[科普中国]-压力调节和增压供气设备

工作原理

增压供气系统的空气从发动机压气机的第7级或第13级引出。引出空气分别由压力调节/关断活门控制。第7级压力调节/关断活门将压力调节到684．2±34．5 kPa。第13级则将压力调节到387．7kPa。

两个压力调节/关断活门都是多功能活门，除可调节供气压力外，还可起到锁闭活门作用，锁闭活门的开关由驾驶员控制，或由超温恒温器电门控制。这两个活门还具有单向活门功能。

第7级压气机引气管道里另外还有一个单向活门，以防止气流从第13级流人第7级。

供气流量是由可变压力调节器控制。调节器调节文氏管上游压力，以确立与任一实际飞行状态相应的固定质量流量。可变压力调节器根据冲压空气恒温器控制信号调节供气压力。调节范围为339．4—580．7 kPa。可变压力调节器的活门也具有关断供气的锁闭活门作用。引气管路系统附有780．7 kPa的超压指示器，用于故障检测。

座舱压力由所安装的压力调节器进行自动控制，并具有安全活门和负释压活门。根据飞行高度进行自由通风(飞行高度低于2 440 m)、等压(飞行高度2 440-7 010 m，座舱高度2 440 m)、等压差(飞行高度大于7 010 m，压差保持为34．5 kPa)调节，安全活门的正释压压差为37．9 kPa，负释压压差为2．96 kPa。驾驶员也可以将气源开关调到“冲压”或“卸压”位置使座舱释压。

该系统中还有作为设备冷却、应急通风冷却、除雾、抗荷服充气、舱盖密封、地面环控等用途的系统和管道，以及电子设备过热、座舱压力所对应的高度超过8 230 m时的警告装置。2

分类直接式绝对压力调节器直接式压力调节器是利用敏感元件和给定元件的作用直接来控制调节机构，使出口压力保持不变，两者之间直接用机械连接。

其工作原理为：当系统不供气时，感压箱位置设计成使活门处于开启状态，在出口压力由于某种原因增大并且超过给定值时，作用在感压箱上的力随之增大，并且克服给定的弹簧力，压缩感压箱，同时带动调节活门上移，减小活门流通面积，使出口压力下降，直到调节器出口压力与弹簧力给定值大小相平衡时，调节活门才稳定在某个位置。反之，当出口压力减小时，感压箱产生了与上面相反的作用。

这种调节器只能用在供气量较小的场合。当供气量增大时，为了满足大供气量的要求，就需把调节活门设计得很大。因此，直接控制它工作的敏感元件也要相应增大，结果不仅会使调节器的结构变得十分笨重，而且调节性能也大大变坏。2

间接式绝对压力调节器间接式绝对压力调节器是指其敏感元件和给定元件不直接去控制调节机构，而是通过放大机构，借助于外界能源(气能或电能)间接地进行控制。

感受出口压力的敏感元件与直接式一样，是一个由弹簧①和波纹管②组成的感压箱，但它直接控制的不是调节活门⑧，而是一个针塞活门④(中间通过摇臂③)，针塞活门借助于人口压力的气源，可以控制膜片⑦上腔的压力，膜片上的排气孔是一个不可调节的毛细管⑤，它起限流和减压作用。膜片下腔感受出口压力，膜片⑦的刚心⑥与调节活门杆⑨相连，所以膜片刚心的上下位移，直接控制调节活门⑧流通面积的大小，其工作原理为：

当系统不供气时，感压箱的位置设计得使针塞活门打开，膜片上、下腔的压力平衡，调节活门⑧在弹簧⑩作用下，处于关闭状态。一旦系统开始供气，压缩空气首先通过针塞活门④进入(A)腔。在此压力作用下，克服活门弹簧力把调节活门⑧打开，此时压缩空气流过活门，于是出口压力很快增加，作用在感压箱上的力和膜片上腔的压力也很快增加。当出口压力超过规定值时，感压箱被压缩，针塞活门④关小，使膜片上腔压力降低，这时膜片下腔压力比膜片上腔大，于是调节活门关小，直到使出口压力降低到规定值为止。

反之，当出口压力低于规定值时，膜片下腔的压力也降低，感压箱膨胀，带动针塞活门④上移，于是膜片上腔压力升高，膜片上腔压力比下腔压力大，膜片向下弯曲，使调节活门开启量增大，直到使出口压力回升到规定值。

从上面调节器工作过程可以看出，由敏感元件和给定元件通过针塞活门所控制的放大机构，就是以压缩空气为气源，由膜片和膜片上下腔组成的。

由于这种间接式绝对压力调节器放大机构的膜片上腔压力，有两个独立的因素来控制，一个是人口压力的大小，一个是感受出口压力的感压箱带动的针塞活门。膜片上腔的压力是感压箱不能直接感受的，而要通过放大机构、调节活门等环节，反映到出口压力后才能感受，亦即感压箱对调节活门的控制是通过间接来传递的。2

调节方法调节的方法综合起来都是通过改变活门的开启度来实现的。如果控制活门开启度的信号是由绝对压力为常值传感器给出的(其敏感元件为真空感压箱)，则称为绝对压力调节器；而由涡轮前后压力比为常值的传感器给出(其敏感元件为压差膜片加真空感压箱)，则称为压力比调节器或膨胀比调节器；若将活门开度做成固定的，并将这种带固定开度的活门结构简化为装在管路上带一定孔度的环形片，则可称之为减压环，或阻力环。前两种结构类型是不管上流压力有多大的变化，均可通过调节使出口压力保持在给定值，第三种类型则是不能调节的，并且都使来流压力产生一个压降。2