《燃气涡轮发动机》PPT课件

33
第12章 启动点火系统
END
34
感谢下 载
23
点火系统-电嘴
• 电嘴 – 功用： • 产生电火花，点燃混合气。
– 电嘴有两种基本型：
• 空气间隙式 • 分路表嘴
– 收缩或约束空气间隙式
• 空气间隙式与常规活塞式发动机的火花塞相似，但其火花要击穿的 电极和壳体之间空气间隙较大。
• 高的电压要求整个线路具有非常好的绝缘。
31
启动常见故障
• 贮存 • 启动机和点火部件应贮存在清洁、干燥，温暖和无腐蚀油雾的条件下。温度
16°C（61°F）和湿度75%是由制造厂常常建议的作为理想的贮存状态。
32
启动常见故障
• 点火电嘴
• 电嘴螺纹应涂防锈剂和电嘴用蜡纸或聚乙烯管包裹。
• 点火导线
– 这些应用沾白酒精的湿布擦去掉任何滑 油或油脂，端头堵住。导线应以自然位 置存放（即不卷起或弯曲）在平的架上 和用防尘布盖上。
直流点火系统 交流点火系统
晶体管式
断续器式
–
18
点火系统
• 直流点火装置
– 组成
• 断续器，
• 感应线圈， • 整流器， • 储能电容器， • 放电间隙， • 轭流圈， • 放电电阻， • 安全电阻， • 点火电嘴。
19
点火系统
• 直流点火装置
• 典型的直流断续器操作装置有一个感应线圈，由断续器机 构操作，通过高压整流器给储能电容器充电。 当电容器中的电压等于封严放电间隙的击穿值时，能量通 过点火电嘴端面释放。 轭流圈以延长放电时间， 放电电阻用以保证在系统断开 1分钟内在电容器贮存的能 量被释放。 点火装置中安全电阻使装置安全工作，当高压导线断开和 绝缘时也能安全工作。
5
12.1 启动程序
– 冷转 • 不喷油，不点火，仅由启动机带动转子转动称为冷转。 • 用于排除积油、积液、冷却发动机
– 假启动 • 只供油，不点火，启动机带转到一定转速（湿冷转）。 • 用于检查燃油系统的工作。
6
• 组成 – 启动机 – 启动燃油系统 – 启动点火系统 – 自动装置
启动系统
7
启动系统
20
点火系统-晶体管点火装置
• 晶体管点火装置 1. 晶体管点火装置的工作与直流断续器操作的装
置工作相似，除了断续装置由晶体管断续器电 路取代以外。 2. 优点：因为它没有运动零件因此其寿命长得多。 晶体管点火装置的尺寸减少和它的重量比断续 器操作装置更轻。
21
点火系统
• 交流点火装置 1. 交流点火装置接受交流电，通过变压器和整流
26
点火系统-电嘴
• 电嘴检查和维修 – 电嘴应经常检查是否牢固、损坏、漏气和高压导线连接可靠。 – 当拆卸时，电嘴应做检查是否有热损坏、裂纹和雷管表面腐蚀。 – 电嘴正常是不清洗的，但是如果积碳使得不可能检查雷管时，可去除积 碳，小心不要损坏雷管表面。
27
点火系统-电嘴
• 当更换电嘴时必须装新的封严垫圈。 • 电嘴螺纹的润滑正常地按照制造厂的规定和电嘴应扭到在相应的维护手册中
3
启动系统
• 启动过程的三个阶段 – 第一阶段：驱动力来自启动机。 – 第二阶段：驱动力来自启动机和涡轮转子。
自维持转速np：涡轮转子力矩等于阻力力矩时的转速。 启动机脱开的转速n2=（1.2～2.0)np
– 第三个阶段：驱动力来自涡轮转子；
• nid＝0.5~0.6
4
启动系统
• 启动过程的三个阶段 – 选择启动之后，启动循环的工作是自动的， – 应当监视发动机和涡轮燃气温度以保证不超出发动机的限制，即监视EGT。 – 出现异常，通过关闭高压燃油开关和断开启动主电门，启动操作能够停 止。
• 启动机 – 分类 • 电动启动机， • 空气涡轮启动机。 • 燃气涡轮启动机。 • 冲击启动机。
8
启动系统
• 电动启动机
– 组成:电源(24伏电瓶),一台直流电动机,减速齿轮和棘轮机构，或离合器, 输出轴。
– 使用电动启动机,当发动机达到自维持转速后能自动脱机。
– 常用于APU和军用机
9
启动系统
• 空气涡轮启动机
– 组成：单级涡轮，减速器，离合器，传动轴等。
10
启动系统
• 空气涡轮启动机 – 气源 • 地面气源车、 • 辅助动力装置 • 已启动的发动机。
11
启动系统
• 民用航空发动机大多采用空气涡轮启动机。 – 优点：重量轻，扭矩大，结构简单，工作可靠，使用方便经济。 – 缺点：不能独立工作，需要外界的气源。
启动点火系统
1
启动系统
• 启动过程：发动机从静止状态到慢车转速过程。
• 问题：发动机为什么需要启动系统才能工作？ • 功用
– 在地面启动发动机时，与点火系统协调共同工作，使发动机启动点火; – 在飞行时，点火系统单独工作。
2
启动系统
启动过程可分为3个阶段： 1、从启动机工作到燃烧室 喷油点火； 2、从燃烧室点燃到启动机 脱开； 3、仅涡轮功自行加速到慢 车转速。
– 两个变压器， – 两个电火激励器 – 两根高压导线， – 两根中间导线 – 两个电嘴。
16
点火系统
• 再点火
– 倘若飞行中燃烧室中的火 焰熄灭，喷气发动机需要 再点火设备。
– 再点火包线示出发动机得 到满 意的再点火的飞行条件。
17
点火系统
• 点火器的分类
–输入电源：直流电和交流电两种。
–
– – 点火系统 –
30
启动常见故障
• 启动悬挂
– 启动悬挂基本上是启动循环期间转速停滞，不能达到 慢车转速的现象。
– 启动悬挂通常刚好在启动机脱开后发生。 – 主要是由于贫油计划供油或压气机，涡轮有故障。 – 启动机扭矩不足和贫的燃油计划将引起启动机脱开转
速之下加速缓慢和发动机甚至达不到自维持转速。 – 热悬挂：EGT将上升通过启动极限和热启动同时产生。
14
点火系统
• 所以是复合点火系统：有高能高值输出和高能低 值输出。
• 所有喷气发动机采用高能点火，点火器的输出： – 高能高值输出：10 — 12焦耳：地面，空中启动。 – 高能低值输出：3 — 6焦耳：在起飞，着陆或恶劣天气或
在不稳定的气流中。
15
点火系统
• 燃气涡轮发动机的点火系统由两套系统组成
器对电容器充电。 2. 当电容器中的电压等于封严放电间隙的击穿值
时。电容器通过电嘴的端面释放能量。 3. 如同直流断续器工作的装置一样，它也装有安
全和放电电阻。
22
点火系统-高压交流点火系统
• 高压交流点火系统的电路图
– 交流电源提供115伏400赫芝交流电。
• 组成
– 变压器、 – 整流器、 – 储能电容、 – 放电间隙、 – 扼流圈、 – 放电电阻、 – 安全电阻 – 电嘴。
25
点火系统-电嘴
• 分路表面放电式
– 电嘴由壳体和中央电极组成, 在壳体和中央电极之间充有 绝缘材料,中央电极的前端为 钨电极头.
– 工作时,高能点火器的高压电 通过中央电极，半导体绝缘 材料（雷管）表面电离,形成 一条低电阻电路,使半导体材 料表面放电，存储在点火器 电容器内的电能形成高强度 的火花.
12
点火系统
• 功用: 产生电火花，点燃混合气。 • 工作：
– 地面启动，空中再启动时提供高能高值电能; – 起飞，着陆以及恶劣天气，连续提供高能低值电能; – 探测到压气机喘振，自动提供高能（低值）到两个电嘴; – 选择防冰时，提供高能低值电能。
13
点火系统
• 组成： – 电源 – 高能点火器（点火激励器）：接受来自飞机供电系统的电源，由启动系 统电路控制（通常由FADEC控制）。 – 高压导线 – 点火电咀 – 冷却系统。
说明的扭矩值。
28
启动常见故障
• 启动过程中要密切注意 – 防止启动超温、转速悬挂、振动过大、启动机不能自动脱开以及发动机 的参数摆动、喘振等故障。
29
启动常见故障
• 热启动 – 热启动是指启动过程中EGT上升过快，即将超温或已经超过红线限制，启 动必须中止。 – 热启动是不正确的燃油/空气比造成。