第十一章 航空发动机数据系统

第一章 航空发动机数据系统
第一节 概述
一、作用：
1）实时测量和显示发动机工作状态的参数。 2）对发动机及其工作系统进行检查、检测、状态监控和故障诊断。 3）推力管理、燃油控制、压气机防喘、热端部件冷却、间隙控制、状态 监控、安全警告等。
二、组成：
测试：转速、扭矩、振动、冲击、流体（液体或气体）介质的温度、压 力、流量、密度、油量等。 显示：早期—显示仪表
滑油温度，3号轴承滑油温度。 双铂金属丝电阻元件： Tt2 双镍铬/镍铝热电偶：Tt3，Tt4.95，燃油温度，滑油温度，3
号轴承滑油温度。
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三、压力测量机传感器
功用：健康检测 测量：进气压力、排气压力、燃油压力、滑油压力等 静态压力测量： 动态压力测量： 静压测量： 总压测量： 传感器：应变式、电容式、压阻式、压电式、谐振式、差
现代—电子显示（电子综合显示系统）。 特点：信息量大，综合化程度高，形象、直观；显示与检测、控制交联。 全权限数字电子控制系统（FADEC）:与EEC9（或ECU）结合控制发动 机。
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第二节 典型的机载测试与显示系统
一、概述
FADEC系统将传感器采集、数字信号传给EEC（ECU），经 计算判断，发出指令控制发动机。
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三、Airbus320飞机机载测试与显示系统 1、飞机中央监控系统—ECAM系统 功能：发动机与警告显示（E/WD）
飞机系统显示（SD） 2、ECAM四种工作模式 1）人工模式（超控所有其它模式）； 2）故障模式：主警告/告戒时自动显示； 3）咨询模式：有参数漂移时自动显示； 4）飞行阶段模式：对应于飞机的飞行状态自动显示。
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第四节 航空发动机整机平衡
转子动平衡：工艺平衡、装配平衡、整（本）机平衡
一步平衡、多步平衡
刚性、拟刚性转子平衡，柔性转子平衡
单元体设计与转子动平衡的要求
整机平衡方法：
1）三圆平衡法：测试原始不平衡，三次试验（车）配 重，获得所需平衡配重和相位，精度较低；
2）三矢平衡法：测试原始不平衡，经一次试验（车） 配重，可获得不平衡矢量，精度较高。
3）PW4000低压压气机转子本机平衡
相位键（传感器）：音轮宽槽。
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第五节 航空发动机状态监视与故障诊断
一、状态监视与故障诊断的作用
早起定时维修，视情维护 民航适航条例规定：监视参数15个以上 B747，A320监视参数已超过15个 1970年，美普惠公司，ECM I状态监视与故障诊断系统 1977年，美普惠公司，TEM I状态监视与故障诊断系统 1981年，美普惠公司，TEM II状态监视与故障诊断系统 1982年，美普惠公司，ECM II状态监视与故障诊断系统 1983年，美普惠公司，TEM III状态监视与故障诊断系统 1985年，美GE公司，ADEPT状态监视与故障诊断系统 1994年，美GE公司，ADEPT状态监视与故障诊断系统从
动式。 晶体振荡式压力传感器：可靠性高、稳定性好，适合于发
电机控制和监测。 谐振式压力传感器形式：弦振式、振膜式、振筒式等。 PW4000压力传感器（4处）：pamb、pt2、pt4.95、pb(燃烧室)
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四、流量及传感器
质量流量 体积流量 涡轮流量传感器：前后直管段长度应大于15倍和5倍 磁电式转换器：磁阻式、感应式、霍尔元件、光电元件变
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二、温度及传感器
1）排气温度、发动机进气温度、大气温度、座舱温度、防 冰温度
2）滑油温度、燃油温度 3）形式：热电阻式、热电式 1、热电阻式传感器：测量较低温度—进气、燃油、液压油
及防冰等温度测量。
2、电热（热电偶）式温度传感器：测量较高温度 A320排气温度：9个热电偶 PW4000温度传感器：（6处）Tt2，Tt3，Tt4.95，燃油温度，
换器等； 涡轮流量传感器特点：精度高、线性特性、测量范围宽、
反应灵敏、压力损失小等。
五、振动及传感器
(P390,表11.2)位置：风扇轴承、压气机、中介机匣、涡轮 传感器：速度式、加速度式 1、速度式测振原理 2、加速度式振动传感器原理
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六、位移测量 差动变压器式位移传感器 形式：1）II型；2）螺旋管型；3）“山”字型 特点：结构简单、灵敏度高、线性度好、测量范围宽。
燃油流量等。 1）发动机压比（EPR）系统；
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2）低压转子（N1）系统 3）低压转子（N2）系统 4）发动机排气温度（Tt4.95）系统 5）燃油流量系统
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4、机械状态指示系统 1）滑油量指示系统 2）滑油压力指示系统 3）滑油低压警告系统 4）滑油温度指示系统 5）振动监视系统
显示系统：EICAS或ECAM
二、boeing747-400飞机的机载显示系统
发动机指示及机组警告系统（EICAS） 1、驾驶舱EICAS系统：主发、辅发、警告、警戒、忠告、
状态和记忆等。 2、系统数据汇总：感受、传送和显示发动机工作参数/信息。 3、性能指示系统：发动机压比（EPR）、N1、N2、Tt4.95和
温度测量：热电偶—400~12000C
电阻温度计—-60~4000C
压力测量：晶体振荡式传感器—可靠性高、稳定性好
转速传感器：齿轮式
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位移和转角测量：可变差动变压器（LVDT和RVDT）
一、转速及传感器
直接式：r/min(活塞式发动机) 相对转速：x%nmax 磁电感应式传感器（PW400、RB211、V2500、A320） EEC发电机（N2转速信号源）
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第三节 航空发动机主要测试参数和传感器
基本要求：
测试精度满足发动机控制；
能够承受发动机上严峻工作环境条件（-60~12000C）；
耐腐蚀、油雾或在油中浸泡；
抗冲Baidu Nhomakorabea和振动；
对发动机流场、结构、强度影响小；
结构简单、重量轻、工作可靠、安装牢固，装拆、检查、 更换方便。