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功率凸轮型面设计及型面计算 崔 敬；王 曦 ^o三厂，北京；北京航空航天大学，北京100083 摘要：功率凸轮为航空发动机燃油调节器常用的重要部件，它与配合偶件拟合关系的准确确定，直接影响到燃油调节器 对发动机的调整精度。本论文通过对某发动机控制系统燃油调节器功率凸轮的性能、：亡作原理的分析和运用较好的数 学算法解决了对功率凸轮与配合偶件拟合关系的计算问题，为同类产品的设计与加工提出了更为准确和简洁的思路。 关■词：航空发动机燃油调节器；功率凸轮；型面；设计；计算 1引言 某航空发动机燃油调节器功率凸轮其功能：保证燃油调节器在发动机功率改变时，对发动机燃气发生 器转速调节，使之满足发动机的调节规律主要部件，它也是发动机稳态工作时，减少静态误差不可缺少的 主要环节。作为这一关键件最主要的是凸轮型面设计和制造的质量。 多年来燃油调节器在生产实践中，功率凸轮从设计一加工一装配一调节性能诸环节中，始终存在着一 定的差异．加工产品的合格率低，产品的装配调试的难度加大，静态性锈调试的周期加长，在系列产品的 设计中，为准确地确定功率凸轮的型面参数对组件升程的影响进行了大量的试验，从工艺到设计上进行了 反反复复的技术攻关，但都没有收到理想的效果。 为从理论与实际的结合上找出差异的原因，改进与完善功率凸轮型面设计与加工工艺，国营第五。三 厂与北京航空航天大学联合进行了“完善功率凸轮型面设计及加工的技术攻关”，经过对功率凸轮的性能、 工作原理的分析，运用较好的数学算法。解决了对功率凸轮与配合偶件拟合关系的计算问题，为同类产品 的设计与加工提出了更为准确和简洁的思路。 2原理分析 燃油系统控制原理：驾驶员操纵总距杆控制功率凸轮角度的改变和旋翼角度改变，一方面是随飞机旋 翼角的改变(即负载的改变)通过燃油调节器改变燃油调节器供给发动机燃烧室的供油量～改变发动机功 率输出一改变发动机的NG转速一在新的负载情况下，通过改变发动机的功率状态达到保持发动机自由涡 轮转速调节规律；另一方面，在发动机进入稳定工作时通过提前器改变功率凸轮角度一改变燃油调节器自 由涡轮转速调节器调整弹簧的预压紧力一补偿调节后系统的静差，确保过渡态的调节及稳态的调节时间及 稳态的调节精度。 3功率凸轮型面的计算与分析 0：一0-1=135 功率凸轮型面见图1起始点半径Rl极角0，终止点半径如，极角o：，凸轮型面在△0=1 。范围内均分27等份。 4功率凸轮升程传递到压轮时压轮行程的变化规律 功率凸轮实际工作过程中，其升程是通过一个直径为咖8的压轮将其位移传递到转速调节器的顶杆上。 此压轮与功率凸轮配合工作时，接触点并不能落在功率凸轮与压轮的中心连线上详见图2。 理论上设计给定凸轮型面升程的变化，并不等于功率凸轮传递给传感器弹簧的位移量，因为此传递机构是 通过压轮将位移量传递到传感器的，由于凸轮曲线的曲率半径至环绕凸轮转轴的转动中心是变化的，凸轮 与压轮传递时的切点并不落到凸轮传递中心与压轮中心的连线上，中心连线上两曲线上的点是相离的，△ X就是实际与理论设计的差异值。 为准确的确定实际功率凸轮转角变化时对传感器位移量的影响，必须从理论上摸清，计算准压轮行程 的变化规律。 411 由图2可知：功率凸轮的曲线上各点的曲率中心为变量，即随凸轮旋转中心的转动曲率半径的变化而 变化，设定凸轮的转动中心为0，压轮的转动中心为0’，凸轮的曲率半径p=，@)．而压轮的圆半径为R， 理论上凸轮的升程等于压轮的位移量，则凸轮与压轮的切点应在00’的连线上A点处，00’=p@)+R， 但实际情况中心距00‘=R压轮+R自。b#+Ax。 5‘+。4’o‘‘‘ ／ f