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航空发动机燃油计量装置

/aero-engine fuel metering unit/
最后更新 2023-02-02
浏览 226
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根据电子控制器指令精确计量送入发动机燃烧室(含加力燃烧室)燃油量的装置。是航空发动机控制系统的核心功能部件。

英文名称
aero-engine fuel metering unit
简称
所属学科
航空宇航科学与技术

航空发动机燃油计量装置主要随着航空发动机控制系统发展。20世纪70年代后,燃油计量装置从液压机械式逐渐发展为电子-液压式。

电子-液压式装置由油滤、活门类元件、电液转换元件、电气反馈元件等组成。各组件集成于壳体形成整体,安装于发动机附件机匣上。活门类元件主要包括压差活门和计量活门。

图1 航空发动机燃油计量装置示意图图1 航空发动机燃油计量装置示意图

航空发动机燃油计量装置根据航空发动机电子控制器输出的指令,通过电液转换装置(电液伺服阀、高速电磁阀、力矩马达等)或机电转换装置(电机)控制计量活门移动,进而改变计量型孔面积,并通过位移传感器(如线性可变差动变压器LVDT)将计量活门位置信息反馈给电子控制器,实现计量活门的位置闭环控制。在具有备份控制功能的燃油计量装置中,当转换电磁阀接收到电子控制器发出的转换信号后,控制转换活门移动到备份控制位置,切断主控电液伺服阀与计量活门的控制油路,同时接通备份电液伺服阀与计量活门的控制油路,此时,计量活门的位置由备份电液伺服阀控制。

压差活门用于保证计量活门前后的压差恒定,使计量的流量与计量活门型孔的开度具有一一对应关系,从而实现对计量燃油流量的精确控制。压差活门分为等压差回油式、等压差节流式和等压差控制式。等压差回油式燃油计量装置主要依靠压差活门调节回油窗口开度,将燃油泵输出多余流量送回至泵进口来实现等压差的作用;等压差节流式燃油计量装置主要依靠压差活门调节节流窗口开度,改变离心泵的输出流量,从而实现计量活门前后等压差的作用;等压差控制式燃油计量装置主要依靠压差活门控制进、出随动活塞腔燃油的型孔开度,改变柱塞泵的斜盘角度,从而改变柱塞泵的输出流量,达到稳定计量活门前后压差的目的。

图2 等压差回油式燃油计量装置原理示意图图2 等压差回油式燃油计量装置原理示意图

图3 等压差节流式燃油计量装置原理示意图图3 等压差节流式燃油计量装置原理示意图

图4 等压差控制式燃油计量装置原理示意图图4 等压差控制式燃油计量装置原理示意图

航空发动机燃油计量装置的技术指标主要有计量流量范围、计量精度和计量活门全程动作时间。根据应用场景的不同燃油计量最大流量跨度从每小时几百千克到每小时几万千克不等;燃油计量精度一般优于5%;计量活门全程动作时间一般不超过1.5秒。

燃油计量装置主要功能是对燃油的精确计量,还兼具有防喘、消喘、放气、切油、停车、最小压力保持等,应用于发动机主燃烧室、加力燃烧室及辅助动力装置的燃油控制。

随着航空发动机向主动控制、智能控制、分布式控制的发展,燃油计量装置也将向高精度轻重量集成化和智能化方向发展。

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