本發明涉及航空發動機燃油控制系統,具體地說是一種用于機械液壓控制系統的離心式轉速測量裝置。
背景技術:
航空發動機控制系統是決定航空發動機性能的一個關鍵功能系統,航空發動機的控制系統就像人的大腦,負責接收各個傳感器信號,進行計算處理,再控制執行器進行操作。航空發動機各種使用狀態的保持或轉換,大多是通過發動機控制系統的轉速調節器來實現的。發動機控制系統屬機械液壓式燃油控制系統,其功用是向發動機輸送燃油,自動保持給定的工作狀態,發動機狀態變換時,安全快速地進行狀態轉換。
目前,發動機轉速采用電子轉速傳感器檢測,通過對脈沖信號進行計數,將數據傳輸至控制器裝置中進行轉換處理,對應出發動機的實際轉速。用這種電氣方式針對液壓控制系統實施監測,兼容性差,并且存在電磁干擾,當多種信號線同時布置時,相互干擾,不容易排除,影響發動機的信號傳輸,易出現假信號,在高溫、振動工況下,適應性較差。
技術實現要素:
針對現有技術中通過電子轉速傳感器對液壓控制系統實施監測存在兼容性、電磁干擾不容易排除等不足,本發明要解決的問題是提供一種能夠快速響應發動機轉速變化、完全避免電磁干擾的用于機械液壓控制系統的離心式轉速測量裝置。
為解決上述技術問題,本發明采用的技術方案是:
本發明一種用于機械液壓控制系統的離心式轉速測量裝置,安裝于航空發動機油泵調節器內部,與油泵調節器的轉速軸相連接,在轉速軸上,具有兩個離心配重、擺錘活門以及彈簧,其中兩個離心配重的支點以油泵調節器傳動軸為對稱軸活動連接在一框架里側,兩個離心配重的端部同時通過一襯套連桿與擺錘活門一側連接,擺錘活門另一側通過彈簧與發動機的需求轉速機構相連接;擺錘活門的放油口與機械液壓控制系統的回油系統相通。
離心配重的形狀重量要求需根據不同轉速條件下擺錘活門在傳動軸軸向的位移量要求通過試驗得出。
擺錘活門具有油嘴及放油口,二者之間形成的空腔為擺錘內腔,該擺錘內腔與機械液壓系統的現有系統環境連通,通過機械液壓系統控制油路與擺錘內腔的壓差實現回油。
還具有溫度補償元件,其一端與彈簧共用同一連接桿,另一端與發動機需求轉速信息傳遞結構相連接。
本發明具有以下有益效果及優點:
1.本發明能夠快速、穩定的實現機械液壓式燃油控制系統按發動機轉速高低控制燃油供油量的大小,并且與大氣溫度修訂及燃油溫度補償系統協同實現發動機受內外部環境溫度的影響而導致需油量變化的修正,該套轉速調節系統的成功應用,對航空發動機機械液壓式轉速控制系統的研究具有指導意義。
2.本發明采用轉速越高離心力越大的原理,發明離心飛重這種轉速測量裝置,將其應用于航空發動機的機械液壓式燃油控制系統,通過對轉速的閉環調節控制,實現航空發動機所需燃油消耗量的控制。
3.本發明裝置通過大量的試驗數據進行修訂而獲得,并且成功應用于航空發動機轉速控制,為此模塊化的轉速調節裝置在機械液壓控制領域的能夠得到成功應用具有指導意義。
附圖說明
圖1為本發明結構示意圖。
其中,1為油嘴,2a為第一離心配重,2b為第二離心配重,3為擺錘活門,4為彈簧,5為第一杠桿,6為溫度補償元件,7為第二杠桿,8為發動機轉速溫度校正凸輪,9為杠桿,10為軸,11為第三杠桿,12為第四杠桿,13為第五杠桿,14為油門桿位置控制桿,15為油門桿位置刻度盤,16為給定轉速凸輪。
具體實施方式
下面結合說明書附圖對本發明作進一步闡述。
如圖1所示,本發明一種用于機械液壓控制系統的離心式轉速測量裝置,即離心式轉速傳感器,安裝于航空發動機油泵調節器內部,油泵調節器的轉速與航空發動機的轉速通過“減速器”通過花鍵軸連接,離心式轉速測量裝置與油泵調節器的轉速軸相連接,在轉速軸上,具有兩個離心配重2、擺錘活門3以及彈簧4,其中兩個離心配重的支點以發動機調節器供油量輸出軸為對稱軸活動連接在一框架里側,兩個離心配重的端部同時通過一連桿與擺錘活門3一側連接,擺錘活門3另一側通過彈簧4連接機械液壓控制系統的傳動裝置;擺錘活門3的放油口與機械液壓控制系統的回油系統相通。
本實施例中,兩個離心配重2的形狀對稱,頭大尾小,頭部為受力部分,在頭部和尾部之間的支點通過銷釘活動連接在各自的支柱上,兩個支柱固定連接于框架里側;兩個離心配重2尾部活動連接在一起,并通過連桿與擺錘活門3一側連接,與擺錘活門3對應的另一側連接彈簧4的自由端;連接彈簧4的固定端接至發動機轉速需求信息傳遞機構的一個杠桿端。供油量調節器為系統中的原有部件。離心配重2的形狀及重量要求需根據不同轉速條件下擺錘活門3在傳動軸軸向的位移量要求通過試驗得出。
擺錘活門3具有油嘴及放油口,二者之間形成的空腔為擺錘內腔,該擺錘內腔與機械液壓系統的現有系統環境連通,通過機械液壓系統控制油路與擺錘內腔的壓差實現回油。
本實施例中的溫度補償元件6,其一端與彈簧4共用同一連接桿,另一端與發動機需求轉速信息傳遞結構相連接。溫度補償元件6能實現燃油的溫度變化帶來的各個零件的自身尺寸變化導致的擺錘活門3左右位移偏差量的修訂。
發動機在穩定轉速狀態工作時,離心式轉速傳感器的擺錘活門3處于均衡位置,一面受離心式轉速傳感器的離心配重2的離心力作用,另一面受彈簧4的作用。當擺錘活門3偏離均衡位置時,改變擺錘活門3的放油孔口的截面積,從而改變擺錘活門3內腔(油嘴1到放油口之間的空腔)中的燃油壓力。
以發動機轉速下降為例,本發明的工作過程如下:發動機轉速降低,離心配重2的離心力減小,擺錘活門3在彈簧4的作用下向左偏離,擺錘活門3的放油孔口的通過油的截面積減小,擺錘活門3內腔中油壓增加,同時去定量開關的油壓增高,使得定量開關的隨動活塞向供油量增加位置移動,直到發動機轉速恢復時為止。
油門桿位置控制桿14與轉速凸輪16聯動,給定發動機工作狀態應保持的轉速n,當移動油門桿位置控制桿14時,通過第四、第三、第二、第一杠桿12、11、7、5改變彈簧4的張力,轉速凸輪16給出的轉速n按通過溫度凸輪8(發動機進口空氣溫度感受附件給出指令)進行修正。
當燃油溫度變化時,由于溫度改變使零件尺寸變化,溫度補償器6保持彈簧4的恒定張力,可保證轉速調節器穩定工作。
本發明的這種控制方式主要是通過按給定的轉速程序提供所需燃油量的方式進行閉環控制,在機械液壓式燃油控制系統中,應用了離心式轉速測量裝置及液壓轉換裝置,通過離心力大小反應轉速的高低,實現燃油供油量的多少控制。本發明能夠快速響應發動機轉速變化,并轉換成液壓信號控制發動機燃油供油量,在燃油調節控制系統中的應用是發動機轉速—燃油流量控制的一項關鍵技術。