起动和点火系统GasTurbineAero课件.ppt
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- 起动 点火 系统 GasTurbineAero 课件
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1、2022-8-14第10章起动和点火系统GasTurbineAero第第10章起动和点火系统章起动和点火系统-GasTurbineAero第10章起动和点火系统GasTurbineAero主要内容:主要内容:v 10.1 10.1 起动系统起动系统 v 10.2 10.2 点火系统点火系统 v 10.3 10.3 典型的起动和点火系统典型的起动和点火系统第十章第十章 起动和点火系统起动和点火系统第10章起动和点火系统GasTurbineAero一、起动与点火系统功用一、起动与点火系统功用:v 使发动机由静止状态过度到稳定的慢车转速工作状态。使发动机由静止状态过度到稳定的慢车转速工作状态。v 点
2、火系统还应能单独工作,以实现空中再点火以及恶劣点火系统还应能单独工作,以实现空中再点火以及恶劣天气情况下为防止发动机熄火而进行的常明灯式的持续天气情况下为防止发动机熄火而进行的常明灯式的持续点火点火v 起动系统也应能单独工作,以实现起动系统也应能单独工作,以实现“干冷转干冷转”和和“湿冷湿冷转转”,用于发动机检查、维修后的试车。,用于发动机检查、维修后的试车。10.0 10.0 引言引言第10章起动和点火系统GasTurbineAero10.0 10.0 引言引言二、起动的条件:二、起动的条件:转动发动机转动发动机供油供油点火点火将发动机转子带转将发动机转子带转到一定转速到一定转速使适量空气进
3、入燃使适量空气进入燃烧室并与燃油喷嘴烧室并与燃油喷嘴喷出的燃油相混合喷出的燃油相混合点燃燃烧室内的油点燃燃烧室内的油气混合气气混合气起动系统起动系统燃油系统燃油系统点火系统点火系统 起动过程中三个系统的工作相互协调,并在循环开起动过程中三个系统的工作相互协调,并在循环开始后,由起动控制电路自动调节三个系统的工作。始后,由起动控制电路自动调节三个系统的工作。第10章起动和点火系统GasTurbineAero10.0 10.0 引言引言二、涡轮喷气发动机的典型起动程序二、涡轮喷气发动机的典型起动程序第10章起动和点火系统GasTurbineAero 起动系统的功用起动系统的功用是用来使发动机从静止
4、状态过渡到是用来使发动机从静止状态过渡到稳定的慢车工作状态。稳定的慢车工作状态。民用飞机要求民用飞机要求起动系统能用最经济的方法起动并对起动系统能用最经济的方法起动并对旅客的影响最小,且较好的可靠性。旅客的影响最小,且较好的可靠性。10.1 10.1 起动系统起动系统第10章起动和点火系统GasTurbineAero (1)(1)起动机起动机:带动发动机转子并加速到一定转速带动发动机转子并加速到一定转速;(2)(2)起动燃油系统起动燃油系统:供给起动发动机时所需要的燃油供给起动发动机时所需要的燃油,以以便与空气混合形成可燃混合气便与空气混合形成可燃混合气;(3)(3)起动点火装置起动点火装置:
5、在燃烧室内形成火源以便点燃燃烧室在燃烧室内形成火源以便点燃燃烧室内的可燃混合气内的可燃混合气;(4)(4)自动装置自动装置:使起动系统各附件按规定的顺序与时间使起动系统各附件按规定的顺序与时间,自动投入或退出工作自动投入或退出工作,保证起动过程自动化保证起动过程自动化10.1 10.1 起动系统起动系统0、组成:、组成:第10章起动和点火系统GasTurbineAero使发动机转子的转使发动机转子的转速由零增加到慢车速由零增加到慢车转速的过程称为起转速的过程称为起动过程。动过程。图图10-2 10-2 起动过程的三个阶段起动过程的三个阶段10.1.1 10.1.1 起动过程起动过程一、起动过程
6、定义:一、起动过程定义:第10章起动和点火系统GasTurbineAero根据发动机起动过程中,根据发动机起动过程中,带动转子转动的扭矩与转子阻力带动转子转动的扭矩与转子阻力矩矩的变化情况,可以将起动过程分为的变化情况,可以将起动过程分为三个阶段三个阶段:(1 1)由起动机开始带动发动机转子转动起)由起动机开始带动发动机转子转动起,到涡轮发出功到涡轮发出功率率,转子仅由起动机带动;转子仅由起动机带动;(2 2)由涡轮开始发出功率起)由涡轮开始发出功率起,到起动机脱开为止到起动机脱开为止,转子由转子由起动机和涡轮共同带动;起动机和涡轮共同带动;(3 3)由起动机脱开时止)由起动机脱开时止,到发动
7、机进入慢车状态到发动机进入慢车状态,转子由转子由涡轮单独带动。涡轮单独带动。10.1.1 10.1.1 起动过程起动过程二、起动的三阶段:二、起动的三阶段:第10章起动和点火系统GasTurbineAero第一个阶段第一个阶段:由起动机开始带动发动机转子转动起由起动机开始带动发动机转子转动起(n=0n=0),到涡轮开始发出功率时止(),到涡轮开始发出功率时止(n=n1n=n1)。)。在这个阶段,带动发动机转子加速的驱动力来在这个阶段,带动发动机转子加速的驱动力来自起动机,作用在转子上的加速力矩为起动机输出自起动机,作用在转子上的加速力矩为起动机输出的扭矩与转子阻力矩(主要包括气动阻力矩、机械的
8、扭矩与转子阻力矩(主要包括气动阻力矩、机械摩擦阻力矩以及传动附件的力矩等)之差,即摩擦阻力矩以及传动附件的力矩等)之差,即10.1.1 10.1.1 起动过程起动过程第10章起动和点火系统GasTurbineAero 一般在一般在 时,起动机的扭矩时,起动机的扭矩 比发动机转子的阻比发动机转子的阻力矩力矩 大大1.01.01.51.5倍。如果将倍。如果将 值提高,对燃烧室的点燃与值提高,对燃烧室的点燃与稳定燃烧有利,但起动机的功率要求较高;反之,起动机的功率稳定燃烧有利,但起动机的功率要求较高;反之,起动机的功率可以较小,但不利于燃烧室的点燃与稳定燃烧。可以较小,但不利于燃烧室的点燃与稳定燃烧
9、。10.1.1 10.1.1 起动过程起动过程讨论:讨论:第10章起动和点火系统GasTurbineAero第二个阶段第二个阶段:由涡轮开始发出功率时起(:由涡轮开始发出功率时起(n=nn=n1 1),到),到起动机脱开时止(起动机脱开时止(n=nn=n2 2)。)。在这个阶段,起动机和涡轮转子共同带动发动机在这个阶段,起动机和涡轮转子共同带动发动机转子加速。发动机获得的加速力矩为:转子加速。发动机获得的加速力矩为:10.1.1 10.1.1 起动过程起动过程第10章起动和点火系统GasTurbineAero当 时,叫做自持转速,这时当 时,仅有涡轮不能带动发动机转子;当 时,但转速接近 时,
10、不能脱开起动机,一般起动机脱开转速 起动机脱开过早或过晚都不适宜,脱开过早会由于加速力矩小而延迟起动时间,甚至使发动机起动失败;脱开过晚,起动机功率要求大。10.1.1 10.1.1 起动过程起动过程讨论:讨论:第10章起动和点火系统GasTurbineAero第三个阶段第三个阶段:由起动机脱开时起(:由起动机脱开时起(n=nn=n2 2),到发动),到发动机进入慢车状态时止(机进入慢车状态时止(n=nn=ni i)。)。在这个阶段,由涡轮转子单独带动发动机转子在这个阶段,由涡轮转子单独带动发动机转子加速。这时发动机获得的加速力矩为:加速。这时发动机获得的加速力矩为:10.1.1 10.1.1
11、 起动过程起动过程第10章起动和点火系统GasTurbineAero慢车转速是指涡轮扭矩等于转子阻力矩时的转速,也称慢车转速是指涡轮扭矩等于转子阻力矩时的转速,也称为空车转速,这时,发动机基本不产生推力。为空车转速,这时,发动机基本不产生推力。时,涡轮扭矩始终大于发动机的阻力力矩,时,涡轮扭矩始终大于发动机的阻力力矩,发动机不能稳定工作;发动机不能稳定工作;当当 后,在任一转速下,均能使后,在任一转速下,均能使 ,发动,发动机能稳定工作。机能稳定工作。10.1.1 10.1.1 起动过程起动过程讨论:讨论:第10章起动和点火系统GasTurbineAero 降低慢车转速,可能缩短起动时间和减小
12、起动功率,降低慢车转速,可能缩短起动时间和减小起动功率,但慢车转速过低,会使发动机在慢车状态时的涡轮前燃气但慢车转速过低,会使发动机在慢车状态时的涡轮前燃气总温总温T T3 3*接近最大允许值,从而影响发动机的加速性与恶化接近最大允许值,从而影响发动机的加速性与恶化慢车时的工作条件。慢车时的工作条件。10.1.1 10.1.1 起动过程起动过程讨论:讨论:第10章起动和点火系统GasTurbineAero10.1.1 10.1.1 起动过程起动过程n1n1,涡轮开始发出功率;,涡轮开始发出功率;npnp,自持转速;,自持转速;n2n2,起动机脱开转速;,起动机脱开转速;nini,慢车转速。,慢
13、车转速。n1 n1 np np n2n2nini第10章起动和点火系统GasTurbineAero 发动机起动过程中,由于各种因素可能造成发动机起动过程中,由于各种因素可能造成不正常起动和起动失败,主要有:不正常起动和起动失败,主要有:不点火、热起不点火、热起动、起动超温、转速悬挂动、起动超温、转速悬挂等。等。10.1.2 10.1.2 不正常起动不正常起动第10章起动和点火系统GasTurbineAero 在规定的时间限制内(如在喷嘴供油后在规定的时间限制内(如在喷嘴供油后1010秒),排气温秒),排气温度或转速指示不增加,表明发动机未点火,应关断起动电门。度或转速指示不增加,表明发动机未点
14、火,应关断起动电门。进行冷转排出余油后,可接通该发空中点火电门(或起动电进行冷转排出余油后,可接通该发空中点火电门(或起动电门置门置“连续连续”位),检查点火电嘴跳火情况,如跳火正常,位),检查点火电嘴跳火情况,如跳火正常,可再次起动。否则,应排除点火故障后再起动。可再次起动。否则,应排除点火故障后再起动。10.1.2 10.1.2 不正常起动不正常起动第10章起动和点火系统GasTurbineAero二、热起动和起动超温二、热起动和起动超温热起动热起动:在起动过程中,在起动过程中,EGTEGT上升较快有超温的趋势。上升较快有超温的趋势。起动超温起动超温:在起动过程中,在起动过程中,EGTEG
15、T上升很快,而且超过了规上升很快,而且超过了规定定 的最大允许限制值。这时应立即停车,检查故障原因的最大允许限制值。这时应立即停车,检查故障原因并排故。并排故。热起动和起动超温原因热起动和起动超温原因 一般是由于油气比过富而造成的。燃油调节器故障、结一般是由于油气比过富而造成的。燃油调节器故障、结 冰或压气机前部有障碍物都可能造成油气比不正常。冰或压气机前部有障碍物都可能造成油气比不正常。10.1.2 10.1.2 不正常起动不正常起动第10章起动和点火系统GasTurbineAero三、转速悬挂三、转速悬挂 起动过程中,在发动机点火以后,转速上升缓慢,甚至起动过程中,在发动机点火以后,转速上
16、升缓慢,甚至停滞而不能达到慢车转速,称为转速悬挂。操作人员应在停滞而不能达到慢车转速,称为转速悬挂。操作人员应在EGTEGT超限之前中止起动。超限之前中止起动。转速悬挂的可能原因有转速悬挂的可能原因有:空气起动机供气不足(或管道有漏:空气起动机供气不足(或管道有漏气等);起动机脱开过早;燃油系统调节不当,使供油量过气等);起动机脱开过早;燃油系统调节不当,使供油量过大;压气机有故障;涡轮有故障;场温过高;场压过低。大;压气机有故障;涡轮有故障;场温过高;场压过低。10.1.2 10.1.2 不正常起动不正常起动第10章起动和点火系统GasTurbineAero 分类分类 电动起动机,电动起动机
17、,燃气涡轮起动机燃气涡轮起动机 空气涡轮起动机。空气涡轮起动机。目前民用航空发动机大多采用空气涡轮起目前民用航空发动机大多采用空气涡轮起动机。动机。其他形式的起动机(火药起动机等)其他形式的起动机(火药起动机等)10.1.3 10.1.3 起动机起动机第10章起动和点火系统GasTurbineAero一、电动起动机一、电动起动机 一般采用直流电动机作为电动起动机。目前已广泛使用一般采用直流电动机作为电动起动机。目前已广泛使用起起动动-发电机发电机。优点是:优点是:使用、维护方便,尺寸小,易使起动过程自动化。使用、维护方便,尺寸小,易使起动过程自动化。缺点是:缺点是:重量大,起动扭矩不够大,不适
18、用于中、大型发动机,重量大,起动扭矩不够大,不适用于中、大型发动机,供它所需的机载蓄电瓶较重。另外,起动机的功率对外界气温供它所需的机载蓄电瓶较重。另外,起动机的功率对外界气温与电压的变化比较敏感。与电压的变化比较敏感。10.1.3 10.1.3 起动机起动机第10章起动和点火系统GasTurbineAero电动起动机10.1.3 10.1.3 起动机起动机第10章起动和点火系统GasTurbineAero二、燃气涡轮起动机二、燃气涡轮起动机 燃气涡轮起动机实际上是一台完整的小型涡轮轴发动机。燃气涡轮起动机实际上是一台完整的小型涡轮轴发动机。一般由单面单级离心式压气机、回流式燃烧室、单级向心式
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