[交通运输]第11章 航空发动机动态测量及监控.ppt

11.1 发动机仪表及传感器 11.2 发动机监控参数 11.3 发动机振动监控系统 11.4 航空发动机监控技术 11.1 发动机仪表及传感器 发动机仪表是用来检查和了解发动机工作状态的仪表总称。驾驶员根据仪表的指示，进行正确的调整控制使发动机的工作状态满足飞行要求。要全面地了解发动机工作状态，需要监视和测量的参数很多，主要有温度、压力、转速、油量、耗量、扭矩等等。 一、发动机仪表测量的主要参数 一类是各种发动机都需要的，如燃油和润滑油的供油压力、润滑油温度、燃油油量和流量及振动参数等； 另一类参数与发动机的类型有关，如带增压器的活塞式航空发动机需要测量曲轴转速、进气压力和汽缸头温度等，轴流式涡轮喷气发动机需要测量主轴转速、喷气温度、喷气总压与进气总压的比值等，涡轮螺旋桨发动机需要测量主轴转速和扭矩、喷气温度等，直升机发动机还需要测量旋翼转速和扭转角度。 发动机位置总是远离座舱，所以发动机仪表一般都采用电动远距离传送的形式。全套仪表包括三个部分即传感器、指示器及其联接导线。传感器安装在需要测量参数的部位上，直接感受被测参数(如温度、压力等)，并转换成相应的电量(如电阻、电势、频率等)。连接导线将此电量传送至控制装置和指示器。指示器安装在座舱仪表板上直接指示被测参数的大小或变化情况,供驾驶员观察。 压力表 测量液体和气体压力的仪表。主要有燃油压力表、滑油压力表、进气压力表等等。目前除进气压力表为机械式外，均采用电动机械式。电动机械式压力表的指示器类同于浮子式油量表指示器，而传感器中也只是将浮子代换为感受压力的膜盒。当被测压力改变时，膜盒随之膨胀和收缩而产生位移，通过机械传动装置带动电刷沿电位计滑动。 发动机上测量温度，不仅是为了调节发动机性能，也为了保证安全。如润滑油的温度，能反映出发动机润滑系统的工作状况，也用以检查发动机部件是否存在过热等情况，以防止发动机因部件过热损坏而造成故障。 这种温度表采用热电偶作感温元件。它是利用材料的热电效应,将被测温度转换成相应的电势。由连接导线送入指示器，直接指示出被测温度值。指示器实际上是一种精密的毫伏计。选用不同的热电偶可满足不同的温度测量范围。飞机上常用的热电偶有铬-镍铝(硅)、镍铬-镍铜等，分别用于感受喷气温度和气缸头温度。 这种温度表使用金属导体(如铂、铜、镍等)作感温元件。由于导体的电阻随温度的变化而变化，将它放在被测温度的介质中时介质的温度即转换成导体的电阻值。在一定温度范围内，温度与电阻值成线性关系。经测量电路进一步将电阻转换成相应的电流(或两电流比值)，而后由电表指示。目前多用电流比计作为指示器。 磁转速表 目前飞机上主要采用磁转速表，利用光电、磁电转换原理的数字式转速表近来也有应用。?? 数字式转速表传感器是将被测转速直接转换成相应的信号频率，因此指示器是一种测量频率的装置。?? 在带有多台发动机的飞机上一般还装有各台发动机转速同步指示器，直接指示出各台发动机转速间的偏差情况便于驾驶员及时调整。 浮子式油量表 原理：利用浮子把油箱液面高度转变成电量，从而测量油量。 组成：传感器（浮子式）Q→h→R； 　　　 指示器（动框式电流比值表） 和转换开关等。 （原理电路是一个直流半对角线电桥） Q↑→h↑→RX↑RY↓→VA↑VC↓→IⅠ↓IⅡ↑→M1↓M2↑→指示增大；反之，Q↓→h↓→指示减小。 即Q→h→R→ IⅠ/IⅡ指示油量 使用特点 （1）通电前，机械零位；通电后，指示被测油量； （2）姿态误差大，平飞时判读； （3）警告灯亮时，结合耗油情况，正确判断剩油量。 电容式油量表  利用电容器把油量转变成电容量，从而测量油量。 组成：传感器、指示器、 转换开关 仪表的工作原理 当XCX（R2+R2′）=XC0R1时 电桥平衡 　Q↑→CX↑→XCX↓→U出 →电机转动→R2′↑， 重新平衡，指示↑； 反之，Q↓→CX↓→指示↓。 　即Q→C→自动平衡电桥 测量电容 电容式油量表的指示以某一种燃料在某一规定温度时的介电常数和密度为根据。 温度误差：由于温度变化，使介电常 数和密度变化引起的误差。 换油误差：由于更换燃油，使介电常 数和密度变化引起的误差。 使用特点 配合转换开关读数。通电前指任意位，通电后指油量。 采用多根传感器，姿态误差比浮子式小。 传感器无摩擦，可靠性高。 ?? 电容式油量表属电气式测量装置，性能比浮子式好。