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[科普中国]-燃油调节器

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燃油调节器可分为喷水和补燃燃油调节器。为提高飞机的起飞、爬升及作战性能,短时间增大发动机推力,称为加力。加力可以采用喷水及补燃两种方法。

喷水加力向发动机内喷射冷却液,以降低空气温度、提高空气密度而增加发动机推力。一般在发动机进气道内、压气机进口、燃烧室进口处喷射水、酒精、甲醇或水/酒精、水/甲醇等混合液。

补燃加力往涡轮、尾喷管之间喷入燃油,利用燃气中剩余的氧气再次燃烧,提高排气速度,在短时间内获得较大附加推力。对于补燃加力的发动机专门设置了加力调节器,为加力燃烧室提供合适的燃油,并与喷口配合共同保证发动机主机状态不变。2

工作原理燃油调节器为机械液压式调节器,由一百多个零部件组成。根据该型燃油调节器原理筒图,该燃油调节器由启动控制器,加速控制器,减速控制器,稳态控制器,温度补偿装置以及应急装置构成。各部分工作原理如下:

1)启动控制器:启动过程中,由飞行员根据发动机状态推动油门杆,带动主油门开关以及启动凸轮,从而使调节器计量油针开度在启动过程中由启动凸轮型面确定。启动过程结束(a>a0),进入其他工作状态,燃油计量油针开度受其他装置控制。

2)加速控制器:加速控制过程中,加速控制器膜盒感受大气压力P。以及发动机压气机出口压力P:的压差,膜盒顶杆参与对燃油计量油针开度的控制。发动机到达稳态后,稳态控制器接替加速控制器,进入稳态控制阶段。

3)减速控制器:减速控制过程中,减速控制器膜盒组件感受大气压力P。以及发动机压气机出口压力P:的压差,经由压差平衡弹簧,通过反向顶杆控制计量油针关闭的速度,确保减速过程中按照减速控制器决定的减速供油规律供油,不致因为燃油调节器减油太快而导致发动机贫油熄火。3

型号示例ZB-11A加力燃油调节器ZB-llA是涡喷六发动机的加力燃油调节器,由调节器,气压调节器、柱塞泵、加力开关、加力电磁活门、预燃终点电门、卸荷活门、流量活门、断油活门等组成。

不加力时,加力螺管线圈8断电。加力电磁活门处于打开位置,定压油通低压腔,加力开关活塞左腔通低压。在弹簧力作用下加力开关14关闭,切断至加力喷嘴的油路。随动活塞15弹簧腔与低压腔相通,随动活塞处于最小供油位置。泵后油压超过15公斤/厘米2,卸荷活门1l被顶开,燃油内部循环对调节器内各元件润滑散热。

接通加力时,通过状态操纵电路使预燃装置喷油点火,同时,加力螺管线圈8通电,加力电磁活门关闭。定压油通到加力开关活塞的上腔,加力开关下移,打开加力燃油通道,使泵后燃油经加力开关、分配器活门(当油压达18公斤/厘米2时打开)、断油活门(iS压达4公斤/厘米2时打开),流至加力喷嘴。加力开关下移关闭了随动活塞15弹簧腔的回油路,随动活塞左移,增大泵的供油量。

气压调节器由膜盒、杠杆及挡板活门等组成,感受压气机进口总压,采用开式调节供油量,保持油气比不随飞行条件而变。气压调节器与分配器活门配合调节高空加力供油量,使加力供油量与飞行条件变化而引起的需油量变化相适应。但由于膜盒仅感受压气机进口总压硝,而不能感受温度,故开式调节的准确性较差。

涡喷六发动机为了保证战术要求,可用油门手柄(允许在664以上)改变发动机转速(在10400转/分以上)和涡轮前燃气温度,改变加力推力。2

ZB-14加力燃油调节器ZB-14加力燃油调节器和FB-5燃油分配器和涡喷五发动机组成燃油调节系统。ZB-14由气压调节器、柱塞泵、应急电磁活门等组成。FB-5由加力开关、加力电动机构、分配器活门、断油活门、卸荷活门等组成(图8-33)。

非加力时,与ZB-11A基本相同。不同的是加力开关的分油活门为转动式,由双向加力电动机操纵,加力开关处于关闭状态,切断泵至加力喷嘴的油路。泵后燃油经卸荷活门(当油压达10~15公斤/厘米2时顶开)回油。随动活塞5在油压差作用下克服弹簧力右移,处于最小供油位置。油泵供油在内部循环润滑散热。

加力供油量由气压调节器按补偿原理进行调节。气压调节器的组成与ZB-11A基本相同。只把液压反馈变为特殊型面杆的机械反馈。但因气压调节器仅能感受空气压力而没有感受大气温度的变化,故不能完全补偿。2

1307型燃油调节器乌德瓦尔德(Woodward)调节器公司生产的1307型燃油调节器被选用在单轴涡轮喷气发动机J 79上。调节器除保证发动机加、减速和各稳态供油外,还可以:1)限制压气机最大出口压力;2)按大气条件改变最大转速和慢车转速;3)在需要高空起动时,人工操纵重调最小供油量;4)调节进口导流叶片位置,并对作动筒供油;5)为尾喷口调节器和加力泵提供联锁信号。

1307主燃油调节器由主燃油泵(包括一个离心增压泵和两个独立的高压齿轮泵)供油。调节燃油活门的开度向发动机提供合适的燃油量。多余的燃油回至高压齿轮泵入口。压差控制活门保持燃油活门前后压差恒定。当采用不同比重的燃油时,可以调整压差值,以对不同密度的燃油进行人工补偿。定压活门为系统提供定压油加。

燃油活门的开度由活塞控制。回程随动活塞始终通定压油。燃油活门随动活塞的承压面积是回程随动活塞的两倍,其油压受转速调节器活门控制。加速和减速过程中,两个燃油限制活塞起燃油极限控制作用。为了改善调节品质,还设置了缓冲活门活塞。2