737NG 發動機控制(一)

發動機控制系統通過控制燃油流量來控制發動機,以下是發動機控制系統主要部件:

  • 飛機數據接口
  • 傳感器
  • 電子發動機控制EEC
  • 液壓機械組件HMU
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發動機控制--一般描述

  • EEC

EEC是發動機燃油金額控制系統的主要部件

  • DEU

EEC通過DEU獲得飛機上眾多系統的數據,EEC發送發動機數據給飛機,所有這些數據均通過DEU1或者DEU2。

  • 自動油門計算機

自動油門計算機從EEC處獲得推力解析角度和發動機愛最大額定推力。自動推力計算機使用這些數據來計算推力杆角度(TLA),自動推力計算機能夠操作推力杆。

駕駛艙中的一些操作直接將控制數據傳輸給發動機上的相關部件。

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發動機控制--接口

發動機燃油與控制系統與飛機其他系統和部件有數字和模擬接口。EEC使用數字和模擬輸入數據來計算發動機燃油和控制的輸出以便控制發動機。EEC也給飛機的其他系統提供數據,以下數據給出了發動機的狀態:

發動機燃油和控制系統到發動機的連接

EEC與以下發動機系統和部件有接口:

  • 發動機識別銷
  • HMU
  • 發動機空氣控制系統
  • 發動機傳感器
  • 燃油流量傳感器
  • EEC發電機
  • 點火系統

發動機識別銷

EEC使用發動機識別銷來獲得額定推力和其他發動機信息

HMU

HMU為發動機燃燒室提供計量的燃油用於燃燒,也為伺服系統提供伺服燃油用來操作發動機系統。HMU從EEC處獲得電指令來控制發動機燃油。HMU同樣從啟動手柄和火警手柄獲得指令來控制HPSOV。

發動機空氣控制

EEC通過HMU伺服燃油系統來控制發動機推力所需的空氣流量以及渦輪間隙控制系統。以下是EEC通過HMU控制的伺服燃油系統:

  • VSV
  • VBV
  • TBV
  • LPTACC
  • HPTACC

發動機傳感器

EEC使用各種發動機傳感器的輸入數據來計算發動機燃油和控制輸出用以控制發動機,以下是發動機傳感器:

  • T12(進口總溫)
  • PT25(高壓壓氣機進口溫度)
  • T3(高壓壓氣機出口溫度)
  • HPTACC傳感器
  • T49.5(低壓渦輪第二級出口溫度)
  • P0(進口靜壓)
  • PS3(高壓壓氣機出口壓力)

燃油流量傳感器

燃油流量傳感器發送燃油流量信息給EEC,EEC將這些信息發送給DEU,DEU將燃油流量和其他的發動機參數一起顯示出來。

EEC發電機

EEC發電機是EEC的正常電源供電。

點火系統

EEC控制飛機上的交流電源給左右點火系統供電。

燃油控制系統和飛機的連接

發動機燃油和控制系統與飛機以下系統和部件有一個接口

  • DEU
  • 啟動手柄停止指令
  • 發動機火警電門
  • 交流轉換匯流條1或者2
  • 自動油門計算機
  • 推力杆角度
  • 發動機支柱
  • 反推套筒位置

DEU

ADIRU發送總壓和總溫數據給EEC,EEC使用這些數據來控制發動機的推力。FMC控制CDU,FMC通過DEU得到併發送CDU指令給EEC,FMC也通過DEU提供一些飛機數據給EEC。CDU顯示EEC的維護信息,並且發送指令給EEC來執行BITE測試。FDAU收集發動機參數數據,它將發送這些數據給FDR。

發動機火警電門

當提起發動機手柄,發動機火警電門發送一個閉合的指令給HPSOV,這將阻斷流往燃燒室的計量燃油。

交流轉換匯流條1或者2

當EEC發電機無法為EEC提供電源時,EEC便使用飛機交流轉換匯流條得電源。

自動油門計算機

自動油門計算機接收推力杆解析角度(TRA)和其他來自EEC的發動機數據,自動油門計算機使用這些數據來控制推力手柄。

推力杆角度解析器

移動推力手柄來發送發動機推力指令給EEC,EEC通過推力杆角度解析器得到這些指令。

發動機吊架

發動機吊架給出了飛機型號和發動機位置數據給EEC,EEC使用飛機型號信號來確定最大取證推力和N1參考轉速。

反推

EEC監控反推滑套位置,同樣控制反推內鎖工作來控制反推操作。

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發動機控制--部件位置

發動機左側有以下控制相關的部件:


  • T3傳感器
  • PS3壓力端
  • EEC發電機
  • PT25傳感器
  • HMU
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發動機右側有以下控制系統相關部件

  • EGT線束
  • TCC傳感器
  • ID插頭
  • EEC
  • T12傳感器
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發動機控制--PT25傳感器


PT25傳感器提供高壓壓氣機入口溫度數據給EEC,EEC使用該數據來控制以下部件:

  • 瞬態放氣活門TBV
  • 可變放氣活門VBV
  • 可變靜子片VSV

PT25傳感器有兩個電插頭給EEC兩個通道提供數據。

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發動機控制--T12傳感器

當飛機在地面上或者起飛後5分鐘之內,T12溫度傳感器提供風扇入口總溫數據給EEC。在空中並且起飛5分鐘以後,EEC使用這些數據來計算選擇的總溫:

  • 來自激活的EEC通道的T12
  • 來自備用EEC通道的T12
  • 來自ADIRU 1的總溫
  • 來自ADIRU 2的總溫

EEC使用總溫來控制以下部件:

  • 發動機推力管理
  • VBV
  • VSV
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發動機控制--T3傳感器


T3是熱電偶傳感器,測量9級壓氣機的排氣溫度。T3傳感器發送這個溫度數據給EEC。EEC使用T3溫度數據來控制BSV活門和HPTACC(高壓渦輪主動間隙控制)這種雙金屬的傳感器產生與溫度成正比的電流值,當溫度上升時,電流值上升;溫度下降時,電流值下降。


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發動機控制--TCC傳感器


渦輪間隙控制(TCC)傳感器給EEC提供來自高壓渦輪殼的溫度數據,EEC使用這些數據控制高壓渦輪主動間隙控制活門HPTACCV。TCC傳感器是熱電偶式的,從發動機機匣伸到HPT罩環處。由一個金屬墊片控制傳感器伸入到發動機機匣中的深度。

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電子發動機控制EEC

EEC是發動機的主要控制,EEC使用來自發動機和其他飛機系統的數字和模擬信號來控制監控發動機。EEC發送發動數據給其他飛機系統。

  • EEC電接頭

EEC上有一些電接頭。EEC使用這些電接頭來發送並接收來自飛機和發動機的數據。電接頭從J1--J10。

發動機識別銷連接在P11接頭上,識別塞給EEC提供發動機的構型參數。

  • EEC的空氣接頭

EEC上也有空氣接頭,這些接頭從飛機的不同區域獲得空氣壓力,EEC其中之一的功能就是使用傳感器將這些空氣壓力轉換為數字信號。以下是EEC接收的空氣壓力信號:

  • P0外部環境靜壓
  • PS3高壓壓氣機排氣壓力

每一個EEC通道均有一個P0傳感器,EEC從ADIRU和EEC中的P0壓力傳感器處獲得P0數據。EEC通過其底部的一個開口端感受P0,由於EEC的P0感受端在風扇整流罩裡,EEC需要修正P0值以獲得外界壓力。

當EEC在正常模式下,EEC使用P0來為發動機推力管理系統計算飛機速度。當EEC在備用模式下,EEC使用P0來估算PT或者尋找假設PT。

每一個EEC通道有一個PS3傳感器,EEC使用PS3來防止高壓壓氣機喘振,確保引氣壓力值在最低允許值之上。如果引氣壓力在最低值以下,EEC將增加最小慢車轉速。如果壓氣機接近失速,EEC控制VSV/VBV/TBV來保護壓氣機。硬管和軟管獲得PS3空氣壓力並傳遞給EEC底部的PS3空氣接頭。

  • 功能描述

EEC有兩個通道分別為A和B,每個通道均能控制發動機,當一個通道激活時,另一個通道便處於備用模式。A/B通道通過通道間數據鏈進行交流(CCDL)。

每一個EEC通道有驅動電路,驅動電路將數字指令信號轉換為模擬信號,然後輸送給發動機和飛機作動筒和電磁閥。EEC的一個通道不能控制另一個通道的驅動電路。

每個EEC有自己的傳感迴路,傳感器迴路用來讀取發動機和飛機上各種傳感器的信號。EEC中激活的通道可以使用CCDL讀取A或者B通道的輸入數據。激活的通道選擇最佳的信號或者信號的平均值來計算控制發動機的數值。

如果激活的通道不可用時,備用通道便成為主用。如果EEC的一個通道不可用時,EEC便轉換到雙通道模式。雙通道模式使得激活的通道可以使用來自雙通道的傳感器迴路信號來控制發動機。如果一個通道不可用,BITE記憶中便存儲一個故障信息。EEC的這些故障將會導致發動機控制燈和主警告燈點亮。如果發動機控制燈亮了,飛機不可放行。

EEC一般工作在雙通道模式,當EEC發電機僅給一個通道供電時,EEC進入單通道模式,由EEC發電機供電的通道成為主用通道,另一個成為備用,備用通道通過飛機轉換匯流條得到電源。EEC同樣在兩個通道無法交互數據時轉為單通道模式,當EEC在單通道模式時,激活的通道僅僅使用自己的傳感器迴路來控制發動機。

當雙通道都正常時,A/B通道交替使用,即每次發動機啟動,控制通道將進行一次轉換。這種轉換髮生在前一次發動機運轉過程中N2超過76%並且新的主用通道沒有故障或者比新的備用通道故障更少。

以下是EEC的主要功能:

  • 輸入信號的校驗和處理
  • 啟動、關斷和點火控制
  • 發動機功率管理
  • 發推控制
  • 發動機核心控制
  • 高壓渦輪主動間隙控制和低壓渦輪主動間隙控制
  • 自檢
  • 駕駛艙指示

輸入數據校驗和處理

EEC從發動機和飛機的其他系統獲得數字和模擬信號,其中的一些數據有多個來源,這將提高發動機的可靠性,即當一個數據來源失效時EEC可以從其他來源獲取數據。如果EEC檢查所有數據來源均可用,它將使用最佳的數據來控制發動機。比如:T495(低壓渦輪噴嘴溫度),有四個探頭在第二級低壓渦輪出口,該溫度也即EGT,每一個EEC通道得到兩個EGT數值,如果四個信號均可用,EEC將輸出這四個信號的平均值作為EGT溫度,如果其中一個不在範圍內,其他三個信號的平均值將被用來控制發動機。當EEC發現一個信號不可用時,該失效信息將被存儲在BITE記憶中。

如果一個數據信號的所有來源均不可用,EEC將使用一個默認的安全失效值來控制發動機。

啟動、關斷和點火控制

EEC增強了人工啟動,和其他737飛機一樣,增強人工啟動使用的基本程序相同。不過,增強人工啟動增加了溼啟動和熱啟動保護。

當機組將啟動手柄置於CUTOFF位時,EEC控制發動機自動關斷。

在啟動階段,EEC控制選擇哪個點火系統點火,當出現熱啟動/溼啟動時,EEC控制點火系統不激勵。EEC同樣在發動機出現不正確的降速時,自動激勵點火系統。

發動機功率管理

EEC使用N1轉速、環境壓力、環境溫度來計算發動機推力。EEC使用N1轉速來控制發動機推力。機組使用推力手柄來增加和減少發動機推力,EEC從推力杆解析器得到推力杆角度信息(TLA),解析器發送推力杆解析角度(TRA)給EEC。可以通過發動機監控頁面看到TRA角度。

反推控制

EEC使用反推滑套位置來限制反推力直到反推手柄收上。EEC激勵反推內鎖電磁閥將反推手柄鎖在釋放位,當反推滑套打開超過60%時,電磁閥斷電使得反推手柄繼續拉出至全伸出位以增加反推力。

發動機核心機控制

EEC有硬件和軟件限制來使得發動機安全穩定地工作,EEC限制以下發動機參數:

  • N2轉速
  • PS3(高壓壓氣機靜壓)
  • 燃油流量

EEC控制以下發動機系統和部件來確保發動機參數在正常範圍內:

  • 發動機燃油流量
  • BSV
  • 可變靜子葉片VSV
  • 可變放氣活門VBV
  • 瞬態放氣活門TBV

HPTACC和LPTACC控制

EEC加溫或者冷卻渦輪殼體來控制高壓和低壓渦輪葉尖間隙。

BITE

EEC可以為發動機排故和維修提供故障數據。使用CDU來進行排故以及發動機系統的地面測試。同樣可以使用CDU監控EEC輸入和輸出。僅當飛機在地面時,可以通過CDU獲得BITE數據。

發動機指示

EEC給CDS系統的DEU提供數據,CDS系統DU將發動機主、次參數顯示出來。

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發動機控制--發動機識別銷

發動機識別銷給EEC提供發動機構型數據,以下是發動機識別塞數據:

  • 發動機類型
  • N1配平值
  • 額定推力
  • 發動機狀況監控
  • 發動機燃燒室構型
  • BSV狀態

當拆換EEC時,發動機識別銷與發動機保持在一起。識別銷不包括髮動機的序號,更換髮動機時,需要在FMC CDU上重新輸入新裝上的發動機的序號。

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發動機控制--EEC發電機

EEC發電機通常為EEC提供電源供應,EEC發電機是EEC的基本電源來源。交流轉換匯流條1和交流轉換匯流條2分別是1發和2發EEC的另一個電源來源。當EEC發電機無法供電時,轉換匯流條便為EEC供電。

EEC發電機的定子有兩個獨立的線圈,一個為A通道供電,一個給B通道供電。當EEC發電機不能給A或者B通道供電時,飛機電源系統會轉而供電。如果N2轉速超過15%,發電機不能給EEC的某一個通道提供良好的電源品質時,BITE記憶存儲一個故障信息,這種情況同時使得EEC進入單通道控制。

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發動機控制--EEC電源供應--功能描述

EEC中兩個轉換繼電器使得轉換匯流條給EEC提供電源。其中一個繼電器給A通道供電,另一個給B通道供電。

1發的交替電源繼電器在J22盒子裡,該繼電器被DEU控制,這個繼電器有兩個觸點,一個是A通道,一個是B通道,當被激勵時,交替電源繼電器將轉換匯流條的電源通過EEC轉換繼電器提供給EEC。以下任一情況將會使得DEU激勵交替電源繼電器:

  • 發動機啟動手柄設置在慢車位
  • 發動機啟動電門設置在GRD位
  • 發動機啟動電門在CONT位
  • CDU被設置在發動機維護頁面

在發動機啟動時,EEC從轉換匯流條處得到電源,EEC發電機轉速邏輯傳感器監控EEC發電機的轉速,當N2轉速超過40%並且發電機的電源品質良好,EEC激勵轉換繼電器,於是EEC發電機開始給EEC供電。

如果一套發電機線圈失效,相應通道的轉換繼電器閉合,此時該通道通過飛機交流電源系統得電,另一個通道繼續從EEC發電機處得電。

如果兩套發電機線圈失效,兩個通道均通過EEC轉換繼電器從飛機交流轉換匯流條上得電。

如果EEC的兩個通道正常,其中一個通道無法從EEC發電機得電,此時發動機控制自動轉變到另一個使用EEC發電機供電的通道,此時EEC存儲一個維護信息,該信息可以在發動機維護頁面顯示。EEC沒有發電機供電的那側通道將從飛機交流轉換匯流條系統得到電源。

如果EEC處於單通道模式(另一個通道不可用),EEC發電機停止向激活的通道供電,該激活通道從轉換匯流條得電並且在EEC記憶中存儲一個不可放行的故障。當在地面時,這個信息在CDU發動機維護頁面顯示,同時使得發動機控制等和主警告燈點亮,此時必須排除故障。

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