CY7C1565V18-375BZC压气机稳定性控制目的和方法.

如果压气机的工作状态偏离设计状态过多,就会发生气流分离和空气动力诱导的振动。这些现象通常是由下述两种形式之一而引发的。转子叶片可能因为空气流相对叶片的迎角太高或者太低而失速。前者是前面的级在低速下发生的问题,而后者通常在高速下影响后面的级发生的问题,每一种都可以导致叶片振动。如果失速的叶片过多,就出现了发动机喘振。压气机的设计要留有足够的喘振裕度,即压气机工作线与喘振线之间有一定的距离,以避免进人喘振区。不过,喘振线和工作线的位置随许多因素变化,它们都不是固定的。

压气机空气流量控制,也可以说压气机防喘措施主要采用中间级放气,压气机静子叶片可调和采用多转子,即通过在非设计状态下,改变速度三角形的绝对速度的轴向分量、绝对速度的切向分量和圆周速度,从而使气流相对速度对转子叶片的迎角同设计状态相近,避免叶片失速。

发动机喘振常出现的阶段有启动、加速、减速和反推。对于双转子轴流式压气机,加速时高压转子容易进人喘振区;减速时低压转子容易进入喘振区,这是因为高压转子比低压转子轻,状态变化时,响应比低压转子快。

放气活门和可调静子叶片,放气活门打开放掉一部分压气机中间级,或低压压气机后高压压气机前的空气。这一般在低功率和迅速减速时,一旦脱离喘振区,放气活门关闭。活门关闭过早或过晚均不利,关闭过早发动机没有脱离喘振范围,仍可能喘振;关闭过晚,放掉空气,造成浪费。关闭转速还受大气温度变化,大气温度高,关闭转速应增大。

现代涡轮风扇发动机上采用的可调放气活门(ⅤBV)和可调静子叶片(VSⅤ),它们有控制部件、作动部件和反馈部件。控制部件监视发动机压气机的气流状况发出控制信号到作动器。控制部件可由液压机械的或电子的进行计算。反馈部件是机械的推一拉钢索或者电的位置传感器,如LVDT(线形可变差动变压器)、RⅤDT(旋转可变差动变压器)。反馈部件传送ⅤSⅤ,VBⅤ实际位置信号到控制部件。

ⅤBV活门的开度是可变的,根据发动机状态参数计算决定开、关和开度大小。活门位置在液压机械的控制器(如B737-300飞机上CFM56-3发动机的MEC)依据n2和CIT(高压压气机进口温度)计算。根据反推位置修正。在装FADEC的发动机上(如B737-700飞机上CFM56-7发动机的ECU)接受而2、屁1、推力杆角度,ⅤsⅤ位置进行计算。其他机型还有更多信号(如屁1、r12、p“、马赫数)参与计算。然后,燃油压力通到作动器或齿轮马达带动主门(B737),主门经同步轴带动其他放气活门一起开、关,将低压压气机后高压压气机前的部分空气放人外涵道。放气活门的实际位置通过反馈钢索(液压机械控制)或传感器(ECU控制)传回控制器与要求位置做比较。

有的机型上采用环状放气活门或放气带,这使设计变得简单。两个作动器(如V2500发动机)在风扇框架的每一边,经由作动杆移动活门环。当作动器推环向前时,活门打开部分空气从低压压气机的最后一级流出进人风扇排气通道。当作动器拉作动器杆向后时,活门关闭。同样,这种增压器放气活门能够在全关和全开之间任何位置移动。

可调静子叶片(VsⅤ)是将高压压气机的进口导向叶片和前几级静子叶片做成可调的,当压气机转速从其设计值往下降低时,静子叶片角度逐渐关小,以使空气流到后面的转子叶片上的角度合适。当压气机转速增加时,静子叶片角度逐渐开大。可调静子叶片的转角同样根据发动机参数计算,其输出燃油压力控制作动器的移动,再通过摇臂组件、主杆、连杆等传到作动环,作动环使连到它上面的所有叶片同时转角。叶片实际位置通过反馈钢索(液压机械控制)或传感器(FADEC控制)传回控制器与要求位置比较。

保证反馈钢索准确传送防喘机构的实际位置是非常必要的。反馈钢索需要定期的或结合故障查找进行检查和调整。按照维护手册的程序进行如行程检查、阻力检查和校装。在ECU控制的发动机上,CDU(控制显示组件)能够示出位置传感器(LⅤDT,RⅤDT)的数据,便于查询和排除故障。

由于ⅤSⅤ和ⅤBV的目的是一致的,防止压气机失速导致发动机喘振。因此,二者工作必须协调,即对应每一转子转速有ⅤsⅤ和VBⅤ的相应位置。ⅤsⅤ在关位(卩角小),VBⅤ在开位。

压气机喘振的探测目前主要是依据压气机出口压力的下降率或转子的减速率来判断。一旦探测出发生喘振,控制自动打开放气活门,可调静子叶片在关的方向上再调几度,瞬时减少供油,提供高能点火以防止燃烧室熄火,力图使其从喘振状态恢复过来。

高压压气机放气活门,通常装在高压压气机的中间级和靠后级,也有不同的名称,有的叫启动放气活门,有的叫瞬时放气活门,目的是防喘。它们有的是由放气活门控制器气动操作的活门,例如活门可由弹簧力打开,如果该级的空气压力足够高克服弹簧力,活门关闭。也有的放气活门是电控经电磁活门气动操作的,在压气机可能喘振的任何时候,ECU控制活门打开。ECU接受转子转速,飞机高度和反推信息计算何时打开和关闭高压压气机放气活门。为打开高压压气机放气活门,ECU通电各自的电磁活门。例如,加速期间电磁活门通电,压气机最后一级空

气压力到达放气活门推活门打开,放掉部分空气,防止喘振。当发动机到达安全转速.

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