放氣活門,目的是防喘。它們有的是由放氣活門控制器氣動操作的活門,例如活門可由彈簧力打開,如果該級的空氣壓力足夠高克服彈簧力,活門關(guān)閉。也有的放氣活門是電控經(jīng)電磁活門氣動操作的,在壓氣機(jī)可能喘振的任何時候,ECU控制活門打開。ECU接受轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,飛機(jī)高度和反推信息計算何時打開和關(guān)閉高壓壓氣機(jī)放氣活門。為打開高壓壓氣機(jī)放氣活門,ECU通電各自的電磁活門。例如,加速期間電磁活門通電,壓氣機(jī)最后一級空

氣壓力到達(dá)放氣活門推活門打開,放掉部分空氣,防止喘振。當(dāng)發(fā)動機(jī)到達(dá)安全轉(zhuǎn)速.

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