三、發(fā)動機(jī)點火
各種航空發(fā)動機(jī)都設(shè)有點火系統(tǒng)。點火系統(tǒng)的作用是使燃燒室內(nèi)的燃料混合氣點燃
燃燒。
按照點火裝置的不同,有電點火和其他形式的點火。所謂電點火,就是利用點火裝置
把飛機(jī)上的直流電壓或交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏好}沖,加到電嘴上使其產(chǎn)生火花放電。其他形
式的點火,用于發(fā)動機(jī)起動的有易燃化學(xué)物點火,煙火點火,用于發(fā)動機(jī)加力的有火舌點火(射流點火)、催化點火等。
,電點火分為電感式和電容式系統(tǒng),電感式點火系統(tǒng)的單個火花能量小,一般在 "
以下,所以又稱為低能點火系統(tǒng),第一代和部分第二代戰(zhàn)斗機(jī)的點火系統(tǒng)主要是電感式點
火系統(tǒng)。電容式點火系統(tǒng)的單個火花能量大,一般在 "% &以上,所以又稱為高能點火系
統(tǒng)。
高能點火系統(tǒng)是 &"世紀(jì) "年代發(fā)展起來的,已在國際上得到廣泛應(yīng)用。英、美等國
已于 ’"年代用他取代了電感式點火系統(tǒng)。前蘇聯(lián)也從米格 ( &)飛機(jī)開始轉(zhuǎn)為高能點火,
在我國新型戰(zhàn)斗機(jī)上也開始采用高能點火系統(tǒng)。
*+高能點火部分第二代戰(zhàn)斗機(jī)和第三代戰(zhàn)斗機(jī)主要采用高能點火系統(tǒng)。根據(jù)點火裝置輸出電壓的大小,高能點火系統(tǒng)分為高壓電容放電系統(tǒng)和低壓電容放電
系統(tǒng),前者與高壓沿面電嘴配套,后者與半導(dǎo)體電嘴配套。高能點火系統(tǒng),多數(shù)用直流電
源,少數(shù)用交流電源。
(*)基本原理
我們知道,電感式點火系統(tǒng)的火花頻率和斷續(xù)器觸點的振動頻率相同。觸點每斷開一
次,就把電感線圈中儲存的磁場能釋放出來,轉(zhuǎn)換成電嘴上的火花能。所以他的火花能量
和火花功率都小,一般前者在 "以下,后者在 &,以下。
如果斷續(xù)器的觸點斷開后,把磁場能轉(zhuǎn)換成電容器中的電場能儲存起來,經(jīng)觸點幾百次通斷,電容器中就會儲存較多的能量。然后再使電嘴產(chǎn)生火花放電,就可得到較大的火花能量。這就是高能點火的基本原理。累積存儲能量的電容器稱為儲能電容器。
高能點火系統(tǒng)的基本原理電路如圖 *" (’ (所示。圖 -*是電源電壓; ./是變換器; -&是 ./的輸出電壓。當(dāng) -*是直流電時, ./或是振子變壓器,或是晶體直流變換器;當(dāng) -*是交流電時, ./是升壓變壓器。可見, ./的作用是將電源電壓變換成高電壓脈沖,向儲能電容器 0充
電。圖 *" (’ (+高能點火系統(tǒng)的(&)特點基本原理圖在高能點火系統(tǒng)中,電嘴的火花能量取決于儲能電容器的儲能,即取決于電容器的電容量和放電管的擊穿電壓。儲能電容器儲存的能量,是變換器對其多次充電累積起來的。電容器各次充電的電壓、電流和時間是按一定規(guī)律變化的,變換器的種類不同,系統(tǒng)的參數(shù)不同,這種規(guī)律也不
•*)’1•
同。為了使儲能電容器進(jìn)行一次放電,所需要的充電次數(shù)和系統(tǒng)的許多參數(shù)有關(guān)。高能點火系統(tǒng)具有許多優(yōu)點,主要有:可直接點燃燃燒室內(nèi)的燃料空氣混合氣,不需要預(yù)燃室、專用的起動供油系統(tǒng)和附加
的點火補(bǔ)氧裝置等;儲能電容器的儲能大,可從 " %。所以火花能量大,比電感式點火系統(tǒng)的火花能
量大數(shù)百倍,并且點火具有較高的效率和可靠性;可根據(jù)發(fā)動機(jī)的特性選擇火花能量和火花持續(xù)時間;在發(fā)動機(jī)工作不穩(wěn)定時,可以幫助維持燃燒。 &火舌點火某型飛機(jī)雙涵道渦扇發(fā)動機(jī)的加力點火方式為火舌點火。采用火舌點火的原因主要有:
•
雙涵道渦扇發(fā)動機(jī),由于有外涵道,在加力燃燒室進(jìn)口處的燃?xì)鉁囟却蟠蠼档停瑢恿θ紵业钠饎釉黾恿撕艽蟮睦щy。
•
若采用電點火,從結(jié)構(gòu)上講是簡單的,但電嘴的火花能量和功率必須足夠大,相應(yīng)的點火裝置的重量體積增加。同時,電嘴容易氧化積炭。
•
采用以往單涵道發(fā)動機(jī)那種預(yù)燃室,從加力燃燒室的工作看,提高了可靠性,但由于氣體繞流,增加了加力燃燒室的氣流損失,因此也沒采用預(yù)燃室。
•
由于渦輪的靜子和轉(zhuǎn)子葉片采用了空心定向單晶葉片,葉片的熱負(fù)荷承受能力大大增強(qiáng),為火舌穿過葉片通道提供了保障。
•
采用脈沖點火,脈沖作用時間很短,僅為 ’"( )"*+,加上高效率、大強(qiáng)度的渦輪葉片,使火舌點火系統(tǒng)被選為雙涵道渦扇發(fā)動機(jī)的加力點火系統(tǒng)。(*)組成
加力火舌點火系統(tǒng)主要由定量調(diào)節(jié)器、射流噴嘴、離心噴嘴、電子調(diào)節(jié)器內(nèi)的加力控制組合、最小加力電磁活門和燃油壓力信號器、輸油圈、兩個電離火焰?zhèn)鞲衅鳌⒓恿π盘枱舻冉M成。
定量調(diào)節(jié)器是電動、液壓、循環(huán)噴油式。油門桿每次從非加力區(qū)域移到加力區(qū)域,有三次噴射,每次噴射持續(xù)時間為 "( )"*+,間隔時間為 ", )"+。定量調(diào)節(jié)器的功用是根據(jù)發(fā)動機(jī)綜合電子調(diào)節(jié)器的指令,由定量調(diào)節(jié)器向火舌點火系統(tǒng)噴射定量燃油。
射流噴嘴在主燃燒室的上部。
離心噴嘴在加力燃燒室左上部。
()工作
在加力狀態(tài)接通條件滿足時,發(fā)動機(jī)綜合電子調(diào)節(jié)器內(nèi)加力控制組合向定量調(diào)節(jié)器發(fā)出三次作用時間為 "( )"*+,間隔時間為 ", )"+的脈沖,定量調(diào)節(jié)器工作,產(chǎn)生三次油壓輸往射流噴嘴和離心噴嘴。射流噴嘴在主燃燒室形成火舌。火舌穿過兩級渦輪,在加力燃燒室前部加強(qiáng),形成火帶,點燃第五輸油圈形成的混合氣,將加力燃燒室點燃。
如果在第一次脈沖時,加力燃燒室已被點燃,離子火焰?zhèn)鞲衅飨蚣恿刂平M合反饋信號,關(guān)閉去火舌點火系統(tǒng)的脈沖信號,火舌點火系統(tǒng)停止工作,加力信號燈亮。如果加力火舌點火系統(tǒng)的三次脈沖均未點燃加力燃燒室,只需將油門桿從加力狀態(tài)收 •*(-,•
到非加力狀態(tài),再推到加力狀態(tài),加力火舌點火系統(tǒng)又重新工作。
第三節(jié) 發(fā)動機(jī)綜合電子調(diào)節(jié)器
一、模擬式電調(diào)
"組成和功用航空發(fā)動機(jī)電子控制裝置簡稱為電調(diào),主要有兩大類:模擬式和數(shù)字式。 世紀(jì) %年代模擬式電調(diào)開始使用,但多數(shù)是用作極限控制,如斯貝發(fā)動機(jī)的限溫裝
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