航空发动机控制系统.ppt
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航空发动机控制基础ppt课件
反馈是将输出返回到输入量的入口
结构简图
f 放大元件
执行元件
供油元件
发动机
Hale Waihona Puke pmwfn
敏感元件
y
闭环控制：
控制比较精确，在现代飞机上被广泛使 用
反应不够及时，被控参数发生偏离，才 开始动作，干扰量连续变化，系统工作不稳 定
偏离原理控制
开环控制：
开环系统是一种最简单的控制方式，特点 是在控制器和被控对象之间只有正向作用， 而没有反馈，即系统的输出量对控制量没有 影响。
航空发动机对控制装置的基本要求
➢可更改性好，满足先进发动机对控制不 断增加的要求
航空发动机对控制装置的基本要求
➢ 结构简单、重量轻、体积小、安装方便
第二章 民航发动机的控制
内容
➢自动控制的基本概念 ➢民航发动机控制的内容
自动控制的基本概念
被控对象:发动机 控制装置：转速控制器（虚线内部分） 控制系统：被控对象＋控制装置 被控参数：转速 可控变量：用来改变被控参数大小的因素 干扰作用量：作用在被控对象/控制装置上，
航空发动机对控制装置的基本要求
➢ 良好的动态品质 控制的动态过程要有较好的快速性，而且
过程要平稳
航空发动机对控制装置的基本要求
➢ 可靠性高，维护性好 采用分布式结构降低控制系统的复杂性 将控制器安装在远离发动机的区域 采用砷化镓和碳化硅制造电子元器件 提高系统的耐高温、抗振动和抗电磁干扰的能 力
内容
➢齿轮泵的工作原理 ➢油泵供油量的调节特性
供油元件：燃油泵
❖油泵：是一种将机械能转化为液压能的机械。
❖ 根据用途分类： 燃油泵 特殊需要的
力油
能够引起被控参数变化的外部作用量 给定值：驾驶员的指令值
航空发动机PPT课件
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动21 机
压气机
轴流式压气机
叶轮
整流环
2020/2/19
涡轮喷气发动机
叶轮旋转方向
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动22 机
燃烧室
燃料与高压空气混合燃烧的地方
2020/2/19
涡轮喷气发动机
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动23 机
燃烧室
ef 2000
空气喷气发动16 机
Saab35
两侧进气（机身、翼根）
鹞
2020/2/19
涡轮喷气发动机
歼八II
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动17 机
背部进气
X-45
F-117
2020/2/19
涡轮喷气发动机
B-2
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
空气喷气发动18 机
短舱正面进气
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
2020/2/19
1
3.1 发动机的分类及特点
冲压 喷气发 燃动气机
涡轮喷气发动机 涡轮风扇发动机 涡轮螺桨发动机
活塞式
涡轮发
涡轮桨扇发动机
发动机
航发空动航机天 动机
涡轮轴发动机 垂直起落发动机
火箭
航空航天
冲压发 动机
组合
涡轮
发动机
火箭 发动机
化学 液体火箭发动机 火箭发 固体火箭发动机 动机 固-液混合火箭发动机
驱动喷管沿立轴旋转
2020/2/19
航空航天概论
第3章 飞行器动力系统
起 花 点 火 燃 烧 后 向 上 飞 升
航空发动机结构系统资料课件
附件系统的组成
燃油附件
包括燃油泵、燃油控制阀等， 用于控制燃油的供应和流量。
滑油附件
包括滑油泵、滑油滤清器等， 用于提供滑油润滑和冷却发动 机部件。
启动与点火附件
包括启动电机、点火装置等， 用于启动发动机和点火。
空气附件
包括空气泵、冷气瓶等，用于 提供压缩空气和控制发动机进
气。
附件系统的安装位置与连接方式
航空发动机的分类
总结词
根据不同的分类标准，航空发动机可以分为多种类型。
详细描述
根据用途不同，航空发动机可以分为活塞式发动机和喷气式发动机两大类。其中，喷气式发动机又可以分为涡轮 喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和桨扇发动机等类型。此外，根据推进剂的不同，航空发动机 又可以分为火箭发动机和吸气式发动机等类型。
滑油压力调节器
调节滑油压力，确保滑油在正确的压 力下供给发动机。
空气系统附件
进气过滤器
过滤进入发动机的空气中的杂质，保证空气 清洁度。
涡轮增压器
利用发动机排气的能量对进气进行压缩，提 高发动机的进气压力和进气量。
压气机
将空气压缩后供给发动机，提高空气密度。
冷却空气系统
利用冷却空气降低发动机部件的温度，保证 发动机正常运转。
航空发动机的定义
总结词
航空发动机是用于驱动飞行器的动力装置，它能够将热能、化学能转化为机械能，为飞行器提供推力 。
详细描述
航空发动机是一种高度复杂、精密的热力机械，其工作原理是将空气吸入发动机后，经过压缩、燃烧 、膨胀等过程，产生高温、高压的燃气，再通过喷嘴将燃气以高速排出，产生推力，使飞行器前进。
PART 06
未来航空发动机结构附件 系统的发展趋势
航空发动机基本原理PPT课件
第50页/共82页
第51页/共82页
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带有外涵道的桨扇发动机
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第59页/共82页
新型的HK-93涵道浆扇发动机(俄罗斯)
优点：涵道比大,省油; 增加10%推力; 减少噪音。 缺点：造价提高。
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第62页/共82页
第63页/共82页
9.真空能发动机
现代物理学认为：真空不是一无所有,“真空 是物质的凝聚态”(李政道语),真空是能量海,蕴藏 着极大的能量。有人说1立方厘米真空里面含有 1095克的能量,通过质能互换定理(E=mc2),可以 把真空中的能量看成无穷大。
第40页/共82页
第41页/共82页
第42页/共82页
6.涡轮轴发动机(功率大,直升机用)
动力输出
高压压气机
回流燃烧系统
低压压气机
普通涡轮
自由动力涡轮
进气道 双轴涡轮轴发动机(带自由动力涡轮的)
燃烧室
第43页/共82页
第44页/共82页
第45页/共82页
7.涡轮螺旋桨发动机(噪音小,寿命长,中低速飞机用)
小平同志亲自批示,太行发动机正式立项。 2009年,吴大观在北京去世。
第35页/共82页
5.涡轮风扇发动机(油耗低,难度高,大型民用客机用)
靠涡轮驱动
冷却引擎,降 低引擎噪音
靠涡轮驱动
中心轴
第36页/共82页
非加力式涡扇发动机
第37页/共82页
第38页/共82页
加力式涡扇发动机
第51页/共82页
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带有外涵道的桨扇发动机
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新型的HK-93涵道浆扇发动机(俄罗斯)
优点：涵道比大,省油; 增加10%推力; 减少噪音。 缺点：造价提高。
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9.真空能发动机
现代物理学认为：真空不是一无所有,“真空 是物质的凝聚态”(李政道语),真空是能量海,蕴藏 着极大的能量。有人说1立方厘米真空里面含有 1095克的能量,通过质能互换定理(E=mc2),可以 把真空中的能量看成无穷大。
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6.涡轮轴发动机(功率大,直升机用)
动力输出
高压压气机
回流燃烧系统
低压压气机
普通涡轮
自由动力涡轮
进气道 双轴涡轮轴发动机(带自由动力涡轮的)
燃烧室
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7.涡轮螺旋桨发动机(噪音小,寿命长,中低速飞机用)
小平同志亲自批示,太行发动机正式立项。 2009年,吴大观在北京去世。
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5.涡轮风扇发动机(油耗低,难度高,大型民用客机用)
靠涡轮驱动
冷却引擎,降 低引擎噪音
靠涡轮驱动
中心轴
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非加力式涡扇发动机
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加力式涡扇发动机
航空发动机状态控制系统课件
系统发展历程与趋势
发展历程
航空发动机状态控制系统经历了从机械液压式到全权限数字电子控制（FADEC ）的发展过程，技术不断升级换代。
趋势
未来发展方向包括更加智能化的控制算法、更加精确的传感器技术以及更加可 靠的网络通信技术等。
02 航空发动机状态检测技术
传感器技术
01
02
03
传感器类型
温度、压力、振动、位移 等传感器用于监测航空发 动机的工作状态。
自适应鲁棒控制
自适应鲁棒控制是一种结合了自适应控制和鲁棒控制的算法，它 能够根据系统的不确定性和扰动情况，自动调整控制器参数，以
保证系统的稳定性和性能。
04 航空发动机状态控制系统设计
系统架构设计
系统架构概述
01
介绍航空发动机状态控制系统的整体架构，包括各组成部分及
其功能。
分层架构设计
02
详细描述系统架构中的各层，包括感知层、控制层、执行层等
航空发动机状态控制系 统课件
目录
Contents
• 航空发动机状态控制系统概述 • 航空发动机状态检测技术 • 航空发动机状态控制算法 • 航空发动机状态控制系统设计 • 航空发动机状态控制系统实现与验
证 • 航空发动机状态控制系统案例分析
01 航空发动机状态控制系统概述
系统定义与功能
定义
航空发动机状态控制系统是用于监测 、控制和优化航空发动机性能的一套 综合系统。
功能
实时监测发动机状态参数，如温度、 压力、转速等；控制燃油流量、点火 时刻等关键参数；对发动机性能进行 优化，确保安全、高效运行。
系统重要性及应用领域
重要性
航空发动机状态控制系统是保障 飞行安全和提高飞行效率的关键 技术之一。
第八章-航空发动机数字模型PPT演示课件
环节相串联的框图。图中燃油泵作为一个
环节，输出量为供油量Wf，输入量为发
动机转速n（由于泵的转速与发动机转速
之比一定，故常用n来代表）及油泵调节
机构位置m。
带传动燃油泵的
7
基本发动机框图
❖ 考虑燃油延误时的动态方程
在推导基本发动机动态方程时，假设（6）曾忽略了燃油室 内的燃烧过程的时间滞后。实际上，燃料供给和燃料吸热、 汽化、氧化、放热以及燃气温度上升到稳定值，这整个过程 是需要一定时间来完成的，通常把这段时间称为燃烧延误时 间，用т表示，т在0.05~0.2s范围内变化，其值一般由试验 测定。燃烧延误会影响发动机的动态特性，有时甚至会使发 动机控制系统的工作产生不稳定现象。因此，在对发动机的 动态特性作精确分析时应予考虑。
考虑燃烧延误和基本
8
发动机结构图
线性模型的建立
❖ 上述基本发动机动态方程的推导方法，只适用于求取以供油
量作为输入，转速作为输出的动态方程。动态方程系数TT和KT 的估算不方便。在生产和科学研究实际中，动态参数的估算，
往往不是从发动机剩余扭矩偏导数进行计算，而是根据发动机
压气机特性、涡轮特性、设计点发动机热力参数，以及发动机
5
基本发动机简图
❖ 基本假设 由于发动机内部的气动热力过程比较复杂，为了简化发动
机数学模型的推导，特作以下假设。 （1）只考虑发动机转子惯性对发动机动态特性的影响，忽略 热惯性和部件通道容积动力学的影响； （2）只研究发动机在其稳态点附近的小偏离运动，并认为动 态过程部件效率及总压损失系数保持不变； （3）涡轮导向器及尾喷口都处于临界以上状态工作； （4）飞行条件不变; （5）燃油泵不由发动机带动； （6）忽略燃烧延误及燃气与空气流量的差别。
发动机控制系统
12
燃油系统－闭环控制
– 敏感元件 –
–
– –
是离心飞重，其功用是感受发动机的实际转速 指令机构; 是油门杆，它通过传动臂，齿轮，齿套等来改变 调准弹簧力，确定转速的给定值; 推力杆经钢索， 连杆联到燃油控制器上的功率杆。 放大元件 是分油活门和随动活塞，分油活门的位置由离心 飞重的轴向力与指令机构给定的调准弹簧力比较 后的差值决定; 执行元件是随动活塞; 供油元件是燃油泵。
– 执行元件是随动活塞; – 供油元件为柱塞泵。
17
燃油系统－复合控制
燃油和控制系统 － 燃油控制器
发动机控制系统分为:
– 液压机械式; – 监控型电子式; – 全功能数字电子式三种。
液压机械式燃油控制器仍然是目前民用航空发 动机上使用最多的控制器。它有良好的使用经 验和较高的可靠性。它除控制供往燃烧室的燃 油外，还操纵控制发动机可变几何形状，例如 可调静子叶片、放气活门、放气带等，保证发 动机工作稳定和提高发动机性能。
出口的压差达到一定数值时打开，直接供油，保 证燃油的继续供给。 – 压差电门的功用是当油滤堵塞或油滤进出口的压 差达到一定数值时接通，警告灯亮。但发动机仍 能正常工作，只是指出油滤堵塞应清洗油滤。
25
燃油和控制系统 － 燃油系统
– 燃油控制器根据发动机的工作状态和飞机的飞行 – – –
–
状态，计量供给然烧室的燃油。 燃油/滑油热交换器加热燃油，同时冷却滑油。 增压泄油活门 ⑴增压活门 在供油压力大于预定值时打开（一 般在慢车之前），停车时和低转速时关闭。工作 时增压使燃油在预定压力下流入燃油总管，控制 到副油路的燃油流量，起到分配活门的作用; 泄油活门的作用是停车时，泄放总管燃油。因此， 发动机工作时，泄油活门关闭，增压活门打开； 停车时，泄油活门打开，增压活门关闭。 26
燃油系统－闭环控制
– 敏感元件 –
–
– –
是离心飞重，其功用是感受发动机的实际转速 指令机构; 是油门杆，它通过传动臂，齿轮，齿套等来改变 调准弹簧力，确定转速的给定值; 推力杆经钢索， 连杆联到燃油控制器上的功率杆。 放大元件 是分油活门和随动活塞，分油活门的位置由离心 飞重的轴向力与指令机构给定的调准弹簧力比较 后的差值决定; 执行元件是随动活塞; 供油元件是燃油泵。
– 执行元件是随动活塞; – 供油元件为柱塞泵。
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燃油系统－复合控制
燃油和控制系统 － 燃油控制器
发动机控制系统分为:
– 液压机械式; – 监控型电子式; – 全功能数字电子式三种。
液压机械式燃油控制器仍然是目前民用航空发 动机上使用最多的控制器。它有良好的使用经 验和较高的可靠性。它除控制供往燃烧室的燃 油外，还操纵控制发动机可变几何形状，例如 可调静子叶片、放气活门、放气带等，保证发 动机工作稳定和提高发动机性能。
出口的压差达到一定数值时打开，直接供油，保 证燃油的继续供给。 – 压差电门的功用是当油滤堵塞或油滤进出口的压 差达到一定数值时接通，警告灯亮。但发动机仍 能正常工作，只是指出油滤堵塞应清洗油滤。
25
燃油和控制系统 － 燃油系统
– 燃油控制器根据发动机的工作状态和飞机的飞行 – – –
–
状态，计量供给然烧室的燃油。 燃油/滑油热交换器加热燃油，同时冷却滑油。 增压泄油活门 ⑴增压活门 在供油压力大于预定值时打开（一 般在慢车之前），停车时和低转速时关闭。工作 时增压使燃油在预定压力下流入燃油总管，控制 到副油路的燃油流量，起到分配活门的作用; 泄油活门的作用是停车时，泄放总管燃油。因此， 发动机工作时，泄油活门关闭，增压活门打开； 停车时，泄油活门打开，增压活门关闭。 26
航空发动机结构_ ppt课件
结构类型： 轴流式 离心式 混合式
24
轴流式压气机的特点: 增压比高、效率高、单位空气流量大。
➢在相同迎风面积下，轴流式比离心式吸入的空气多 得多，产生的推力更大。 ➢通过增加级数就能增加增压比。 ➢高增压比有利于采用轴流式压气机，因为它改善了 效率，并进而改善了给定推力下的耗油率。 ➢在大、中推力发动机上，普遍采用轴流式压气机。
19
核心发动机（燃气发生器）：
发生燃气的部件，即压气机、燃烧室和涡 轮称为燃气发生器。由于它处于发动机的核心 部位，故又称为核心发动机。
• 对单转子发动机来讲，就是指压气机、主燃烧 室的带动压气机的涡轮；
• 对双转子发动机来讲，就是指高压压气机、主 燃烧室和高压涡轮。
以核心机为基础，增添不同类型的部件 就可以发展成不同类型的发动机。
涡轮），尾喷管 特点：发动机的推力是内外涵道气流反作用力的总和。 涵道比（流量比）：外、内涵道空气流量之比。
2021/7/5
15
4、WZ发动机
主要部件：进气道、压气机、燃烧室、动力涡 轮、自由涡轮、尾喷管
特点：通常带有自由涡轮，而其他形式的涡轮 喷气发动机一般没有自由涡轮。2021/7/5源自165 桨扇发动机
2021/7/5
6
航空发动机研究工作的特点
•技术难度大
一台发动机内有十几个部件和系统及数万个零件
研制一种新的发动机需要1万小时的整机试验和10万小
时的部件和系统试验。
•周期长
先进发动机的研制周期为9-15年，F119从1986年开始
到2005年投入使用，前后达19年。
•费用高
F119的研制费用超过20亿美元；发动机的研究和发展
转子结构设计的基本问题就是针对这些缺点而进行的。
飞机发动机操纵系统课件
➢前向推力杆和反推杆是绞接在一起的，一个锁定机构防止 前向推力杆和反推杆的同时作动。
➢ 每个杆能够运动的能力取决于另一个杆的位置。 ➢如果前向推力杆在慢车位，反推杆离开OFF位的话，推 力杆不能向前推增加正推力； ➢如果反推杆在OFF位，前向推力杆离开慢车位，那么， 反推杆提不起来。 ➢当反推杆拉起时，发动机的转速将增加。
（发动机运转）位置
➢ 当移动起动手柄至关断位置时：
➢ 燃油控制板接收一个起动手柄位置输入 ➢ 电源关闭发动机燃油翼梁活门 ➢ 从EEC断掉点火电源 ➢ 两个发动机起动手柄继电器移至关断位置 ➢ 电源关闭在液压机械装置（HMU）内的高压切断活门（HPSOV） ➢ EEC的通道A和通道B 复位。
➢反推力联锁电磁线圈通电允许在反推装置展开操作期 间反推力杆的进一步扳动。如果反推力联锁电磁线圈 不通电，你就不能扳动反推力杆和增加反推力。当反 推装置套筒是在60%行程至完全展开位置时，电磁线 圈通电。每个EEC控制两个电磁线圈中的一个。
➢每个电磁线圈连接至EEC的两个通道。EEC从每个反 推装置平移套筒的LVDT 接收平移套筒的位置信号。 当两个套筒都是在大于60％的展开时，EEC 使电磁 线圈通电。电磁线圈收起联锁锁闩。反推力杆这时就 能够通过展开位置，所以反推力能够增大。
➢ 推力杆解算器
➢ 推力杆解算器组件有两个，每台发动机一个。每个推力杆解算 器组件有两个解算器，一个是EEC通道A的，一个是EEC通道 B 的。推力杆解算器把机械的正推推力杆和反推推力杆位置改 变为模拟的推力杆解算器角度（TRA）信号。这些信号输至 EEC。EEC使用这些信号控传动钢索与燃油控制器上的功率杆相 连。
2. 发动机操纵部件( B737 )
发动机 操纵部件
推力杆 （正推和反推）
➢ 每个杆能够运动的能力取决于另一个杆的位置。 ➢如果前向推力杆在慢车位，反推杆离开OFF位的话，推 力杆不能向前推增加正推力； ➢如果反推杆在OFF位，前向推力杆离开慢车位，那么， 反推杆提不起来。 ➢当反推杆拉起时，发动机的转速将增加。
（发动机运转）位置
➢ 当移动起动手柄至关断位置时：
➢ 燃油控制板接收一个起动手柄位置输入 ➢ 电源关闭发动机燃油翼梁活门 ➢ 从EEC断掉点火电源 ➢ 两个发动机起动手柄继电器移至关断位置 ➢ 电源关闭在液压机械装置（HMU）内的高压切断活门（HPSOV） ➢ EEC的通道A和通道B 复位。
➢反推力联锁电磁线圈通电允许在反推装置展开操作期 间反推力杆的进一步扳动。如果反推力联锁电磁线圈 不通电，你就不能扳动反推力杆和增加反推力。当反 推装置套筒是在60%行程至完全展开位置时，电磁线 圈通电。每个EEC控制两个电磁线圈中的一个。
➢每个电磁线圈连接至EEC的两个通道。EEC从每个反 推装置平移套筒的LVDT 接收平移套筒的位置信号。 当两个套筒都是在大于60％的展开时，EEC 使电磁 线圈通电。电磁线圈收起联锁锁闩。反推力杆这时就 能够通过展开位置，所以反推力能够增大。
➢ 推力杆解算器
➢ 推力杆解算器组件有两个，每台发动机一个。每个推力杆解算 器组件有两个解算器，一个是EEC通道A的，一个是EEC通道 B 的。推力杆解算器把机械的正推推力杆和反推推力杆位置改 变为模拟的推力杆解算器角度（TRA）信号。这些信号输至 EEC。EEC使用这些信号控传动钢索与燃油控制器上的功率杆相 连。
2. 发动机操纵部件( B737 )
发动机 操纵部件
推力杆 （正推和反推）
航空发动机控制系统课件
压力和流量检测法
通过检测发动机进气、排气和 燃油系统的压力和流量，判断
是否存在故障。
维护与保养
定期更换润滑油和滤清器
保持发动机内部清洁，防止磨损和堵塞。
定期检查涡轮和压气机
确保发动机的空气流动畅通无阻。
检查电气线路和传感器
确保发动机控制系统的正常工作和信号传输 。
调整燃油和点火系统
保证发动机的正常燃烧和功率输出。
涡轮增压器
涡轮增压器是航空发动机控制系统中 用于提高发动机进气压力的执行器。
涡轮增压器的工作温度和压力很高， 因此需要采用耐高温、耐磨损的材料 制造，同时需要定期进行维护和更换 易损件。
涡轮增压器通过将废气排出发动机后 驱动涡轮，涡轮再带动压气机将空气 压缩并送入发动机，从而提高发动机 的进气压力和密度。
喷油嘴
喷油嘴是航空发动机控制系统 中控制燃油喷射的关键执行器
。
喷油嘴通过精确控制燃油的喷 射量和喷射时间，实现发动机 的燃油供给和燃烧过程的控制
。
喷油嘴通常由针阀和喷嘴组成 ，针阀用于控制燃油的流动， 喷嘴则将燃油雾化成微小颗粒 ，以便更好地与空气混合燃烧 。
喷油嘴的性能直接影响发动机 的燃烧效率和性能，因此需要 定期检查和维护，以确保其正 常工作和良好的性能。
具有输出力矩大、响应速度快的特点，适用于 大负载的场合。
气动执行器
利用压缩气体驱动，具有结构简单、可靠性高的优点。
控制算法的优化与改进
自适应控制算法
根据系统参数变化，自动调整控制参数，提 高控制精度。
鲁棒控制算法
针对不确定性因素，设计鲁棒控制器，提高 系统稳定性。
滑模控制算法
通过滑模面的设计，实现快速响应和抗干扰 能力。
通过检测发动机进气、排气和 燃油系统的压力和流量，判断
是否存在故障。
维护与保养
定期更换润滑油和滤清器
保持发动机内部清洁，防止磨损和堵塞。
定期检查涡轮和压气机
确保发动机的空气流动畅通无阻。
检查电气线路和传感器
确保发动机控制系统的正常工作和信号传输 。
调整燃油和点火系统
保证发动机的正常燃烧和功率输出。
涡轮增压器
涡轮增压器是航空发动机控制系统中 用于提高发动机进气压力的执行器。
涡轮增压器的工作温度和压力很高， 因此需要采用耐高温、耐磨损的材料 制造，同时需要定期进行维护和更换 易损件。
涡轮增压器通过将废气排出发动机后 驱动涡轮，涡轮再带动压气机将空气 压缩并送入发动机，从而提高发动机 的进气压力和密度。
喷油嘴
喷油嘴是航空发动机控制系统 中控制燃油喷射的关键执行器
。
喷油嘴通过精确控制燃油的喷 射量和喷射时间，实现发动机 的燃油供给和燃烧过程的控制
。
喷油嘴通常由针阀和喷嘴组成 ，针阀用于控制燃油的流动， 喷嘴则将燃油雾化成微小颗粒 ，以便更好地与空气混合燃烧 。
喷油嘴的性能直接影响发动机 的燃烧效率和性能，因此需要 定期检查和维护，以确保其正 常工作和良好的性能。
具有输出力矩大、响应速度快的特点，适用于 大负载的场合。
气动执行器
利用压缩气体驱动，具有结构简单、可靠性高的优点。
控制算法的优化与改进
自适应控制算法
根据系统参数变化，自动调整控制参数，提 高控制精度。
鲁棒控制算法
针对不确定性因素，设计鲁棒控制器，提高 系统稳定性。
滑模控制算法
通过滑模面的设计，实现快速响应和抗干扰 能力。
飞机发动机工作系统—燃油和控制系统
发动机燃油控制系统的发展经历了三个阶段，传统的液压机械式控制，监控型电子控制， 现代的全功能数字式发动机控制FADEC.
液压机械式控制
两大部分：燃油计量部分和燃油计算部分 燃油计量部分：通过控制计量活门开度的
大小来改变供油量。 燃油计算部分：负责感受来自发动机的工
作参数（进气温度、转子转速）、飞行情 况（飞行高度、速度等）和油门杆的位置， 计算发动机的燃油需要量，调节计量活门 的开度，以防止发动机过热、失速、喘振 和熄火。
发动机燃油系统的主要部件 其他燃油部件
发动机燃油系统的主要部件 其他燃油部件
发动机燃油系统的主要部件 其他燃油部件
燃油控制系统
发动机控制的基本方面 稳态控制：在人工指令不变的情况下，对外界干扰引起的发动机状态变化，能消除干 扰的影响，保持既定的发动机稳定工作点不变的控功能。 过渡控制：在人工指令改变的情况下，控制发动机从原有工作状态，平稳、快速、准确 地过渡到所选定的新的工作状态。 安全限制：在各种工作状态和全部的飞行条件下，保证发动机主要参数不超出安全范围。
减额定起飞推力 把起飞推力额定比最大起飞推力低的级别，它是该发动机减额定后，起飞时所能产生的最大推 力。
减起飞推力 指起飞推力低于减额定起飞推力的推力。
液压机械式控制
燃油计量部分：通过控制计量活门开度的大小来改变供油量。
液压机械式控制-民用航空发动机常用燃油控制器的共同点：
1、同燃油控制器联用的燃油泵通常有齿轮泵、柱塞泵和叶片泵。 2、控制器一般分为计算部分和计量部分。 3、改变燃油流量一般通过改变计量活门的流通面积和计量活门前、后压差实现。 4、转速调节器通常实施闭环转速控制。 5、一般燃油控制器采用三维凸轮作为计算元件，由凸轮型面给出加速的供油计划。 6、最小压力和关断活门：发动机工作时，起增压活门作用；发动机停车时，活门关闭，切断供油。 7、风车旁路活门及油泵卸荷活门：发动机工作时，风车旁路活门关闭，油泵后燃油压力上升，打开 最小压力活门向燃油总管供油；在发动机停车时，活门打开，使油泵卸荷活门处于卸荷状态，给 处于风车状态下的发动机所驱动的油泵卸荷。 8、进入燃油控制器的高压油，先经燃滤过滤。粗油滤过滤后的燃油作为主燃油；另一部分再经细i油滤过滤后 作为伺服油。
液压机械式控制
两大部分：燃油计量部分和燃油计算部分 燃油计量部分：通过控制计量活门开度的
大小来改变供油量。 燃油计算部分：负责感受来自发动机的工
作参数（进气温度、转子转速）、飞行情 况（飞行高度、速度等）和油门杆的位置， 计算发动机的燃油需要量，调节计量活门 的开度，以防止发动机过热、失速、喘振 和熄火。
发动机燃油系统的主要部件 其他燃油部件
发动机燃油系统的主要部件 其他燃油部件
发动机燃油系统的主要部件 其他燃油部件
燃油控制系统
发动机控制的基本方面 稳态控制：在人工指令不变的情况下，对外界干扰引起的发动机状态变化，能消除干 扰的影响，保持既定的发动机稳定工作点不变的控功能。 过渡控制：在人工指令改变的情况下，控制发动机从原有工作状态，平稳、快速、准确 地过渡到所选定的新的工作状态。 安全限制：在各种工作状态和全部的飞行条件下，保证发动机主要参数不超出安全范围。
减额定起飞推力 把起飞推力额定比最大起飞推力低的级别，它是该发动机减额定后，起飞时所能产生的最大推 力。
减起飞推力 指起飞推力低于减额定起飞推力的推力。
液压机械式控制
燃油计量部分：通过控制计量活门开度的大小来改变供油量。
液压机械式控制-民用航空发动机常用燃油控制器的共同点：
1、同燃油控制器联用的燃油泵通常有齿轮泵、柱塞泵和叶片泵。 2、控制器一般分为计算部分和计量部分。 3、改变燃油流量一般通过改变计量活门的流通面积和计量活门前、后压差实现。 4、转速调节器通常实施闭环转速控制。 5、一般燃油控制器采用三维凸轮作为计算元件，由凸轮型面给出加速的供油计划。 6、最小压力和关断活门：发动机工作时，起增压活门作用；发动机停车时，活门关闭，切断供油。 7、风车旁路活门及油泵卸荷活门：发动机工作时，风车旁路活门关闭，油泵后燃油压力上升，打开 最小压力活门向燃油总管供油；在发动机停车时，活门打开，使油泵卸荷活门处于卸荷状态，给 处于风车状态下的发动机所驱动的油泵卸荷。 8、进入燃油控制器的高压油，先经燃滤过滤。粗油滤过滤后的燃油作为主燃油；另一部分再经细i油滤过滤后 作为伺服油。
第十一章--航空发动机数据系统PPT课件
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)
•26.03.2024
•8
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
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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•9
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。
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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•5
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）
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。
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、
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•8
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
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。
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）
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。
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、
航空发动机过渡状态控制系统
高效能材料
新型材料如碳纤维、陶瓷等在高温度、高强度环 境下具有优异性能，将有助于提升航空发动机的 性能和稳定性。
健康监测与管理
通过实时监测和预测发动机状态，实现预防性维 护和智能决策，提高航空器的安全性和可靠性。
研究方向与重点领域
01
过渡态建模与控制策略研究
针对航空发动机过渡状态的特点，研究精确的数学模型和控制策略，以
发展趋势
随着传感器技术、计算机技术和人工智能技术的不断发展，未来的航空发动机 过渡状态控制系统将更加智能化、自适应和可靠。同时，系统将更加注重环保 和节能，以降低航空发动机对环境的影响。
02 航空发动机过渡状态控制 系统的组成与原理
组成部件
传感器
用于监测发动机的工作状态，如温度、压力、转速等。
控制器
精度评估
评估系统在过渡状态下的控制精 度，确保发动机的工作参数能够 精确控制。
性能优化策略与实施
算法优化
优化控制算法，提高系统对各种工况的适应性。
硬件配置优化
根据系统性能需求，合理配置硬件资源，提高系统整体性能。
参数调整
根据实际运行情况，调整系统参数，以达到更好的控制效果。
性能改进的潜力与方向
智能化控制
系统定义与功能
系统定义
航空发动机过渡状态控制系统是 用于控制航空发动机从启动、加 速、稳定运行到减速停车等过渡 状态的一系列软硬件设备。
系统功能
该系统的主要功能是确保航空发 动机在过渡状态下能够安全、稳 定、快速地达到预定状态，并提 高发动机的可靠性和使用寿命。
系统的重要性
安全保障
在航空发动机的过渡状态下，各 种动态参数变化剧烈，控制系统 能够确保发动机在各种工况下的 安全运行，防止超温和超速等危
新型材料如碳纤维、陶瓷等在高温度、高强度环 境下具有优异性能，将有助于提升航空发动机的 性能和稳定性。
健康监测与管理
通过实时监测和预测发动机状态，实现预防性维 护和智能决策，提高航空器的安全性和可靠性。
研究方向与重点领域
01
过渡态建模与控制策略研究
针对航空发动机过渡状态的特点，研究精确的数学模型和控制策略，以
发展趋势
随着传感器技术、计算机技术和人工智能技术的不断发展，未来的航空发动机 过渡状态控制系统将更加智能化、自适应和可靠。同时，系统将更加注重环保 和节能，以降低航空发动机对环境的影响。
02 航空发动机过渡状态控制 系统的组成与原理
组成部件
传感器
用于监测发动机的工作状态，如温度、压力、转速等。
控制器
精度评估
评估系统在过渡状态下的控制精 度，确保发动机的工作参数能够 精确控制。
性能优化策略与实施
算法优化
优化控制算法，提高系统对各种工况的适应性。
硬件配置优化
根据系统性能需求，合理配置硬件资源，提高系统整体性能。
参数调整
根据实际运行情况，调整系统参数，以达到更好的控制效果。
性能改进的潜力与方向
智能化控制
系统定义与功能
系统定义
航空发动机过渡状态控制系统是 用于控制航空发动机从启动、加 速、稳定运行到减速停车等过渡 状态的一系列软硬件设备。
系统功能
该系统的主要功能是确保航空发 动机在过渡状态下能够安全、稳 定、快速地达到预定状态，并提 高发动机的可靠性和使用寿命。
系统的重要性
安全保障
在航空发动机的过渡状态下，各 种动态参数变化剧烈，控制系统 能够确保发动机在各种工况下的 安全运行，防止超温和超速等危
航空发动机控制系统课件
案例三：某型飞机发动机控制系统的设计优化
设计优化目标
设计优化方案
优化效果评估
总结
提高某型飞机发动机控制系统 的性能和可靠性，降低故障率 。
对发动机控制系统的电路和控 制算法进行优化，采用更加先 进的传感器和执行器，提高系 统的自动化程度和智能化水平 。
经过优化后，发动机控制系统 的性能和可靠性得到了显著提 高，故障率大幅降低。同时， 系统的自动化和智能化水平也 得到了提升，提高了飞机的整 体性能。
REPORTING
日常维护与保养
01
02
03
每日检查
检查控制系统的外观是否 正常，各部件连接是否紧 固，线路是否完好等。
清洁与除尘
定期清洁航空发动机控制 系统的表面，去除灰尘和 污垢，保持清洁的工作环 境。
功能测试
对控制系统的各个功能进 行测试，确保其正常工作 。
定期维护与保养
定期更换磨损部件
01
供应量减少。
气动控制系统的工作原理
气动控制系统是利用空气作为工作介质来控制发动机的各种参数，如进气压力、进 气温度和进气流量等。
气动控制系统通常由空气压缩机、气瓶、调节阀和传感器等组成。
当发动机需要增加进气压力时，调节阀会打开，使更多的空气进入发动机；反之， 当发动机需要减小进气压力时，调节阀会关闭，使空气供应量减少。
陶瓷复合材料
陶瓷复合材料具有耐高温、耐磨损等特性，可用于制造高温部件， 提高发动机的工作温度和效率。
金属基复合材料
金属基复合材料具有高刚性和轻量化特点，可用于制造发动机的旋 转部件，提高发动机的稳定性和可靠性。
新技术的应用
人工智能技术
人工智能技术可用于航空发动机 控制系统的故障诊断和预测，提 高发动机的可靠性和安全性。
第八章 发动机综合控制系统PPT课件
进气压力传感器由压力转换元件和放大压力转换元件输出信号的 混合IC构成。
图8-11 进气压力传感器 1—硅片 2—绝对真空室 3—IC 4—滤清器 5—接线端
8.2 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理
（3）节气门体
节气门体装在空气流量计与发动机进气总管之间的进 气管上。它由节气门、怠速旁通气道、怠速调整螺钉、附 加空气阀组成。节气门与 加速踏板联动，驾驶员 通过加速踏板控制节气门 开度，对发动机的输出功 率进行控制。
8.1 电控汽油喷射系统的分类
3、按喷射方式分
（1）连续喷射方式（又称稳定喷射） （2）间歇喷射方式（脉冲喷射）
1）同时喷射 2）分组喷射 3）顺序喷射（独立喷射）
8.2 电控汽油喷射系统的分类
4、按空气流量测量方式分
（1）质量流量方式 利用空气流量直接测出吸入的空气量 （L型、LH型）。 （2）速度密度方式 根据进气管压力和发动机转速，推算 吸入的空气量，并计算燃油流量（D型）。 （3）节流速度方式 根据节气门开度和发动机转速，推算 吸入的空气量并计算燃油流量
8.2 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理
图8-18 开关量输出型节气门位置传感器特性 1—全开触点 2—怠速触点
8.2 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理
二、燃油供给系统
1. 燃油供给系统的功用
燃油供给系统的功能是向气缸内供给燃烧所需要的汽 油。汽油由电动汽油泵从油箱中泵出，经燃油管、燃油滤 清器，由压力调节器调压，然后经燃油分配管配送给各个 喷油器和冷起动喷油器，喷油器根据ECU发出的指令，将 适量的汽油适时喷入各进气歧管或进气总管。
5—通过截面积(暖机中) 6—销 7—螺旋弹簧
图8-14 石蜡式怠速附加空气阀结构 1—怠速调节螺钉 2—节气门 3—感温器 4—阀门
图8-11 进气压力传感器 1—硅片 2—绝对真空室 3—IC 4—滤清器 5—接线端
8.2 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理
（3）节气门体
节气门体装在空气流量计与发动机进气总管之间的进 气管上。它由节气门、怠速旁通气道、怠速调整螺钉、附 加空气阀组成。节气门与 加速踏板联动，驾驶员 通过加速踏板控制节气门 开度，对发动机的输出功 率进行控制。
8.1 电控汽油喷射系统的分类
3、按喷射方式分
（1）连续喷射方式（又称稳定喷射） （2）间歇喷射方式（脉冲喷射）
1）同时喷射 2）分组喷射 3）顺序喷射（独立喷射）
8.2 电控汽油喷射系统的分类
4、按空气流量测量方式分
（1）质量流量方式 利用空气流量直接测出吸入的空气量 （L型、LH型）。 （2）速度密度方式 根据进气管压力和发动机转速，推算 吸入的空气量，并计算燃油流量（D型）。 （3）节流速度方式 根据节气门开度和发动机转速，推算 吸入的空气量并计算燃油流量
8.2 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理
图8-18 开关量输出型节气门位置传感器特性 1—全开触点 2—怠速触点
8.2 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理
二、燃油供给系统
1. 燃油供给系统的功用
燃油供给系统的功能是向气缸内供给燃烧所需要的汽 油。汽油由电动汽油泵从油箱中泵出，经燃油管、燃油滤 清器，由压力调节器调压，然后经燃油分配管配送给各个 喷油器和冷起动喷油器，喷油器根据ECU发出的指令，将 适量的汽油适时喷入各进气歧管或进气总管。
5—通过截面积(暖机中) 6—销 7—螺旋弹簧
图8-14 石蜡式怠速附加空气阀结构 1—怠速调节螺钉 2—节气门 3—感温器 4—阀门
航空发动机原理 ppt课件
• 随着飞行速度的增大, 冲 压比变大
• 而且飞行速度越大,冲压 比增加的越快。
17
PPT课件
冲压比随飞行速度的变化
❖ 大气温度T0 ▪ 当飞行速度和损流动失一定时, 大气温度越高, 冲压比越低。
▪ 由于大气温度是随着飞行高度而变化的, 所以, 当飞行速度和流动损失一定时, 随着飞行高度的 变化, 冲压比变化规律:
❖ 防冰系统要求 ▪ 必须能有效地防止冰的生成
▪ 工作可靠，易于维护，不会过分增加重量，在工 作中不会引起发动机严重的性能损失
❖ 涡喷发动机
▪ 防冰部位：进气整流罩，前整流锥和压气机的进 气导向器
▪ 防冰方法：
• 热空气防冰 • 电加温或热空气与电加温混合型
31
PPT课件
❖ 举例：热空气防冰系统
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
定义
▪ 狭义：从飞机或发动机短舱进口到压气机进口的一段管道 （对于涡喷发动机） • 短舱进口到风扇进口（对于涡扇发动机）
▪ 广义：指进气系统，除了上述管道之外，还包括防喘装置、 附面层吸除装置、自动控制装置、防止外来物进入的防护装 置等
5
PPT课件
进气道的功用
19
PPT课件
亚声速进气道前方气流流动图
20
PPT课件
❖ 亚音速进气道成为超音速飞行阻碍
▪ 超音速飞行时，使用亚音速进气道会存在较强 的正激波，使总压恢复系数降低
21
PPT课件
亚声速进气道前方气流流动图
22
PPT课件
超音速进气道
❖ 超音速进气道应用 ▪ 要求从亚音速到超音速飞行范围内具有满意的 特性性能以及与发动机匹配工作 ▪ 设计和使用过程中遇到问题比亚音速复杂 ▪ 设计时精心组织激波波系，以减小激波引起的 损失
• 而且飞行速度越大,冲压 比增加的越快。
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PPT课件
冲压比随飞行速度的变化
❖ 大气温度T0 ▪ 当飞行速度和损流动失一定时, 大气温度越高, 冲压比越低。
▪ 由于大气温度是随着飞行高度而变化的, 所以, 当飞行速度和流动损失一定时, 随着飞行高度的 变化, 冲压比变化规律:
❖ 防冰系统要求 ▪ 必须能有效地防止冰的生成
▪ 工作可靠，易于维护，不会过分增加重量，在工 作中不会引起发动机严重的性能损失
❖ 涡喷发动机
▪ 防冰部位：进气整流罩，前整流锥和压气机的进 气导向器
▪ 防冰方法：
• 热空气防冰 • 电加温或热空气与电加温混合型
31
PPT课件
❖ 举例：热空气防冰系统
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
定义
▪ 狭义：从飞机或发动机短舱进口到压气机进口的一段管道 （对于涡喷发动机） • 短舱进口到风扇进口（对于涡扇发动机）
▪ 广义：指进气系统，除了上述管道之外，还包括防喘装置、 附面层吸除装置、自动控制装置、防止外来物进入的防护装 置等
5
PPT课件
进气道的功用
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PPT课件
亚声速进气道前方气流流动图
20
PPT课件
❖ 亚音速进气道成为超音速飞行阻碍
▪ 超音速飞行时，使用亚音速进气道会存在较强 的正激波，使总压恢复系数降低
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PPT课件
亚声速进气道前方气流流动图
22
PPT课件
超音速进气道
❖ 超音速进气道应用 ▪ 要求从亚音速到超音速飞行范围内具有满意的 特性性能以及与发动机匹配工作 ▪ 设计和使用过程中遇到问题比亚音速复杂 ▪ 设计时精心组织激波波系，以减小激波引起的 损失
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8.1.3 基本概念
为了得到最有利的发动机工作状态，最好能同时调 节尽可能多的工作参数
例如转速，涡轮前燃气总温，通过发动机的空气流量， 燃烧室的余气系数等 但这要求在发动机上安装大量的传感器和调节器，从而 使发动机的结构和使用变得很复杂
通常是尽可能将被控参数的数目减少，即只调节决 定发动机工作状态的最基本的参数
复合控制:
复合控制系统是开环和闭环控制的组合控制系统 这种控制系统蒹有开环和闭环控制系统的优点，即 控制及时(响应快)又准确(精度高)，工作稳定，但 控制器的结构较复杂。
8.2 液压机械式发动机控制系统
发动机控制系统分类
液压机械式 监控型电子式 全功能数字电子式 目前为止民用航空发动机上使用最多的控制器 它有良好的使用经验和较高的可靠性 它除控制供往燃烧室的燃油外，还操纵控制发动机可变 几何形状，例如可调静子叶片、放气活门、放气带等， 保证发动机工作稳定和提高发动机性能
按照驾驶员要求的推力，根据发动机的工作状态和飞机 的飞行状态，在发动机的工作限制之内，依据计算系统 计算的流量向燃烧室供应燃油 由压力调节活门用来感受计量活门进、出口的压力，保 持压差不变，使供油量只与计量活门的流通面积有关
实现方法
组成
q m , f A 2 p
粗油滤和细油滤、计量活门、压力调节活门、最小压力 和切断活门、风车旁路和停车活门、自动储备推力和环 境压力伺服等部件。
从液压机械式控制向数字电子控制的过渡 在原有的液压机械式控制器基础上，再增加一个发 动机电子控制器（EEC），两者共同实施对发动机 的控制 在这种类型的发动机控制中
液压机械式控制器
作为主控制器负责发动机的完全控制，包括启动、加速、减 速控制，转速控制
发动机电子控制
具有监督能力，对推力（功率）进行精确控制，并对发动机 重要工作参数进行安全限制 由于电子控制便于同飞机接口，易于推力管理，状态监视， 以及信号显示和数据储存
EEC的电液转换（如何把电信号转换为液压信号）
EEC的安全可靠性
EEC供电
EEC安装
因为那里是发动机上环境相对较好的地方，安装有减振座，采 用大气冷却 也有的EEC位于电子设备舱。
主油泵
燃油控制器
燃油／滑油热交换器
加热燃油，同时冷却滑油
燃油喷嘴: 雾化燃油，分为雾化型（双路离心式喷嘴）、气 动式和蒸发型等
增压/泄油活门(PD活门)
增压活门
在供油压力大于预定值时打开（一般在慢车之前），停车时 和低转速时关闭。工作时增压使燃油在预定压力下流入燃油 总管，控制到副油路的燃油流量，起到分配活门的作用; 停车时打开将燃油总管中的燃油放回到油箱。发动机工作时 关闭。
放气活门VBV（Variable Bleed Valve）和导向叶片VSV （Variable Stator Vane）的控制。 涡轮间隙TCC（Turbine Clearance Control）的控制
8.1.2 发动机控制的内容和方法
推力控制
根据发动机的工作状态和飞机的飞行状态，计量供给然 烧室的燃油，获得所需的推力。推力控制包括: 转速控制、 压比控制、反推力控制。 过渡控制的目的是使发动机过度过程能迅速、稳定和可 靠地进行。一般包括有: 起动、加速和减速过程的控制及 压气机的防喘控制。 安全限制的目的是保证发动机安全正常的工作。防止超 温、超压、超转和超功率。安全限制系统只有当出现有 超温、超压、超转和超功率是才起作用而工作。
图10-9 柱塞泵
离心泵
8.2.3 燃油控制器
功用
感受各种参数，按照驾驶员的要求，向燃烧室供应足够 的燃油，使发动机产生需要的推力 控制器按照预先确定的供油计划，作为油门杆角度、压 气机出口压力、压气机进口温度和发动机转速的函数调 节供油量。 计量系统 计算系统
组成
计量系统
功用
液压机械式及气动机械式燃油控制器
液压机械式控制器
计算是由凸轮、杠杆、滚轮、弹簧、活门等机械元 件组合实现的，由液压油源作为伺服油（控制油） 计算则是由薄膜、膜盒、连杆等气动、机械元件组 合进行的，使用压气机空气作为伺服介质 低压燃油泵，加热器，主油泵，燃油滤，燃油控制 器，流量传感器，燃油／滑油热交换器，增压泄油 活门，燃油总管，喷油嘴
EEC应用
JT9D-7R4、RB211-535E4、CFM56-3、CT7等发动机
通过力矩马达与液压机械式控制器联系，实现电液转换 EEC的计算结果以电信号输出给力矩马达 力矩马达将信号转换成液压信号控制燃油流量 电子控制器若有故障，可退出工作 驾驶员按一下按钮即可使液压机械式控制器恢复全部控制 专用发电机供电，飞机电源可作为EEC的备用电源及地面试 验电源 一般安装在风扇机匣的外侧
燃油泵、滑油泵、液压泵等 燃油经燃油泵增压后，供往发动机喷嘴 高压燃油还作为能源，用来驱动执行元件 容积式泵 叶轮式泵
燃油泵的功用
油泵的分类（根据增压原理划分）
(1)容积式泵
容积式泵是依靠泵的抽吸元件作相对运动，交替改变元件间 的自由容积进行吸油、排油的 供油量取决于元件一次循环运动中自由容积变化的大小。在 一定的供油量下，泵根据出口处的液体流动阻力来建立压力。 这类泵在航空发动机上应用最广，如：柱塞泵、齿轮泵、旋 板泵（叶片泵）
指令机构（油门杆）
放大元件（档板活门）
执行元件（随动活塞）
它控制柱塞泵斜盘的角度，从而改变供油量;
供油元件（柱塞泵）
图10-4 开环控制系统
开环控制系统工作原理
当飞行高度增加时，进入发动机的空气流量减少,同时也使 PH＊减小，控制器和膜盒同时感受到这一干扰量的变化，于 是膜盒膨胀,通过杠杆使档板活门的开度增大，随动活塞上 腔的放油量增大，使随动活塞上移 并带动柱塞泵的斜盘角变小, 供油量减少与空气流量的减少 相适应，从而保持转速不变
随动活塞向下移动，使柱塞泵的斜盘角变小，供油量减 少,使转速恢复到给定值
分油活门两个突肩堵住的上下两条油路打开 随动活塞的上腔与高压油路相通 下腔与回油路相通
如何通过调节油门给定转速
当推油门时，则通过传动臂，齿轮，齿套等来改变 调准弹簧力转速给定值改变 控制器相应地调节供油量，将转速调到给定值 具体工作原理
计算系统
功用
感受各种参数，在发动机所有工作阶段控制计量部分的 输出 感受参数有发动机转速，压气机出口总压，压气机出口 总温，压气机进口总温，油门杆角度等
组成
计算系统由压气机出口压力传感器、压气机出口压力限 制器、转速调节器、压气机进口温度传感器及操纵机构 等组成
8.3 监控型电子控制
气动机械式调节器
8.2.1液压机械式发动机控制系统组成
组成各部件的功用
低压燃油泵
向发动机高压泵提供所需燃油压力和流量
加热器
热空气来自压气机，对燃油加热，防止燃油结冰
给燃油增压。分为柱塞泵和齿轮泵两种，它们都属于容积泵 根据发动机的工作状态和飞机的飞行状态，计量供给然烧室的 燃油
图10-3 闭环控制系统
闭环控制系统的工作过程
发动机稳定工作时
发动机的转速和给定值相等，分油活处于中立位置 控制器各部发都处于相对静止状态
当外界条件变化引起发动机的转速增加（如何减小 qmf）
分油活门向上移动
n增加敏感元件离心飞重的离心力变大，张角变大，其轴向 力变大，大于调准弹簧力
泄油活门
燃油滤
由油滤，旁通活门和压差电门组成 旁通活门的功用是当油滤堵塞或油滤进出口的压差达到 一定数值时打开，直接供油 压差电门的功用是当油滤堵塞或油滤进出口的压差达到 一定数值时接通，警告灯亮。但发动机仍能正常工作， 只是指出油滤堵塞应清洗油滤
8.2.2 燃油泵
油泵是一种将机械能转变成压力能的机械 航空发动机中油泵分类（根据用途划分）
思考
闭环控制的优缺点
控制器感受的不是外界的干扰量，而是直接感受发 动机（被控对象）的被控参数（转速） 当被控参数有了偏离后，才被控制器感受，再进行 控制，使被控参数重新恢复到给定值 由于它是按被控参数的偏离信号而工作的，故称闭 环控制的工作原理为偏离原理。 它的优点是控制比较准确，但控制不及时，滞后
过渡控制
安全限制
发动机工作限制
在地面条件下工作时所受限制
最大转速 贫油熄火 涡轮前燃气总温的最高值 压气机喘振边界
在空中条件下工作时
高空低速时受燃烧室高空熄火的限制
因为高空空气稀薄，燃油雾化质量差，难以稳定燃烧
低空高速时受压气机超压限制
图10-1 发动机安全工作范围
开环控制
控制器与发动机的关系以及信号传递的关系形成一 个开路,故称为开环控制系统