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1、81 发动机启动与点火 系统的电气控制,1,本节主要介绍：,点火装置的种类及工作原理 电力启动的增速措施及工作原理 气源启动的电气控制 辅助动力装置的启动控制工作,2,一点火装置的种类及工作 原理,1电点火的工作原理： A. 产生电火花的原因：电极间隙中的气体在足够高的电压作用下，气体产生冲击电离现象，使气体变成导体，因而能通过足够大的电流，使电极间隙中的气体白热发光，形成电火花。,3,图8-1 电点火的工作原理,4,8-2 气体的冲击电离过程,5,1电点火的工作原理：,B. 影响击穿电压的因素：气体密度：其他因素不变的条件下，气体密度越大，击穿电压越高；电极间隙：其他因素不变的条件下，击穿电
2、压与电极间隙成正比；电极温度：在电极间隙和混合余气系数不变的条件下，电极温度升高时，密度减小，击穿电压降低；电极温度降低时，击穿电压升高。混合气的余气系数：用富油混合气工作时，击穿电压降低；用贫油混合气工作时，击穿电压升高 。,6,2点火方式的种类及工作概况,A.电火方式的种类： 按用途分为：启动点火工作点火加力点火等 按原理分为：电点火火炬点火易燃化学物点火热射流点火等 民航发动机都采用电点火。,7,2点火方式的种类及工作概况,B.常用的电点火系统： 直接点火：电嘴直接点燃主喷油嘴喷出的燃油。 间接点火：电嘴首先点燃启动喷油嘴喷出的燃油形成火源，再由火源点燃主喷油嘴喷出的燃油。 再点火：在飞
3、行过程中发动机燃烧室可能熄火，这时，在一定的高度、速度下，重新点燃发动机，再点火需要较高的火花能量。 双重点火系统：电能输出可根据不同要求而改变，既有高值输出又有低值输出的系统称为双重点火系统。,8,2.点火方式的种类及工作概况,C.对点火系统的基本要求：（1）冲击电压高，火花能量足够大； （2）对外干扰小，电嘴和点火器用金属外壳屏蔽，高压导线用金属丝或网套屏蔽，防止干扰电子通信设备；（3）工作可靠。,9,2.点火方式的种类及工作概况,D.点火系统的分类：高压系统：电嘴击穿电压高于5000伏的系统；低压系统：电嘴击穿电压低于5000伏的系统。高能系统：火花能量在0.2焦耳以上的系统；低能系统：
4、火花能量在0.2焦耳以下的系统。,10,2.点火方式的种类及工作概况,D.点火系统的分类：电容放电：电火花明亮、短时、高能、火花能量为120焦耳；电感放电：电火花稍暗、长时、低能，火花能量为0.010.03焦耳。,11,3典型点火装置的工作原理,A磁电机功用：利用电磁感应原理在发动机工作时产生高压电，并且按照发动机的点火次序将高压电输送到各个汽缸内的电嘴，供产生电火花。,12,3典型点火装置的工作原理,A磁电机 组成：磁路：磁铁转子、导磁架、软铁芯低压电路：初级线圈、断电器、电容器高压电路：次级线圈、分电器另外，还有壳体。,13,图8-3 磁电机的组成,14,3典型点火装置的工作原理,A磁电机
5、原理：磁电机产生高压电分为两步： 第一步：产生低压电；第二步：把低压电变成高压电。,15,3典型点火装置的工作原理,A磁电机原理：低压电的产生：发动机工作时，四极磁铁转子由附件齿轮带动旋转，每旋转一周，基本磁通将四次达到零值，并四次改变方向，使初级线圈的感应电动势四次达到最大值，四次改变方向。当低压电路构成通路，初级线圈内就有低压感应电流，并在一周内，4次达到最大值，四次改变方向，但要滞后于感应电势一个角度，从而使初级线圈的感应电磁通也4次达到最大值。,16,3典型点火装置的工作原理,A磁电机原理： 高压电的产生：为了最大限度的提高次级线圈的感应电动势，在初级线圈感应电流最大即感应电磁通达到最
6、大值的时刻断开低压电路，从而可在次级线圈中感应出足够高的电动势，足以击穿电嘴间空气间隙。 然后再由分电器将高压电送到各个气缸内的电嘴。,17,3典型点火装置的工作原理,A磁电机 断电器的功用：在初级线圈感应电流最大的时刻，即感应电磁通达到最大值的时刻断开低压电路。,18,3典型点火装置的工作原理,A磁电机 电容器的作用：减弱断电器触头间电火花，提高次级线圈感应电动势。 注意：电容器只能减弱触头处的电火花，但不能根本消灭电火花。,19,3典型点火装置的工作原理,A磁电机磁电机开关的作用：磁电机开关并联在电容器的两端。接通时，不产生高压电；闭合时，产生高压电；持续接通闭合时，磁电机低压线圈有电流，
7、高压线圈不产生高压电势。,20,3典型点火装置的工作原理,B.启动点火线圈功用：发动机启动时产生高压电，组成：初级线圈次极线圈断电器电容器等初级线圈与断电器的触头串联，接于低压直流电源上；次级线圈与电嘴的电极相连。,21,图8-4 点火线圈的原理电路,22,3典型点火装置的工作原理,C.高能点火器功用：向电嘴提供高压电能，以便将发动机燃烧室内的雾化燃油点燃。现代涡轮风扇发动机都用高能点火器点火。,23,3典型点火装置的工作原理,C.高能点火器组成：晶体管高压产生器：晶体管T脉冲变压器：包括：集电极线圈（即初级线圈）l1基极线圈（即正反馈线圈）l2输出线圈l3高压整流器储能电容放电间隙高阻值电阻
8、等,24,图8-5 高能点火器的原理电路,25,3典型点火装置的工作原理,C.高能点火器原理：晶体管高压产生器是一个变压器耦合的自激振荡器，接通直流电后，正反馈作用使晶体管开关振荡，输出脉冲高压电经整流、充电储能，达到击穿放电管电压时放电。,26,3典型点火装置的工作原理,C.高能点火器D1的功用：保护晶体管高压产生器，防止电源极性接反时损坏晶体管。,27,3典型点火装置的工作原理,C.高能点火器高阻值电阻R3的功用：与储能电容C并联，为点火装置停止工作后放掉储能电容器上的剩余电荷提供通路，以免电容器上仍有高压电而危害维修人员的安全。,28,3典型点火装置的工作原理,C.高能点火器高阻值电阻R
9、4的功用:并联在放电间隙之后，其作用是当未装电嘴或高压导线断路时，限制电容器的电压上升。,29,3典型点火装置的工作原理,C.高能点火器 注意1：高能点火器所有部件装在一个轻合金壳体和罩子里，构成一个完全封闭的装置，以免对无线电设备产生辐射干扰。 注意2：高能点火器放电，可能危及工作人员的生命安全，因此必须断开此装置的低压电源后，经过一分钟后才能拆下高压导线插头。,30,二电力启动的增速措施及 工作原理,1电力启动的增速措施在电枢电路内加设附加电阻而后切除；改变电枢电压，实行电压调速；改变激磁磁通，实行磁通调速。电力启动涡桨发动机首先采用的增速措施是：串联附加电阻然后切除。优点：可使电枢的启动
10、电流减小，防止烧坏电动机或由于启动转距过大损坏传动机件。原因：电动机起始转速小，反电势小，使电枢电流较大。,31,图8-6 电力启动原理电路示意图,32,2电力启动的工作原理,以AH-24飞机发动机的48V电力起动为例介绍： 按下起动按钮0-3s ：电枢电路串联R附在低电压下启动，并开始起动点火。,33,2电力启动的工作原理,按下起动按钮3-9s：短接R附，起动发电机第一次明显增速。,34,2电力启动的工作原理,按下起动按钮9-15s： 功率调节器第一次投入工作。起动发电机第二次增速措施。并开始起动注油。,35,2电力启动的工作原理,按下起动按钮15-20s：两组地面电源串联48v起动，电枢电
11、压升高，起动发电机第三次明显增速。功率调节器第一次退出工作。,36,2电力启动的工作原理,按下起动按钮20s：功率调节器再次投入工作。使发动机再次增速。同时，开始工作喷油。,37,2电力启动的工作原理,当发动机转速达到33-48%ne时，气压断电装置感受空气压缩器后相应的空气压力而自动断开起动电路，使起动进入发动机单独工作而向慢车转速增速的阶段。,38,2电力启动的工作原理,功率调节器的功用：减弱励磁电流，使电枢反电势减小，电枢电流增大，电磁转矩增大，电动机转速增加。同时，可保持电枢电流不下降。,39,三.气源启动电气控制,1.启动空气的来源：地面气源车APU另外一台已启动好的发动机,40,2
12、.启动控制：,以麦道-82飞机发动机左发动机的地面起动为例：将弹性起动电门扳到“地面”位，起动机投入工作；当n2转速达到17%时，提起中央操纵台上的燃油关断手柄到“接通”位，发动机开始点火和注油；当n2转速达到35%时，启动机内的离心电门或转速表控制的微动电门控制使启动机退出工作。此时，松开起动电门，点火器退出工作，发动机自身增速到慢车转速。,41,图8-7 气源启动电气控制举例,42,四APU的启动控制,1. APU的起动能源：电源,43,2.APU的启动控制：,将电瓶电门置“接通”位，然后将APU主电门瞬时扳到“起动”位松开，便开始了起动控制程序：,44,2.APU的启动控制：,首先，打开燃油关断活门，燃油关断活门全开后，控制使APU进气门打开，当进气门全开后，使R5继电器激励，接通启动机电路，启动机带动APU开始转动。当转速接近10%Ne时，滑油低压顺序电门闭合，接通点火、注油电路。当APU达到50%Ne时，三速电门作动，使启动机断电并脱开，由发动机本体自身增速。在95%转速时，点火激励器断电，停止点火，APU启动结束，准备供电和供气。,45,图8-8 APU的起动控制电路举例,46,谢谢学习， 欢迎提出宝贵意见！,47,
