网站首页  词典首页

标题	气动调压式民用航空发动机试车台燃油系统设计
范文	肖连勇 陈志龙 常诚 摘要：为满足民用航空发动机科研试验对燃油系统调压、系统压力波动小的要求，提出了气动调压式燃油系统设计方案。本文给出了气动调压原理，论述了系统设计时调压油箱压力波动和系统供油压力的计算方法，给出了典型的气动调压式系统设计方案和主要部件，对于保障民用航空发动机科研试车，提高系统安全性、测量精度等具有重要意义。 Abstract： In order to meet the requirements of the civil aviation engine scientific research experiment on the pressure regulation of the fuel system and the small system pressure fluctuation， a design scheme of the pneumatic pressure regulating fuel system is proposed. In this paper， the principle of aerodynamic pressure regulation is given. The calculation method of pressure fluctuation of fuel tank and system oil supply pressure during system design is discussed. The design scheme and main components of a typical pneumatic pressure regulating system are given. It is of great significance for ensuring the civil aviation engine scientific research and testing， improving system safety and measuring accuracy. 關键词：民用航空发动机；试车台；气动调压；燃油系统；设计 Key words： civil aviation aircraft engine；test cell facility；pneumatic pressure regulation；fuel system；design 中图分类号：V263.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）19-0169-04 0 引言 航空发动机试车台燃油系统是试车台工艺系统的重要组成部分，用于为在试发动机提供所需压力和流量的持续不间断的燃油供应，一般具有调压、稳压、泄压、过滤、计量、除水、放气等功能。 目前国内试车台燃油系统大部分是按照GB50454航空发动机试车台设计规范要求建造，且均为军用航空发动机试车台。系统只具有简单的过滤、计量、油泵增压功能，发动机用油量波动时系统供油压力波动大，无法实现实时调压功能。为满足民用航空发动机科研试验的要求，研制具有调压功能、系统压力波动小的试车台燃油系统具有重要意义。 1 气动调压原理 气动调压装置一般包括调压油箱、气压调节阀、液位计、油箱进油阀门、油箱出油阀门等。工作原理是，调压油箱内燃油的上部填充设定压力的压缩空气，调压油箱内的燃油经过压缩空气增压后通过系统管道输送到发动机燃油泵入口处。这样，通过调节储油罐内压缩空气压力的设定值，就可以改变系统输送到发动机燃油泵入口处的压力。 为实现油箱内压缩空气可调，需要处理好调压油箱内液位控制和压缩空气压力控制的关系： ①调压油箱的液位控制。调压油箱应设置液位传感器以感知箱内的液位。箱内液位与油箱进油阀门的开度相关联，通过控制进油阀门开度，确保调压油箱内的液位在设定范围内。 ②调压油箱内的压缩空气压力控制。调压油箱应设置压缩空气调压组件。通过压缩空气调压组件补充和释放箱内的压缩空气，确保箱内的压力为设定值。 因此，实现系统调压功能，必须确保调压油箱内的油箱液位、压缩空气压力可控。 2 系统设计 2.1 调压油箱的压力波动计算 调压油箱内的压缩空气压力波动和液面高度波动均会引起调压油箱供油压力的波动。当调压油箱的进油量流量Vfuel-in与出油流量（即发动机的燃油消耗量）Vfuel-out不一致时，会引起调压油箱内的燃油液位变化。箱内燃油液位变化后，箱内燃油液面上部压缩空气的需要通过气压调压阀补充Vair-in（对应燃油液压下降时）或释放Vair-out（对应燃油液位上升时）部分空气，以维持箱内的压缩空气压力不变，从而确保系统的供油压力稳定。当调压油箱内压缩空气的变化与燃油流量变化不匹配时，就会导致调压油箱内压缩空气的压力变化，进而引起系统的供油压力变化。 调压油箱内压缩空气的变化可以通过式（1）表示，调压油箱液位变化h高度时，箱内的空气总量等于液位变化后箱内的空气总量加上气压调节阀补充和释放的空气总量，此处假设空气和燃油温度不变（下同）。对公式（1）右端引入公式（2）液位变化期间调压油箱内补充的压缩空气体积Vair-in、公式（3）液位变化期间调压油箱内释放的压缩空气体积Vair-out、公式（4）液位变化期间调压油箱内压缩空气体积的变化ΔVair，则液位变化h高度后调压油箱内的压缩空气压力变化ΔPair见公式（5），该压力变化应低于系统要求的最大压力波动。 2.2 系统供油压力计算 油库来油经过试车台燃油系统的油滤组件、调压油箱上游管路组件和调压油箱进油阀门后进入调压油箱，燃油经过调压油箱调压后经过调压油箱下游管路组件进入发动机燃油泵进口，如图2。根据图中压力变化关系，可以通过式（6）计算油库来油压力Pfuel farm，其中调压油箱压力的最高设定值可以通过公式（7）计算得出。 调压油箱进油阀用于为调压油箱提供油源，其阀门流量应不小于发动机最大用油量，则阀门流量满足公式（7）。 稳压背压阀用于在调压油箱进油阀开度变化时，为油库供油提供回油通道，减少油库供油流量和供油压力的波动，其阀门流量应不小于发动机最大用油量，则稳压背压阀流量满足公式（10）。 Pi-Po—稳压背压阀的进油口与设定值的压力差，此处等于稳压背压阀的压差ΔPtank valve，Pi为油库来油压力，Po为稳压背压阀设定压力。 把公式（9）和公式（11）代入公式（6），则油库来油压力需满足公式（12）。 3 系统组成 燃油系统介质为易燃、易爆的航空煤油，试车台燃油间和试车间区域为防爆区域，为保证系统和试车台安全，区域内的电气元件应符合区域防爆要求。 油库来油通过系统来油阀门后，首先经过稳压背压阀稳压、油滤组件除水、放气和过滤后，通过调压油箱进油阀进入调压油箱，箱内燃油经过压缩空气调压后通过燃油流量计、试车台架阀门和系统管路进入发动机燃油泵入口。典型的气动调压式燃油系统设计见图3。 3.1 稳压背压阀 稳压背压阀安装与系统入口处，用于在油库来油压力波动和调压油箱进油阀门开度变化时，确保调压油箱进油阀门入口压力稳定。在调压油箱进油阀门关闭时，油库来油完全通过稳压背压阀回油库；在调压油箱进油阀门打开时，油库来油部分通过调压油箱进油阀进入调压油箱，油库来油部分通过背压阀回油通道回油库。 3.2 油滤组件 油滤组件安装与调压油箱上游，用于对油库来油进行除水、放气和过滤。组件应设有过滤、放水、放气等组件，具有自动放水、自动放气和除去燃油中污染颗粒的功能，确保经过组件的燃油无水、无气、清洁。 3.3 调压油箱 调压油箱用于燃油调压和应急燃油存储。调压油箱底部为从调压油箱进油阀进入调压油箱的待调压燃油，顶部为设定压力的压缩空气。经过压缩空气调压的燃油从调压油箱底部的出油阀进入系统管道。为保证调压油箱安全，调压油箱应设置箱内压力传感器、压力报警开关和泄压开关。调压油箱应设置液位传感器，用于指示箱内液位，且具有箱内低液位报警功能。当油库供油故障导致箱内液位低于报警液位时，在试发动机应仍能工作一段时间，以完成在试发动机的应急处置。 3.4 调压油箱液位传感器与进油阀 调压油箱液位计安装与调压油箱顶部，用于感受油箱内部液位。调压油箱液位计应与调压油箱进油阀门联锁。当调压油箱内液位低于设定值时，调压油箱进油阀门打开，箱内液位上升，液位达到设定值上限时调压油箱进油阀门应关闭。当调压油箱内液位高于设定值时，调压油箱进油阀门关闭，箱内液位下降，液位达到设定值下限时调压油箱进油阀门应打开。 3.5 压缩空气气压调节阀 压缩空气气压调节阀应具有压力调节和压力比较功能，安装与调压油箱顶部。当油箱内的压缩空气压力高于设定压力时，气压调节阀进行比较后对调压油箱放气，箱内气压下降，气压达到设定值时气压调节阀停止放气；当油箱内的压缩空气压力低于设定压力时，气压调节阀进行比较后对调压油箱充气，箱内气压上升，气压达到设定值时气压调节阀停止充气，确保箱内压缩空气压力与设定值一致。 3.6 燃油流量计 燃油流量计安装与调压油箱下游，用于测量系统的燃油流量，并将测量得到的燃油流量信息发送至试车台数据采集系统。 3.7 远程控制阀门 远程控制阀门安装与油库的来油口和试车台架，用于远程控制阀门的开启与关闭。系统来油阀门应当与试车台消防系统、调压油箱液位传感器联锁，试车台架阀门应当与试车台消防系统、试车台设备状态、发动机状态联锁。 3.8 系统状态监控 应对燃油系统的主要状态参数进行监控，并发送至试车台数据采集系统，主要监控参数应包括：油库来油压力、调压油箱压力、燃油温度、发动机燃油泵入口压力等。 4 结论 根据民用航空发动机燃油系统发展需求，设计气动调压式燃油系统，使用调压油箱进行系统压力调节，可以保证系统的供油压力波动小，并为在试发动机提供应急燃油。系统对与保障民用航空发动机科研试车，提高系统安全性、测量精度等具有重要意义。 参考文献： [1]李小刚，王建平，李娜.超声波式飞机燃油油量测量系统设计[B].机床与液压，2009，37（5）. [2]肖连勇，常诚.民用航空发动机试车台燃油系统技术分析[C]//中国航空研究院上海分院第一届学术论坛论文集.上海：中国航发商用航空发动机有限责任公司，2016：280-284. [3]龙浩.飞机综合燃油控制系统設计研究[R].制造业自动化，2011，33（5）.
随便看	高中语文自主课堂构建研究 例谈初中历史教学中的调味剂 家国情怀在历史教学中的“落地” 乡土史教学中家国情怀的培养 浅析高中历史教学中STEAM课程的实施 在“历史”和“现实”中寻求文化共鸣 构建高中历史活动型课程 培养学生历史时空观念 探析初中历史教学中的德育渗透策略 主题式历史教学活动设计策略浅探 高中历史人物评价教学策略探析 让历史像“沙漠玫瑰”般绽放 高中语文古诗词教学策略探究 让古典诗词走进生活 浓淡相宜 婉约之美 现实的幻灭 理想的向往 初中“整本书阅读”教学探究 文本细读在高中现代散文教学中的应用 整合 挖掘 内化 从变化中寻找精髓 开展整本书阅读，提升语文素养 基于图式理论的初中语文古典诗歌教学 初高中英语阅读材料的差异及应对策略 基于增强文化意识的高中英语课程资源开发研究 浅谈如何提高初中英语课堂教学有效性 谈如何在高中英语阅读教学中渗透德育 bubbles bubble wrap bubblewrap bubble² bubble¹ bubblier bubblies bubbliest bubbliness bubblinesses bubbling bubblingly bubbly buck bucked buckers buckest bucket bucketed bucketing buckets bucketshop bucket shop bucking buckism 小韵首字 小项不当周延 小项扩大 小顽 小顽意儿 小颗颗 小题大作 小题大做 小额 小额的钱 小风 小风声 小风能叫花瓣绽开，大风却把花朵吹落 小飞的样子 小食 小食杂店 小饭团 小饭桌 小饮 小饵钓大鱼 小马 小马乍行嫌路窄 小马儿乍行嫌路窄 小马儿乍行嫌路窄。 小马子

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。