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第三节  发动机仪表

  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。这些参数中有些是各种类型发动机都要测量的如润滑油的温度、压力燃油的压力、油量和耗量等。有些参数则根据发动机的类型而定,如涡轮喷气发动机需要测量主轴的转速,喷气的温度、喷气总压与进气总压之比等。
   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。
                  一、温度表
   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。
                    温度表主要有两种类型。
   电阻式温度表: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。
   热电式温度表: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。
                 二、转速表
   转速表是用以测量发动机主轴的旋转速度(转/分),如喷气发动机的涡轮转速、活塞式发动机曲轴转速。主轴转速反映发动机所产生的功率(或推力)大小,同时也是检查发动机动力载荷的依据。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。
                三、油量、耗量表
   油量表用以测量飞机油箱中的储油(滑油、燃油等)量,常用储油的体积或重量作单位。在大型飞机上所带的油比较多,为了控制飞机的重心,油的供应均按照一定的顺序,这时不仅需要测量所有油箱中总油量还要求测量各个主要油箱中的存油量并提供剩油量的告警信号。
   测量油量的原理和方法也很多目前用得较多的是浮子式油量表和电容式油量表两种。
   电容式油量表属电气式测量装置,性能比浮子式好。不论是浮子式还是电容式油量表,都是通过感受油箱中油面高低来间接测量油量的。即使油量不变,但飞机姿态变化时,因油面随之倾斜,也将造成油量测量的误差即所谓姿态误差。但电容传感器属细长结构,可以在一个油箱的不同部位同时安装传感器测量油面的平均高度所以电容式泊量表的姿态误差小于浮子式。
   燃油耗量表指示飞机上燃油的消耗量.即单位时间内消耗的燃油数量,它可以用消耗的质量也可用体积表示。直接测量质量消耗量的耗量表虽然结构比较复杂,但精度高,而且精度不受环境温度等条件的影响己在某些飞机上得到应用。但目前得比较多的仍是涡轮耗量表。
   根据飞机油箱中的储油量和单位时间内的消耗量驾驶员即可比较准确地估计飞机可能续航的时间和航程并可间接检查飞机供油系统是否有漏油现象。为了减少飞机仪表的数量,油量表和耗量表经常组合成一个表。
              四、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。
                 五、压力比率表
   发动机产生的功率或推力是一个要准确地了解和控制的重要参数。但影响功率或推力的因素很多,难以实现直接的、准确的测量。过去是根据主轴转速和排气温度间接估算喷气发动机的推力,但精度很低。为了提高推力估计的准确度和充分发挥发动机的性能,目前有些机种采用了测量喷气发动机的进气总压和喷气总压之比的压力比计。根据压力比计的示值,不仅能比较准确地估计发动机所产生的推力而且能方便地进行调整和控制。压力比计是一种伺服式仪表,全套仪表包括有压力探头(一个进气压力探头和若干个喷气压力探头)和一个伺服式压力比指示器。通过感压膜盒组和平衡机构检测压力比值的变化,而后经过线性差动电感变换器(LV0T)、放大器、电动机和减速器组成的自平衡装置,一方面使平衡机构重新恢复平衡状态.同时驱动指针指示相应的压力比值。
                六、发动机振动监控系统
   发动机振动监控系统目前己广泛地应用于大、中型飞机上。,根据分析知道,当发动机正常工作时,被监视的振动参数(振动幅值、速度、加速度等)具有正常的数值范围;发动机的振动突然加剧时,振动参数也随之发生突变,预示着发动机发生了故障。振动参数的进一步分析,还可迅速地寻找到故障发生的部位。因此,利用振动监控系统可以做到发动机故障的早期诊断和排除i若振动参数发生缓变,检测这些参数并经过分析,可以决定发动机是否需要提前进行维修,即所谓“视情维修"?从而有效提高了发动机工作的安全性和可靠性。目前趋向于采用振动速度作为振动监控参数。
   整个振动监控系统由振动参数传感器,放大器和指示器三个部分组成。

  


              

©2004 南京航空航天大学飞机设计研究所