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空气涡轮起动机供气系统及控制方法与流程
??:未知 ??:admin ??:2019-06-14 ??:
 

  本发明涉及航空发动机技术领域,特别是涉及一种空气涡轮起动机供气系统及控制方法。

  空气涡轮起动机是航空发动机的起动装置之一,其特点是结构简单、重量轻、功率大。空气涡轮起动机工作时需要地面提供压力稳定的气源,厂区压缩空气(5kgf/cm2)通过管路进入气罐存储,起动前,开启供气电磁阀向系统供气,通过调压阀调节供气压力,起动时先开启排气管路的电磁阀,空气从当量喷嘴排出。当当量喷嘴前的压力达到规定值(供气流量达到规定)并稳定后,打开供气管路的电磁阀,同时关闭排气管路电磁阀,向起动机供气。起动机带转发动机,完成发动机的起动。

  理想状态下,当起动周期结束后,系统内的压缩空气突然停止流动,调压阀的调节作用不起作用,管路内的空气压力会迅速上升。但实际使用中,起动机本身有一个供气阀,起动机不工作时处于关闭状态,作用是关闭向起动机的压缩空气供气。在完成起动后,起动机的供气阀关闭,此时供气管路上的电磁阀也关闭,但供气管路电磁阀的关闭要延时2~3s(阀的特性),所以导致在起动机进口与供气管路电磁阀之间的管路中压缩空气的压力会上升到约5kgf/cm2(与原始供气压力相同),此时压力大于起动机入口的空气压力2.1kgf/cm2工艺要求。在下次起动时,起动机内部的供气阀打开后管路内的约5kgf/cm2高压空气直接进入起动机,会对起动机的离合器产生较大冲击,累计后起动机离合器会出现损坏。

  针对现有技术存在的问题,本发明提供一种减小起动机进口压力,避免高压冲击造成离合器损坏的空气涡轮起动机供气系统及控制方法。

  一种空气涡轮起动机供气系统,包括进气管路,所述进气管路的一端连接于气罐,另一端分为供气管路和排气管路,所述进气管路上设有第一电磁阀,用于控制所述进气管路的启闭,所述第一电磁阀的后端连接有调压阀,用于调节所述进气管路上气体压力,所述供气管路上设有第二电磁阀,用于控制所述供气管路的启闭,所述供气管路的末端连接于所述起动机,所述起动机与所述第二电磁阀之间设有常开电磁阀,所述常开电磁阀与所述第二电磁阀共用同一控制开关,当所述第二电磁阀打开时,所述常开电磁阀闭合,所述排气管路上设有第三电磁阀,用于控制所述排气管路的启闭,所述排气管路的末端连接于当量喷嘴。

  进一步,所述进气管路上于所述第一电磁阀的后端还设有气液分离器和气体过滤器。

  进一步,所述调压阀的前后侧分别设有测压点,所述供气管路及所述排气管路上也设有测压点。

  起动机起动时,先打开所述第一电磁阀、所述调压阀及所述第三电磁阀,气体由所述进气管路进入所述排气管路,自所述当量喷嘴排出,直至所述当量喷嘴的压力达到规定值并稳定后,关闭所述第三电磁阀,并打开所述第二电磁阀,此时所述常开电磁阀闭合,所述供气管路接通向所述起动机供气,所述起动机开始工作;

  完成起动后,关闭所述起动机的供气阀,并打开所述第三电磁阀,保持所述当量喷嘴排气一段时间再关闭,同时所述第二电磁阀在所述第三电磁阀打开后滞后几秒关闭,此时所述常开电磁阀断开,所述供气管路的气体由所述常开电磁阀排出,使得所述发动机的进口压力为零。

  在起动机与第二电磁阀之间设置常开电磁阀,且常开电磁阀与第二电磁阀共用同一控制开关,当第二电磁阀打开时,常开电磁阀闭合,不会影响供气管路为起动机供气,当第二电磁阀断电关闭时,常开电磁阀打开,将供气管路上的气体排出,保证下次启动时起动机的进口压力为零,从而减小起动机进口压力,避免高压冲击造成离合器损坏,节省了空气涡轮起动机的维修费用。

  图2为图1中四个测压点分别测定的供气压力曲线—气体过滤器、5—调压阀、6—供气管路、7—排气管路、8—第二电磁阀、9—常开电磁阀、10—起动机、11—第三电磁阀、12—当量喷嘴、13—测压点、14—气罐、Ⅰ—系统压力、Ⅱ—调压阀后压力、Ⅲ—当量喷嘴前压力、Ⅳ—起动机进口压力。

  下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

  如图1,本发明提供一种空气涡轮起动机供气系统,包括进气管路1,进气管路1的一端连接于气罐14,气罐14用于存储厂区传输来的压缩空气,压力大约是5kgf/cm

  ,进气管路1的另一端分为两条管路,分别为供气管路6和排气管路7,进气管路1上依次设有第一电磁阀2、气液分离器3、气体过滤器4及调压阀5,其中第一电磁阀2用于控制进气管路1的启闭,从而控制供气系统为起动机10的供气,调压阀5用于调节进气管路1上的气体压力,调压阀5的前后侧分别设有测压点13,供压力测量设备测试进气管路1上的气体压力。供气管路6上设有第二电磁阀8,用于控制供气管路6的启闭,供气管路6的末端连接于起动机10,通过供气管6路向起动机10供气。起动机10与第二电磁阀8之间设置一个常开电磁阀9,常开电磁阀9与第二电磁阀8共用同一控制开关,当第二电磁阀8打开时,常开电磁阀9闭合,不会影响供气管路6为起动机10供气,当第二电磁阀8关闭时,常开电磁阀9断开,供气管路6上的气体由常开电磁阀9排出,避免高压气体继续冲击起动机10的进口处,造成离合器损坏。供气管路6上也设有测压点13,供压力测量设备测试供气管路6上(起动机10进口处)的气体压力。

  排气管路7上设有第三电磁阀11,用于控制排气管路7的启闭,排气管路7的末端连接于当量喷嘴12,通过调节调压阀5的开度,可以控制当量喷嘴12的喷气量。排气管路7上也设有测压点13,供压力测量设备测试排气管路7上(当量喷嘴12前)的气体压力。

  本发明还提供一种基于上述空气涡轮起动机供气系统的控制方法,具体为:起动机10起动时,先打开第一电磁阀2、调压阀5及第三电磁阀11,气体由进气管路1进入排气管路7,自当量喷嘴排12出,通过调节调压阀5的开度,控制当量喷嘴12的排气量,当量喷嘴12持续排气,直至当量喷嘴12的压力达到规定值并稳定后,关闭第三电磁阀11,并打开第二电磁阀8,此时常开电磁阀9闭合,供气管路6接通向起动机10供气,起动机10开始工作。

  完成起动后,关闭起动机10的供气阀,并打开第三电磁阀11,保持当量喷嘴12排气一段时间再关闭,优选的,当量喷嘴12排气的时间大于第二电磁阀8关闭时的滞后时间,在本实施例中,起动机10起动结束后继续保持当量喷嘴12放气20~30秒,通过当量喷嘴12的放气,可以将调压阀5后的空气压力降低至2kgf/cm

  ,起动机10的供气阀关闭前,供气管路6的压力就可以降低到与调压阀5后压力相同,约2kgf/cm2,符合工艺标准的要求。同时第二电磁阀8在第三电磁阀11打开后滞后几秒关闭,此时常开电磁阀9断开,供气管路6的气体由常开电磁阀9排出,使得起动机10的进口压力降低为零,在起动机10下次起动时不会造成高压冲击导致离合器损坏,保证了起动机10的寿命,节省了空气涡轮起动机的维修费用。如图2,为图1中四个测压点13分别测定的供气压力曲线图,其中I为系统压力,Ⅱ为调压阀后压力,Ⅲ为当量喷嘴前压力,Ⅳ为起动机进口压力,从图2中可以看出,系统的进气压力始终保持为5kgf/cm

  左右,经过调压阀5调压后大致为2kgf/cm2左右,先是通过排气管路7放气,则当量喷嘴12前的压力由零升高为2kgf/cm2左右,其压力稳定后,关闭第三电磁阀11后,当量喷嘴12前的压力降为0,在第二电磁阀8打开后,起动机10进口压力逐渐由0升高至2kgf/cm2,保持稳定压力的气体供给,当起动结束后,再开启第三电磁阀11,并关闭第二电磁阀8,由于第二电磁阀8滞后几秒关闭,同时常开电磁阀9处放气,使得起动机10进口压力逐渐降为0,在下次起动时进口处无压力冲击。第三电磁阀11开启一段时间(30s)后关闭,当量喷嘴12前压力也逐渐降为0。通过上述供气压力曲线可看出,本发明的供气系统能够满足起动机10起动的工艺要求,且不会造成高压冲击起动机10,提高了起动机10的使用寿命。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。


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