737NG 發動機燃油與控制——燃油分配

燃油與控制系統

燃油與控制系統計算發動機達到指令推力所需的燃油量,將計量的燃油供往燃燒室。發動機燃油與控制系統同時也提供必須的燃油給發動機空氣系統以便發動機高效穩定地工作。

發動機燃油與控制系統有以下三個子系統:

  • 燃油分配
  • 燃油控制
  • 燃油指示
737NG 發動機燃油與控制——燃油分配

所有的燃油與控制部件在發動機上,飛機燃油系統提供燃油給發動機燃油與控制系統。飛機同時發送/接收數字或模擬控制信號給/從發動機燃油控制系統,發動機燃油與控制系統使用這些信號來控制發動機並將發動機的狀態信息傳輸給飛機其他系統。

  • EEC

EEC控制發動機燃油與控制系統。EEC有A/B兩個通道,均使用輸入的數據計算並將指令值發送給發動機燃油與控制系統。

  • 飛機燃油系統

飛機燃油系統從主油箱和中央油箱提供增壓的燃油。在到達發動機之前,燃油會經過油箱增壓泵、翼梁活門。

  • 發動機吊架

發動機吊架上有一個插頭提供飛機型號數據給EEC,EEC據此判斷飛機的最大取證推力,取證推力不同於發動機的額定推力。最大取證推力是指當推力手柄推到最大止動位時發動機所產生的推力,額定推力是指自動油門指令的最大推力。插頭同時會告訴EEC發動機的安裝位。

  • 發推系統

EEC從LVDT獲得反推滑套的位置,在反推滑套移動過程中,EEC使用這個位置信息來限制發動機推力。在空中,如果EEC發現反推滑套放出,它將指令發動機慢車。EEC發送反推滑套的位置信息給DEU以顯示在DU上。

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  • 控制檯

EEC使用油門杆解析器TLR來得到油門杆解析角度TRA,以此計算發動機的指令推力。EEC同樣發送TRA給自動油門計算機。

啟動手柄和滅火手柄直接發送信號給HMU中的高壓關斷活門HPSOV,這使得機組可以在正常或者應急情況下關斷髮動機。EEC不能關閉HPSOV。

在慢車位,啟動手柄通過DEU發動一個啟動信號給EEC,同時也直接發送點火電源給EEC,EEC操作發動機點火系統。

  • 發動機活門關閉燈

發動機活門關閉燈顯示HPSOV的位置。該燈明亮時指示活門正在轉換位置或者不在指令位。當活門在指令關閉位時,該燈暗亮。當活門在指令打開位時該燈熄滅。

  • DEU

EEC通過DEU從以下飛機系統和部件獲得輸入:

  • 發動機與燃油指示
  • 啟動手柄慢車或者關斷指令位
  • ADIRU1/2
  • FMC和CDUs
  • FDAU飛行數據採集組件

EEC通過發動機上的諸多傳感器給DEU發送輸入數據,DEU發送其中的一些數據給顯示組件DUs作為發動機的主、次參數顯示。

ADIRU通過DEU發送大氣總壓、靜壓和總溫數據給EEC,EEC利用這些數據來控制發動機推力。

FMC給CDU和DEU之間提供一個連接,FMC也為EEC提供目標推力。CDU顯示EEC的維護信息,併發送指令給EEC以進行BITE測試。

FDAU收集發動機參數,記錄在FDR中。

  • 發動機控制燈和EEC電門

當EEC探測到某些故障時,它將通過DEU發送信號給P5頭頂板上的發動機控制燈。如果該燈點亮,飛機不可放行。如果EEC在軟或者硬備用模式,其將發送一個信號給P5頂板上的EEC ALTN燈。當EEC電門在OFF位時,EEC轉換到硬備用模式。主警告燈和發動控制燈、ALTN燈同時點亮。

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發動機燃油與控制——燃油分配

發動機燃油分配系統提供燃油給發動機,用於燃燒室燃燒和伺服系統操作。飛機燃油系統提供燃油給發動機燃油分配系統。

以下為燃油分配系統的主要部件:

  • 燃油泵組件
  • IDG滑油冷卻器
  • 燃燒室分級活門BSV
737NG 發動機燃油與控制——燃油分配

發動機燃油泵組件從飛機燃油系統獲得燃油。燃油泵組件給HMU中的伺服和計量部分提供增壓過的燃油,泵中的油濾用以清潔供往HMU中的燃油。

在燃油進入HMU之前,以下部件用來加熱燃油:

  • IDG滑油冷卻器
  • 滑油/燃油熱交換器
  • 伺服燃油加熱器

來自燃油泵的燃油經過IDG滑油冷卻器,供往滑油/燃油熱交換器,然後再次回到燃油泵組件,此時燃油經再次增壓成為高壓燃油,高壓燃油供往HMU,其中一部分供往伺服燃油加熱器之後再到達HMU成為伺服燃油,另一部分直接進入HMU成為計量燃油。

燃油泵總是給HMU提供超過其所需的燃油量,HMU未使用的燃油(旁通)回到了IDG滑油冷卻器的出口,之後便返回燃油泵。

計量後的燃油通往燃油流量發射器,供往燃油噴嘴用於燃燒。

對於有些構型的發動機,來自噴嘴油濾的燃油去往未分級的燃油噴嘴和燃燒室分級活門BSV,當BSV打開時,燃油供往分級噴嘴。分級和未分級的噴嘴均提供霧化的燃油給發動機燃燒室。

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發動機燃油分配系統的相關部件的位置見下圖:在燃燒室周圍有20個噴嘴。

737NG 發動機燃油與控制——燃油分配

相關部件介紹:

  • 燃油泵組件

燃油本給發動機操作提供增壓的燃油,其有組成有兩個部件:

1. 燃油泵(高壓/低壓)

2. 油濾

下圖簡單表述了燃油路徑。

737NG 發動機燃油與控制——燃油分配

燃油泵

燃油泵組件中有一個低壓泵一個高壓泵。油泵增加燃油壓力並通過熱交換器將燃油用於伺服系統和燃燒室燃燒。

低壓泵是離心泵,這種泵可以在低燃油進口壓力下運轉,對部分液體部分蒸汽的燃油進行加壓,燃油泵出口壓力較低,這樣可以使得熱交換器更輕冷卻更有效果。

高壓泵是齒輪泵,這種泵會產生高壓油液,高壓是燃油在進入燃燒室之前產生強壓霧狀油霧所必須的。同時高壓燃油可以有效驅動發動機伺服作動器。

附件齒輪箱中的一個軸帶動燃油泵組件轉動,燃油泵組件通過一個快卸環安裝子啊附件齒輪箱後部,HMU安裝在燃油泵組件的後部。

燃油濾

燃油泵中有兩個燃油濾,分別為:燃油濾和伺服沖刷油濾。

燃油濾有一個航線可更換的濾芯,一個旁通活門是油濾組件的一部分。如果雜質開始堵塞油濾,P5板上的燃油濾旁通燈將會點亮;如果油濾完全堵塞,旁通活門打開,燃油將直接流往高壓泵。

伺服沖刷油濾清潔供往HMU伺服部分的燃油。這個油濾也有一個旁通活門,如果雜質堵塞了衝油濾,旁通活門打開,燃油就直接供往伺服系統。如果伺服沖刷油濾堵塞,飛機上沒有任何旁通活門打開的指示。伺服沖刷油濾不是航線可更換件。

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  • IDG滑油冷卻器

顧名思義,這個冷卻器冷卻IDG滑油,同時也是給燃油加熱。加熱的燃油可以防止燃油中的水分結冰,如果有結冰,將會造成燃油濾、伺服系統部件、燃油噴嘴堵塞。

在燃油路上,IDG滑油冷卻器有一個旁通熱交換器的活門,如果熱交換器堵塞,燃油將會旁通IDG滑油冷卻器,此時發動機會繼續工作。駕駛艙沒有IDG滑油冷卻器被旁通的指示,除非IDG由於滑油溫度過高而脫開。

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  • 伺服燃油加熱器

伺服燃油加熱器給供往HMU中伺服系統的燃油進行加熱。它使用發動機滑油回油溫度來加熱伺服燃油,同時幫助冷卻發動機滑油回油。伺服燃油加熱器就安裝在發動機滑油/燃油熱交換器上。

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  • 燃油噴嘴油濾

燃油噴嘴油濾收集來自高壓油泵和HMU中的雜質,該油濾的燃油進口連接在燃油流量發射器的出口。

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  • 燃燒室分級活門

(某些構型發動機)在燃燒室腔的周圍,有10個未分級和10個分級的燃油噴嘴。BSV燃燒室分級活門控制供往10個分級噴嘴的燃油。BSV有開位和關位,EEC發送信號給HMU來控制該活門關閉。

當BSV活門關閉時,燃油只供往10個未分級的噴嘴。在低的燃油/空氣比時,可以使10個未分級的噴嘴噴出壓力很大的油霧。強的油霧可以防止發動機在雨雪情況下熄火。低的燃油/空氣比一般發生在飛機下降階段,當推力指令減小時。高的燃油/空氣比時,BSV打開使得燃油也流經10個分級的噴嘴,此時,20個噴嘴都在工作。BSV有四個電門,每個EEC通道從兩個電門處得到信號。可以通過在CDU上進行EEC BITE來查看BSV的電門位置。

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  • BSV功能介紹

EEC通過以下輸入來監控燃燒室中的燃油/空氣比:

  • T3(高壓壓氣機出口溫度)
  • PS3(高壓壓氣機出口壓力)
  • FMV位置(燃油流量)
  • N2轉速
  • 來自DEU的空地信號

EEC基於燃油/空氣比來控制BSV,低燃油空氣比時,EEC激勵HMU中BSV的電磁線圈,HMU然後發送伺服燃油壓力來閉合BSV,此時計量後的燃油不供往10個分級噴嘴;高燃油空氣比時,EEC不激勵HMU中BSV的線圈,HMU卸去BSV的伺服燃油壓力,BSV打開,20個噴嘴同時工作。BSV有超控功能,在高燃油流量時,當BSV被HMU指令在關斷位時,超控活門可以使得BSV打開。高燃油流量伴隨著高燃油壓力,使得超控活門堵住BSV控制燃油的迴流,BSV往復活門兩端的燃油壓力趨於一致嗎,此時彈簧力作動往復活門到打開位。超控活門確保BSV在被錯誤地指令關閉時,發動機仍然能夠提供指令推力。

EEC在以下情況下將指令BSV打開:

  • N2轉速小於55%
  • N2轉速大於80%
  • 發動機在地面處於穩定狀態
  • EEC無法讀取BSV的位置

當以下情況任一發生時,EEC將發現一個不可放行的情形並將信息發送給DEU:

  • BSV失效在閉合位
  • BSV電磁線圈的控制電流超出了規定範圍並且EEC在單通道情況下

當DEU感受到飛機在地面並且EEC探測到不可放行的情況時,DEU將激勵發動機控制燈和主警告燈點亮。

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  • 燃油總管和噴嘴

燃油總管:

燃油總管分為未分級的燃油總管和分級的燃油總管。未分級的燃油總管在HMU中HPSOV在開位時,連續提供燃油流量;分級的燃油總管給10個分級燃油噴嘴提供燃油。當BSV打開時,10個分級的燃油噴嘴才能得到燃油。

燃油噴嘴:

每一個燃油噴嘴有主和次級燃油流量,燃油壓力大約15PSI時,燃油噴嘴的主級流量模式工作。當燃油壓力增加到近125PSI時,次級流量模式也打開。噴嘴上的色環用以識別噴嘴類型,四個噴嘴有銀色色環,該色環噴嘴燃油流量高,相鄰於點火電嘴,強的油霧加上靠近點火電嘴可以助力發動機啟動,幫助發動機在雨雪、結冰的情況下連續工作;剩餘16個有藍色色環,該色環噴嘴燃油流量低。燃油噴嘴均安裝有一個保護罩,保護罩包在燃油總管和燃油噴嘴的連接處,這會避免接頭漏油時,油液滲漏至燃燒室殼體上。

737NG 發動機燃油與控制——燃油分配

下圖室燃油分配圖:

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當FMV位置信號不可用時,EEC使用燃油流量發射器的信號來控制發動機。


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