发动机控制系统（ECS）系列：GE Aviation CF34 FADEC_9.发动机燃油喷射控制系统.docx

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9.发动机燃油喷射控制系统

9.1燃油喷射控制系统的概述

发动机燃油喷射控制系统的目的是确保发动机在各种运行条件下都能获得最佳的燃油供给。对于GEAviationCF34发动机而言，燃油喷射控制系统是FADEC（全权限数字电子控制）系统的重要组成部分。FADEC通过精确控制燃油喷射量和喷射时机，优化发动机性能，提高燃油效率，减少排放，并确保发动机的可靠性和安全性。

燃油喷射控制系统主要包括以下几个部分：

燃油计量单元（FMU）：负责燃油的精确计量。

喷油嘴：将计量好的燃油喷入燃烧室。

传感器：监测发动机的各种状态参数，如温度、压力、转速等。

控制单元：根据传感器数据和预定的控制逻辑，调整燃油喷射量和喷射时机。

9.2燃油计量单元（FMU）的工作原理

燃油计量单元（FMU）是燃油喷射控制系统的核心组件之一，它负责根据FADEC的指令精确地计量燃油。FMU通常由以下几个部分组成：

燃油泵：将燃油从油箱中抽取并加压。

燃油滤清器：过滤燃油中的杂质，确保燃油的清洁。

计量阀：根据FADEC的指令调整燃油流量。

压力传感器：监测燃油压力，反馈给FADEC。

9.2.1燃油泵

燃油泵是FMU中的关键部件，它将燃油从油箱中抽取并加压，确保燃油能够顺利输送到燃烧室。燃油泵的类型可以根据不同的需求选择，常见的有齿轮泵、离心泵和容积泵。

齿轮泵

齿轮泵通过两个齿轮的啮合来抽取和加压燃油。其工作原理如下：

进油：燃油从油箱进入泵体。

加压：两个齿轮在啮合过程中产生空腔，燃油被吸入空腔并随着齿轮的旋转被加压。

出油：加压后的燃油通过出油口输送到后续系统。

9.2.2燃油滤清器

燃油滤清器的作用是过滤燃油中的杂质，防止这些杂质进入燃烧室，影响发动机的性能和寿命。滤清器通常由过滤纸和金属网组成，能够有效拦截燃油中的颗粒物和水分。

9.2.3计量阀

计量阀是FMU中最关键的部件之一，它根据FADEC的指令调整燃油流量。计量阀的类型有多种，包括电磁阀、伺服阀等。

电磁阀

电磁阀通过电磁力控制阀芯的开闭，从而调整燃油流量。其工作原理如下：

电流控制：FADEC根据发动机状态发送电流信号。

电磁力：电流通过电磁线圈产生电磁力，推动阀芯移动。

流量调整：阀芯的移动位置决定了燃油的流量。

9.2.4压力传感器

压力传感器用于监测燃油系统的压力，确保燃油喷射控制系统能够根据实际压力进行调整。常见的压力传感器类型有压阻式、压电式和电容式。

压阻式压力传感器

压阻式压力传感器通过内部电阻的变化来反映压力的变化。其工作原理如下：

压力作用：燃油压力作用在传感器的膜片上。

电阻变化：膜片的变形导致内部电阻的变化。

信号输出：电阻变化转化为电信号，传输给FADEC进行处理。

9.3喷油嘴的工作原理

喷油嘴是燃油喷射控制系统中的执行部件，负责将计量好的燃油喷入燃烧室。喷油嘴的设计和性能直接影响到燃油的雾化效果和燃烧效率。常见的喷油嘴类型包括孔式喷油嘴和缝隙式喷油嘴。

9.3.1孔式喷油嘴

孔式喷油嘴通过多个小孔将燃油喷入燃烧室。其设计特点如下：

多孔分布：多个小孔分布在一个喷油嘴上，确保燃油的均匀分布。

高压喷射：高压燃油通过小孔喷出，形成细小的燃油雾滴。

9.3.2缝隙式喷油嘴

缝隙式喷油嘴通过一个或多个缝隙将燃油喷入燃烧室。其设计特点如下：

缝隙设计：通过缝隙设计，使燃油形成一层薄雾。

低压喷射：适用于低压燃油喷射系统，确保燃油的均匀分布。

9.4传感器数据的处理与控制逻辑

FADEC系统通过各种传感器获取发动机的运行状态数据，并根据这些数据调整燃油喷射控制。常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、转速传感器等。

9.4.1温度传感器

温度传感器用于监测发动机的温度，包括进气温度、排气温度和燃烧室温度。这些温度数据对于调整燃油喷射量和喷射时机至关重要。

进气温度传感器

进气温度传感器监测进入发动机的空气温度，其工作原理如下：

温度感应：传感器内部的热敏电阻根据温度变化阻值。

信号输出：电阻变化转化为电信号，传输给FADEC。

9.4.2压力传感器

压力传感器用于监测燃油系统的压力，确保燃油喷射控制系统的正常运行。其工作原理已在9.2.4中详细介绍。

9.4.3转速传感器

转速传感器监测发动机的转速，其工作原理如下：

磁感应：传感器内部的磁感应元件根据转速变化产生脉冲信号。

信号输出：脉冲信号传输给FADEC，用于计算发动机的实际转速。

9.5FADEC的软件控制逻辑

FADEC的软件控制逻辑是燃油喷射控制系统的灵魂，它根据传感器数据和预定的控制策略调整燃油喷射量和喷射时机。FADEC的软件控制逻辑主要包括以下几个部分：

数据采集：从传感器获取发动机的运行状态数据。

数据处理：对采集到的数据进行滤