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Abstract: Digital electronic control has been the main development direction of aero-propulsion control system. To grasp the design method of digital syestem, the paper focuses on the study of fuel control to different phase of aero-engine, takes the digital electronic control system as the object,and puts the fuel control as main line. Different working phrase of the fuel system control has been analyzed. Finally, the specific regulation plan was gaven.
關(guān)鍵詞： 航空發(fā)動機；燃油系統(tǒng)；數(shù)字電子控制；計劃
Key words: aero-engine；fuel system；digital electronic control；plan
中圖分類號：V233文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）17-0023-02
0引言
航空發(fā)動機的燃油系統(tǒng)用來供給發(fā)動機主燃燒室和加力燃燒室的燃油，數(shù)子電子控制時，工況燃油流量受電子控制器控制，并要求其在所有工作狀態(tài)下，保證供給發(fā)動機燃油并自動調(diào)節(jié)供入發(fā)動機主燃燒室所需的燃油量。當數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，液壓機械備份調(diào)節(jié)系統(tǒng)可平穩(wěn)同步接替數(shù)控系統(tǒng)工作自動調(diào)節(jié)主燃油流量。
1調(diào)節(jié)規(guī)律實現(xiàn)
現(xiàn)代航空發(fā)動機大都為雙轉(zhuǎn)子，且多為全權(quán)限數(shù)控系統(tǒng)。為了保持左、右發(fā)動機的匹配性，討論發(fā)動機全權(quán)限數(shù)控系統(tǒng)演示驗證樣機采用的調(diào)節(jié)規(guī)律跟原液壓機械調(diào)節(jié)規(guī)律基本一致。
1.1 穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)計劃發(fā)動機穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)計劃見表1。當?shù)蛪恨D(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速N1
1.2 過渡態(tài)調(diào)節(jié)計劃
1.2.1 起動控制
2主燃油供油裝置控制回路分析
圖1為某型數(shù)控發(fā)動機主燃油控制邏輯原理圖。
航空發(fā)動機燃油系統(tǒng)在工作時，電子控制器將理論上計算的燃油流量對應(yīng)的隨動活塞位置電信號輸出到電液伺服閥，通過電液伺服閥來控制隨動活塞的位置，隨動活塞的位置由LVDT反饋給電子控制器，這樣便構(gòu)成閉環(huán)回路。當兩者有差值時就繼續(xù)輸出信號直止驅(qū)動隨動活塞到給定位置，通過改變斜盤角度來控制燃油流量。圖2給出了高壓可變柱塞泵在不同轉(zhuǎn)速下，LVDT電量與燃油流量、高壓可變柱塞泵轉(zhuǎn)速之間的二維關(guān)系曲線。
由圖2中曲線可看出，在高壓可變柱塞泵轉(zhuǎn)速一定的情況下，燃油流量隨LVDT電量的增加而增大；當LVDT電量一定時，隨著柱塞泵轉(zhuǎn)速的增加，燃油流量也在增大。從發(fā)動機的工作情況來看，柱塞泵是由發(fā)動機高壓轉(zhuǎn)子經(jīng)多級減速后而帶轉(zhuǎn)，其減速比為定值2.561，柱塞泵轉(zhuǎn)速的大小也代表著高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的大小。當高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增大時，發(fā)動機所需的熱能也要增大即燃油流量在增大。從該曲線可以看出，發(fā)動機的燃油系統(tǒng)可以實現(xiàn)較好的控制。
參考文獻：
[1]航空發(fā)動機設(shè)計手冊,第15冊，控制及燃油控制系統(tǒng).
[2]馮正平，孫健國.航空發(fā)動機小偏差狀態(tài)變量模型的建立方法.推進技術(shù),Vol.22，No.1，2001.
[3]黃宏濤.航空發(fā)動機數(shù)字控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)計劃[D].西北工業(yè)大學碩士論文，2001.
關(guān)鍵詞：發(fā)動機控制系統(tǒng) 模擬仿真 優(yōu)化設(shè)計
中圖分類號：V233.7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（c）-0210-02
1 研究背景
研究目的：針對航空發(fā)動機控制部件進行實體建模，建立部件數(shù)據(jù)庫，包含部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)與控制特性；并搭建控制系統(tǒng)工作特性的仿真平臺，能方便地組建控制系統(tǒng)與分析系統(tǒng)的工作特性，并對系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，服務(wù)于教學實踐。
研究意義：航空發(fā)動機的發(fā)動機性能計算機仿真不僅能夠指導發(fā)動機設(shè)計、縮短研制周期、節(jié)約經(jīng)費，而且具有良好的可控性、可觀性、安全性、重復(fù)性和經(jīng)濟性等特點。建立合理、準確的航空發(fā)動機工作過程的數(shù)學模型是發(fā)動機性能仿真的基礎(chǔ)，建立適合于各種仿真目的的發(fā)動機仿真模型是仿真試驗與分析的關(guān)鍵。
2 發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制系部件及系統(tǒng)
2.1 動態(tài)特性
根據(jù)航空發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的工作原理，構(gòu)建轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的原理圖。
當系統(tǒng)的輸入量不變，只考慮干擾量時，系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為
2.2 穩(wěn)態(tài)特性
穩(wěn)態(tài)的誤差是控制系統(tǒng)準確度的一種量度，是控制系統(tǒng)性能的一項重要指標。在航空發(fā)動機控制系統(tǒng)中，由于發(fā)動機的外界條件經(jīng)常發(fā)生變化，系統(tǒng)要在頻繁的干擾輸入下工作，因此，對干擾恢復(fù)穩(wěn)定時，輸出量的給定值與實際值的偏差。但作為系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能分析，需要討論系統(tǒng)輸入和干擾輸入兩種情況。
主要根據(jù)終值定理：
假設(shè)系統(tǒng)的干擾輸入為零，即，誤差傳遞函數(shù)為
系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為
系統(tǒng)對單位階躍輸入的穩(wěn)態(tài)誤差為零，對單位斜坡輸入的穩(wěn)態(tài)誤差為常數(shù)。
2.3 控制系統(tǒng)模型建立
使用AMESim對航空發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)建模仿真過程中，首先基于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)原理圖，經(jīng)對原理圖及工作過程分析，確定對建模仿真具有重要作用的系統(tǒng)關(guān)鍵元件；其次，根據(jù)各元件特點將調(diào)節(jié)器主要元件分類為機械元件、液壓元件等；然后針對不同類別，對各元件采取相應(yīng)的建模方法分別進行建模；最后，再根據(jù)原理圖連接各關(guān)鍵元件，構(gòu)建調(diào)節(jié)器模型。建模過程的主導思想是力求為用戶提供元件盡可能多的輸入?yún)?shù)，并具有盡可能準確的數(shù)學模型[1]。
3 控制系統(tǒng)的優(yōu)化
對于控制系統(tǒng)的優(yōu)化，根據(jù)性能的指標要求對系統(tǒng)性能的參數(shù)進行調(diào)整。其中，系統(tǒng)不可調(diào)整參數(shù)為油泵參數(shù)K3=1.0，K4=1.0；發(fā)動機參數(shù)TE=0.9s，KE=0.23[2]，見表1。
通過參數(shù)的調(diào)整得到不同的單位階躍響應(yīng)曲線、單位脈沖響應(yīng)曲線、系統(tǒng)的Bode圖以及系統(tǒng)根軌跡圖（見圖1），對在不同參數(shù)下的穩(wěn)定性、靈敏性、系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性和閉環(huán)系統(tǒng)的時域響應(yīng)特性，進行分析，找到并得出最合適的控制參數(shù)。
發(fā)動機的動態(tài)特性隨發(fā)動機的工作狀態(tài)和飛行條件改變而改變。高空低速飛行并且發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)工作時，發(fā)動機的動態(tài)性能最差。因此，在完成設(shè)計狀態(tài)下的系統(tǒng)性能分析檢查后，必須在各種飛行條件下，對發(fā)動機的各種工作狀態(tài)進行系統(tǒng)仿真，并按性能指標定量檢查仿真結(jié)果。若性能不滿足要求，應(yīng)重新調(diào)整參數(shù)值，直至滿足性能指標要求為止。如果調(diào)整參數(shù)值仍不能達到要求，應(yīng)重新修改校正裝置結(jié)構(gòu)或重新設(shè)計。
4 發(fā)展的前景以及優(yōu)勢
目前研發(fā)的航空發(fā)動機控制部件及系統(tǒng)仿真教學平臺主要是針對單轉(zhuǎn)子噴氣式發(fā)動機的研究，對于目前新一代航空發(fā)動機采取的控制手段是電子控制技術(shù)，即全權(quán)限數(shù)字發(fā)動機控制器FADEC。數(shù)字電子控制器能夠進行復(fù)雜運算，實現(xiàn)更為復(fù)雜的控制規(guī)律，可以布置更多的發(fā)動機載傳感器，用于監(jiān)控發(fā)動機工作狀態(tài)并且能使發(fā)動機控制系統(tǒng)具備故障診斷和故障重構(gòu)能力，大大提高可靠性，實現(xiàn)發(fā)動機自適應(yīng)控制[3]。
5 結(jié)語
該文研究的主要內(nèi)容包括：首先，分析了航空發(fā)動機控制系統(tǒng)建模仿真技術(shù)的發(fā)展情況；其次，分析研究了液壓機械式發(fā)動機及其轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的組成及工作原理，并對帶比例反饋的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的組成及工作原理進行了詳細的分析研究；再次，提出了基于AMESim的航空發(fā)動機燃油調(diào)節(jié)系統(tǒng)建模仿真研究方法；緊接著使用該建模方法對液壓機械式發(fā)動機轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)進行了建模；最后，對開環(huán)、閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)性能分析研究，并對“軟參數(shù)”流量系數(shù)的計算及變化情況進行詳細的分析研究并得到單位階躍響應(yīng)曲線、單位脈沖響應(yīng)曲線、系統(tǒng)的Bode圖以及系統(tǒng)根軌跡圖。
該文所建立的航空發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)仿真平臺，通用性強，使用靈活，利用此控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)各種發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的仿真。在已研發(fā)的航空發(fā)動機控制部件及系統(tǒng)仿真教學平臺的基礎(chǔ)上進行完善、改進，將航空發(fā)動機電子控制技術(shù)引入進該仿真教學平臺去，拓展航空發(fā)動機控制部件及系統(tǒng)仿真教學平臺的應(yīng)用范圍，有利于更好地理解、學習航空發(fā)動機的工作原理。
參考文獻
[1] 陳宏亮.X_8航空發(fā)動機燃油調(diào)節(jié)系統(tǒng)建模仿真研究[D].西安：西北工業(yè)大學，2006.
關(guān)鍵詞：航空發(fā)動機；低渦軸；清洗
中圖分類號：V267 文獻標識碼：A
現(xiàn)代的航空發(fā)動機是一個典型的復(fù)雜工程技術(shù)系統(tǒng)，包含了眾多的相關(guān)子系統(tǒng)，其工作過程是極其復(fù)雜的氣動熱力傳動的過程。在眾多的部件中，發(fā)動機低渦軸是航空發(fā)動機傳動系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一。發(fā)動機低渦軸在工作時，其表面會吸附很多雜質(zhì)，影響其工作性能。在發(fā)動機修理過程中，需要對低渦軸進行超聲清洗，除去其表面附著的雜質(zhì)。如果這些雜質(zhì)不能被徹底的清除，那么航空發(fā)動機的安全性能得不到保證。所以，對航空發(fā)動機低渦軸進行超聲清洗是發(fā)動機大修過程中至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。
低渦軸超聲清洗機就是專門由于清洗低渦軸的設(shè)備，本文詳細介紹了發(fā)動機低渦軸超聲清洗機控制系統(tǒng)的設(shè)計過程及功能。
1 低渦軸超聲清洗機總體設(shè)計
基于低渦軸超聲清洗的工藝要求及超聲清洗機機械設(shè)計對電氣控制系統(tǒng)的要求，低渦軸超聲清洗機電氣控制系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：
（1）電氣系統(tǒng)應(yīng)具有漏電保護功能。
（2）清洗機具有對清洗槽及儲液槽中清洗液測溫、加熱及自動控溫的功能。
（3）清洗機具有清洗槽中清洗液低位控制功能。
（4）清洗機能夠自動設(shè)定及控制超聲清洗時間。
2 清洗液測溫及控溫系統(tǒng)設(shè)計
2.1 清洗機測溫功能設(shè)計
工藝要求在進行低渦軸超聲清洗時，超聲清洗試機清洗槽內(nèi)的清洗液要一直保持在特定的溫度區(qū)間內(nèi)，因此設(shè)備要對清洗槽內(nèi)的清洗液進行溫度測量。而且由于儲液槽內(nèi)的清洗液根據(jù)需要會向清洗槽內(nèi)補液，為防止在工作中達不到溫度要求的清洗液被補進清洗槽中，影響清洗效果，所以對儲液槽內(nèi)的清洗液進行溫度測量也是十分必要的。
鉑電阻作為一種精密的溫度檢測元件被廣泛應(yīng)用于智能儀表和自動控制系統(tǒng)。鉑電阻溫度傳感器是利用其電阻和溫度成一定函數(shù)關(guān)系而制成的溫度傳感器，由于其測量準確度高、測量范圍大、穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性好等特點，被廣泛用于中溫（-200℃～650℃）范圍的溫度測量中。本試驗器采用鉑電阻測溫方式來測量清洗槽及儲液槽內(nèi)清洗液的溫度。
2.2 清洗機控溫功能設(shè)計
由于低渦軸清洗時需要清洗液溫度保持在一定范圍內(nèi)，而在工作過程中，清洗液的溫度必然會降低，所以設(shè)備需要一套能夠自動加熱控溫的系統(tǒng)。本設(shè)備采用溫控表來實現(xiàn)溫度的顯示及自動控制。
現(xiàn)就清洗槽為例，對清洗液的加溫，控溫過程進行說明。工作前，將溫度表的溫度上下限設(shè)定好。工作時，由于清洗液的溫度低于溫控表的溫度下限，所以溫度下限報警觸點閉合，加熱管開始工作，清洗槽開始加溫；當清洗液的溫度超過溫控表設(shè)定的溫度下限，溫度下限報警觸點斷開，加熱管繼續(xù)工作，清洗液的溫度繼續(xù)升高；當清洗液的溫度超過溫控表設(shè)定的溫度上限，溫度上限報警觸點斷開，加熱管停止工作，隨著超聲清洗工作的進行，清洗液的溫度將會降低；當清洗液的溫度低于溫控表設(shè)定的溫度下限，溫度下限報警觸點再次閉合，加熱管開始工作，清洗液溫度升高，直到清洗液的溫度超過溫控表設(shè)定的溫度上限，加熱管停止工作。以此往復(fù)，清洗槽內(nèi)的清洗液的溫度將一直保持在設(shè)定的工作溫度范圍內(nèi)。
3 超聲控制系統(tǒng)設(shè)計
由于低渦軸為空心軸，為了能夠使清洗的效果更好，所以超聲系統(tǒng)振源分為兩部分：超聲振板――主要功能是使清洗槽內(nèi)清洗液超聲振動，清洗軸的外表面；超聲振動棒――主要功能是使低渦軸內(nèi)部的清洗液超聲振動，清洗軸的內(nèi)表面。
低渦軸的清洗工藝還要求超聲清洗的時間，所以在本設(shè)備超聲控制系統(tǒng)中采用定時器來設(shè)定超聲振板及振動棒的工作時間，并且在到達工作時間后，設(shè)備自動停止超聲振板及振動棒工作，達到精確控制的目的。
4 其它系統(tǒng)設(shè)計
4.1 漏電保護系統(tǒng)設(shè)計
用于清洗低渦軸的清洗液是導電的液體，加熱管、超聲振板及振動棒出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，那么直接威脅著操作者的生命安全，所以設(shè)備在設(shè)計中增加漏電保護的功能。設(shè)備帶有漏電保護功能的空氣斷路器，加熱管、超聲振板及振動棒出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，漏電保護器將動作，切斷該用電器主回路電源，使設(shè)備處于安全狀態(tài)中，保護操作者的人身安全。
4.2 清洗液液位保護系統(tǒng)設(shè)計
清洗機工作時，可能出現(xiàn)兩種清洗槽“干燒”現(xiàn)象。第一，工作前忘記向清洗槽中添加清洗液時就開始加熱，由于清洗槽內(nèi)沒有清洗液造成“干燒”現(xiàn)象；第二，超聲清洗工作時間過長，清洗液揮發(fā)嚴重，操作者沒有及時發(fā)現(xiàn)造成“干燒”現(xiàn)象。這兩種情況都會對設(shè)備造成嚴重的損壞，甚至發(fā)生火災(zāi)等安全事故。為避免這種情況的發(fā)生，在清洗槽中增加了液位傳感器。當清洗槽中的清洗液超過液位傳感器設(shè)定的下限值時，液位傳感器的常開觸點閉合，將這個觸點串聯(lián)在控制回路中，只有這個觸電閉合的情況下才可以進行加熱的工作。
結(jié)語
低渦軸是航空發(fā)動機的重要部件，其在發(fā)動機修理過程中超聲清洗的結(jié)果，直接影響著發(fā)動機的性能及安全。所以低渦軸超聲清洗機是修理航空發(fā)動機必不可缺的試驗設(shè)備。通過對低渦軸的技術(shù)資料及工藝文件要求的消化理解，確定設(shè)計電氣控制系統(tǒng)所需的技術(shù)參數(shù)，完成試驗器的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計。設(shè)備具有自動控溫、超聲計時控制、清洗液液位低位控制、漏電保護等功能。超聲清洗機的電氣性能完全可以滿足低渦軸的超聲清洗工藝要求，而且系統(tǒng)還具有性能穩(wěn)定、操作簡單、維護方便、安全性高等特點。
參考文獻
[1]楊帆.某型航空發(fā)動機滑油系統(tǒng)試驗臺計算機控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].西安：西北工業(yè)大學碩士學位論文，2009.
[2]李博.航空發(fā)動機燃滑油散熱器熱動力性能研究[D].沈陽：東北大學碩士學位論文，2008.
【關(guān)鍵詞】消喘 恢復(fù)狀態(tài) 工作原理
1 引言
發(fā)動機發(fā)生喘振時，氣流會沿壓氣機軸向發(fā)生低頻率高振幅的氣流震蕩，這種震蕩會帶動壓氣機的葉片產(chǎn)生強烈的震動，使葉片在短時間內(nèi)發(fā)生嚴重損壞或斷裂，導致發(fā)動機流道受損，嚴重導致報廢。所以消喘系統(tǒng)的完好性對發(fā)動機至關(guān)重要。
2 發(fā)動機消喘系統(tǒng)工作原理
2.1 消喘系統(tǒng)的功用
發(fā)動機出現(xiàn)喘振時能自動退出喘振狀態(tài)，所采取的措施如下：（1）短時間接通消喘系統(tǒng)的同時，轉(zhuǎn)動高壓壓氣機可調(diào)導向器葉片；（2）增大尾噴口臨界截面積；（3）接通遭遇起動，隨后恢復(fù)發(fā)動機原來的工作狀態(tài)。
2.2消喘系統(tǒng)的組成
（1）綜合調(diào)節(jié)器。綜合調(diào)節(jié)器防喘保護通道的功用是，當發(fā)動機出現(xiàn)喘振和超溫時，通過控制發(fā)動機燃油通道和幾何通道，來消除發(fā)動機喘振和超溫，并將發(fā)動機恢復(fù)到原穩(wěn)定狀態(tài)。（2）空氣壓力受感部?？諝鈮毫κ芨胁拷邮崭邏簤簹鈾C后的空氣總壓（P02）和靜壓（P2），并把空氣總壓和靜壓輸送到喘振信號器。安裝位置在高壓壓氣機九級整流葉片中間的通道內(nèi)。（3）喘振信號器。喘振信號器為變壓器式，測量壓差工作范圍0.1～2.2f/2。測量壓差PCK的數(shù)值和符號，并向防喘保護裝置傳輸電信號。安裝位置在外涵道前機匣上。（4）執(zhí)行機構(gòu)。通過接收喘振信號，完成一系列消喘動作。
2.3 消喘系統(tǒng)電氣附件工作過程
當發(fā)動機出現(xiàn)喘振征兆時，喘振信號器的輸出電壓發(fā)生變化，該輸出電壓被傳輸?shù)桨l(fā)動機綜合調(diào)節(jié)器的防喘保護裝置。
喘振信號器的輸出電壓有兩個分量：正比于壓差平均值PCK1的不變分量和正比于壓力脈動PCK2的交變分量。在防喘保護裝置內(nèi)，按照PCK1和PCK2來測量輸出電壓。
如果高壓壓氣機轉(zhuǎn)速n2
在解除“К1”指令后，“К1”指令在發(fā)動機起動自動器內(nèi)保持（8±1.6）秒。當n2
2.4消喘系統(tǒng)機械液壓部分工作過程
2.4.1噴管臨界截面面積重調(diào)機構(gòu)的工作
當發(fā)動機消除喘振系統(tǒng)工作時，油泵調(diào)節(jié)器輸出定壓油信號，該定壓油作用在噴管重調(diào)機構(gòu)活塞下腔?；钊谟蛪毫ψ饔孟拢朔椈闪觽鲃訐軛U上移，由于傳動撥桿與差動機構(gòu)齒輪軸不在一個平面內(nèi)，使傳動撥桿繞齒輪軸轉(zhuǎn)動，通過差動機構(gòu)帶動帶誤差凸輪的齒輪轉(zhuǎn)動，并使誤差凸輪也轉(zhuǎn)動，誤差凸輪杠桿再帶動分油活門襯筒上移，打開活塞上腔的回油路，使分油活門上移，開大噴管臨界截面面積，增大發(fā)動機壓氣機的穩(wěn)定裕度。
2.4.2高壓壓氣機導流葉片調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作
當消除喘振系統(tǒng)工作時，電磁活門通電，定壓活門來油輸入到高壓壓氣機導流葉片重調(diào)器重調(diào)機構(gòu)活塞右腔，使活塞左移，通過杠桿機構(gòu)帶動分油活門右移，作動筒活塞左腔來油，右腔回油，作動筒活塞右移，使導流葉片朝減小發(fā)動機空氣流量方向轉(zhuǎn)動，增大了發(fā)動機的穩(wěn)定工作裕度。當電磁活門斷電時，電磁活門切斷定壓活門的來油，重調(diào)機構(gòu)活塞在彈簧力作用下，恢復(fù)到原工作狀態(tài)。
3故障定位及原因分析
某日某單位，發(fā)動機地面試車檢查消喘系統(tǒng)時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速n2由85.7%下降到44.2%，渦輪后溫度下降180℃，經(jīng)過約13秒鐘后發(fā)動機參數(shù)恢復(fù)正常。進行主泵調(diào)節(jié)器放氣，經(jīng)多次檢查故障現(xiàn)象未消失。
分析故障原因有以下幾種可能性：
3.1綜合調(diào)節(jié)器故障
綜合調(diào)節(jié)器收到地面檢查儀發(fā)出喘振信號后，向電磁活門發(fā)出周期性指令：接通1.5±0.2秒，斷開0.5±0.2秒。由于綜合調(diào)節(jié)器質(zhì)量問題導致發(fā)出消喘指令持續(xù)時間出現(xiàn)問題，電磁活門接通時間過長，導致發(fā)動機切油過深。
3.2主泵調(diào)節(jié)器故障
主泵調(diào)節(jié)器液壓繼電器從結(jié)構(gòu)上保證當切油時間過長時切斷齒輪泵后高壓燃油通往主燃油分配器油路，避免發(fā)動機因切油時間過常停車。綜合調(diào)節(jié)器收到地面檢查儀發(fā)出喘振信號后，向電磁活門發(fā)出周期性工作指令。液壓繼電器時間調(diào)整層板節(jié)流器依據(jù)本身流量調(diào)節(jié)發(fā)動機切油時間長短。如果層板節(jié)流器堵塞或者液壓繼電器分油柱塞卡滯，運動不靈活將會導致發(fā)動機因切油時間過深而導致發(fā)動機停車。
3.3燃油分配器故障
油泵調(diào)節(jié)器中的定壓活門的油液通往分配器活門右邊，放油斷流活門左移，切斷了分配器活門右邊回油路，因而有壓力升高，分配器活門左移切斷了通往主、副輸油圈的油路，燃燒室供油中斷。當發(fā)動機喘振信號消失時，發(fā)動機停車活門退出工作，切斷了油泵調(diào)節(jié)器定壓活門通往分配器活門右邊的油路，放油斷流活門在左邊彈簧力作用下右移，打開分配器活門右邊的回油路，分配器活門右邊壓力下降，在其左邊油壓作用下右移，打開了通往主副輸油圈的油路，恢復(fù)向燃燒室的供油。
外場先后更換綜合調(diào)節(jié)器、主泵調(diào)節(jié)器后，地面試車檢查故障現(xiàn)象再現(xiàn)，說明該故障不是由二者引起。后更換燃油分配器后地面試車檢查消喘系統(tǒng)正常，確定該故障是由燃油泵分配器故障引起的。
4結(jié)語
航空發(fā)動機作為飛機的心臟，被譽為“工業(yè)之花”，它直接影響飛機的性能、可靠性及經(jīng)濟性，是一個國家科技、工業(yè)和國防實力的重要表現(xiàn)。而發(fā)動機內(nèi)部的每個分系統(tǒng)也都直接的影響發(fā)動機的性能，所以消喘系統(tǒng)也是保證發(fā)動機、飛機以及駕駛?cè)藛T安全性的重要組成部分。本論文對航空發(fā)動機消喘系統(tǒng)進行了原理上的講解以及結(jié)合具體故障對涉及該系統(tǒng)的各個附件進行了分析，為以后遇到此類故障提供了排故思路，也為以后其他型號的發(fā)動機的研發(fā)和設(shè)計提供了經(jīng)驗。
參考文獻：
[關(guān)鍵詞]航空發(fā)動機 地面起動 供油量 起動時間
中圖分類號：V235.13 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）13-0123-01
1 起動過程簡介
航空發(fā)動機從零轉(zhuǎn)速加速到慢車轉(zhuǎn)速的過程稱為起動過程。發(fā)動機的地面起動一般包含以下三個階段[1]，第Ⅰ階段：燃燒室點火燃燒之前，在起動機的輔助下，將發(fā)動機的轉(zhuǎn)子加速接近至點火轉(zhuǎn)速。當高壓轉(zhuǎn)速到達時，向燃燒室中噴入燃油并點燃。第Ⅱ階段：待燃燒室內(nèi)燃油點燃形成穩(wěn)定的火源之后，渦輪便開始進入工作狀態(tài)，發(fā)出功。第Ⅲ階段：當發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到時，渦輪的輸出功率已明顯遠大于壓氣機所需要的功率，此時，可以斷開起動機與發(fā)動機之間的聯(lián)接，發(fā)動機依靠渦輪的扭矩獨自將發(fā)動機從加速到慢車轉(zhuǎn)速，至此，完成發(fā)動機的整個起動過程（圖1）。
2 起動油量對發(fā)動機起動情況的影響
從式中可見，某型發(fā)動機轉(zhuǎn)速與油量呈函數(shù)關(guān)系，對其地面起動過程來說，選擇合適的起動供油規(guī)律至關(guān)重要。
試驗在地面環(huán)境溫度達到36～38℃時進行，當大氣溫度較高時[2]，雖然滑油、燃料的物理性質(zhì)變化都會更有利于起動，但由于空氣流量的減小，燃燒室內(nèi)容易形成過分富油燃燒，從而導致溫度過高。故高溫條件下對起動油量的考核最苛刻，起動油量選擇不恰當極易導致溫度上升過快而超溫。
3 試驗結(jié)果分析
3.1 試驗方法
試驗設(shè)計過程中盡量避免其他因素對試驗的影響，僅分析起動供油量對發(fā)動機起動的影響。試驗點選擇過程中盡量保證環(huán)境溫度和壓力變化不大。
起動過程中起動機脫開的邏輯是：起動到達一定時間或者發(fā)動機n2轉(zhuǎn)速大于一定值。發(fā)動機起動試驗過程中，為了避免起動機功率影響，起動過程中盡量保證起動機進口空氣參數(shù)一致。
試驗過程中選擇4種供油規(guī)律，通過分析4種供油規(guī)律的起動機脫開轉(zhuǎn)速、起動機脫開時的排氣溫度、起動過程中最大的排氣溫度和起動時間來分析起動油量對地面起動的影響。
3.2 試驗結(jié)果分析
由于在高溫天氣起動，起動過程中起動時間較長，4種方案的起動機脫開均為時間脫開。
a）方案1
選擇起動油量為下圖2中方案1。起動過程中，轉(zhuǎn)速上升緩慢，起動機脫開轉(zhuǎn)速為41.2%，后3階段排氣溫度上升至接近起動極限排氣溫度，S后停止起動發(fā)動機。
從起動不成功的現(xiàn)象看，2階段起動機脫開時排氣溫度為4方案中最高，可見起動前期溫度上升較快，而后期排氣溫度上升至其起動排氣溫度最大值，故將起動供油規(guī)律調(diào)整為方案2，在原始供油基礎(chǔ)上2階段段減6%油，控制前期過快上升的溫度；對起動機脫開后3階段油量也進行更改，減4%油，抑制排氣溫度上升。
b）方案2
采用方案2后再次起動，發(fā)動機起動成功，起動機脫開時轉(zhuǎn)速48.4%，較方案1有明顯提高，脫開時排氣溫度降低23℃，但起動過程中最大排氣溫度接近極限溫度，起動時間82s。從起動機脫開加速至慢車轉(zhuǎn)速時間（起動3階段）為32s，后期發(fā)動機轉(zhuǎn)速上升緩慢，起動時間仍較長，排氣溫度最大值也較高。
c）方案3
方案2雖然能夠起動成功，但其排氣溫度在起動機脫開時已經(jīng)較高，最大排氣溫度接近極限，起動時間較長。故采用方案3，2階段在方案2的基礎(chǔ)上再減4%的油量，抑制前期過快排氣溫度增長；起動機脫開后發(fā)動機轉(zhuǎn)速上升緩慢，在起動3階段增加油量。從表1中可知，采用方案3后起動發(fā)動機成功，起動時間縮短3s，排氣溫度最大值比方案2高5℃，起動機脫開轉(zhuǎn)速為45.1%，脫開時排氣溫度比方案2低31℃，起動時間縮短2s，從起動的情況來看，采用方案3后，雖然起動機脫開時排氣溫度較低，起動2階段轉(zhuǎn)速上升較慢，起動時間較長。而發(fā)動機排氣溫度在3階段上升過快，起動后段增加油量不可行。
d）方案4
方案4相對方案1在起動2階段減小5%左右，起動機后段后油量和方案1相同。發(fā)動機起動成功，起動時間較方案2減少6s，起動排氣溫度最大值較方案3減小29℃，起動機脫開轉(zhuǎn)速47.4%，脫開時排氣溫度減小11℃，相較與其他幾次規(guī)律較好。
方案4減少了2階段段供油量，抑制了前期過快增長的溫度，同時又不至于使轉(zhuǎn)速上升過慢，使排氣溫度控制在較為合理的范圍內(nèi)；在3階段期的供油與方案1相同，使起動機脫開后渦輪帶轉(zhuǎn)階段轉(zhuǎn)速上升在合適范圍之內(nèi)（表1）。
4 結(jié)論
通過實驗得到以下結(jié)論：
a）對于起動供油規(guī)律為轉(zhuǎn)速-油量規(guī)律的發(fā)動機，合適的起動供油規(guī)律至關(guān)重要，選擇合適的起動供油規(guī)律能有效的降低排氣溫度最大值，縮短起動時間；
b）所選擇的4個方案中4號方案起動時起動油量較為合適，抑制排氣溫度過快上升，發(fā)動機轉(zhuǎn)速上升快，起動時間短。
參考文獻
深厚的學科積淀廣泛的學科背景
孕育了以孫曉峰教授和陳懋章院士為帶頭人的創(chuàng)新團隊的能源與動力工程學院，是北航1952年建院時最早建立的兩個系之一，前身為航空發(fā)動機系。經(jīng)過50年的建設(shè)，能源與動力工程學院從單一的航空發(fā)動機專業(yè)發(fā)展成為涉及4個一級學科，擁有8個博士點、9個碩士點和3個本科專業(yè)的學科專業(yè)群。其中，航空發(fā)動機專業(yè)是國家首批博士點（1981年），1988年被評為國家重點學科。其所在的“航空宇航推進理論與工程”學科是國家重點學科，保持國內(nèi)第一的地位。能源與動力工程學院注重學術(shù)團隊的建設(shè)，現(xiàn)有院級團隊8個，覆蓋了教師的70％，學院的科研和教學骨干基本上都在這8個團隊當中。在院級團隊的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的科研需要靈活快捷地構(gòu)成大型的綜合團隊，沖擊校級和國家級的學術(shù)團隊。以孫曉峰教授和陳懋章院士為帶頭人的創(chuàng)新團隊就是院級5個學術(shù)團隊組合構(gòu)成的教育部首批批準的創(chuàng)新團隊。
該創(chuàng)新團隊是一個年齡和專業(yè)結(jié)構(gòu)合理的團隊，組成人員有院士、長江學者和跨世紀優(yōu)秀人才，也有全國優(yōu)秀博士論文獲得者，老中青結(jié)合，具有很大的創(chuàng)新潛力。團隊里的每個人都有自己獨特的研究領(lǐng)域：陳懋章院士是我國著名的航空發(fā)動機專家，長期從事葉輪機氣動力學和粘性流體動力學研究的教學與研究工作，在航空發(fā)動機領(lǐng)域卓有建樹；孫曉峰教授在氣動聲學、葉輪機非定常流等多個方面有著重要的學術(shù)貢獻。團隊中30多歲的年輕學者也已經(jīng)在國際上嶄露頭角，例如李曉東在計算氣動聲學方面做出的顯著成績，在NASA組織的考核中被認為是同行中最好的工作之一；全國百篇優(yōu)秀博士學位論文獲得者景曉東在氣動聲學的渦聲相互作用方面的研究，被美國、英國、荷蘭的研究組重復(fù)試驗給予驗證；另一位全國百篇優(yōu)秀博士學位論文獲得者閆曉軍則在復(fù)雜結(jié)構(gòu)力學方面做出了重要貢獻?？梢哉f，團隊里每個人的手里都有“絕活”。
創(chuàng)新的發(fā)展理念累累的科研碩果
該創(chuàng)新團隊是一支極具創(chuàng)新精神的團隊，他們正在研究的課題優(yōu)勢突出，且在理論方面和技術(shù)方面都提出了不少新問題，需要從基礎(chǔ)研究著手加以逐個解決，既有巨大潛力，又有嚴峻挑戰(zhàn)。
作為首批批準的教育部創(chuàng)新團隊，該團隊成員過去多年的研究已為新的創(chuàng)新團隊積淀了深厚的基礎(chǔ)：以該團隊成員為第一完成人先后獲得了國家科技進步一等獎和國家技術(shù)發(fā)明二等獎，近來又在大小葉片這一先進氣動布局的研究中取得了突破性進展。
談到對團隊和創(chuàng)新的理解，團隊成員有著自己的看法：
陳懋章：“在學術(shù)和技術(shù)上提出有引領(lǐng)作用的重大創(chuàng)新目標，目標要高，臺階要大，要在科學和技術(shù)上有重大意義。這種項目要相對穩(wěn)定，不是短平快，而是一段時期的奮斗目標。這種重大創(chuàng)新項目，應(yīng)該使大家有興趣，有奔頭，成為團結(jié)奮斗的目標，這是團結(jié)、組織團隊的基本因素。”這位功成名就的院士，主張做科研要“一竿子插到底”，不但工作態(tài)度是這樣，科研內(nèi)容也是從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、工程驗證一直進行到型號應(yīng)用。雖然已是70歲的高齡，但他仍每天早出晚歸扎根在研究和試驗的第一線，有時一人同時操縱著好幾臺計算機在實驗室里進行研究和運算。有人開玩笑說他像紗廠里的擋車工，穿梭于幾臺機器之間，忙了這臺忙那臺。但他不是計算機的奴隸，他正是從這些大量計算數(shù)據(jù)中，攫取關(guān)鍵信息，探究真實的機理，尋求優(yōu)化的流場。
孫曉峰強調(diào)：“團隊是主題研究的結(jié)合，是學術(shù)與精神的結(jié)合，以思想為基礎(chǔ)的團隊，才是真正的團隊，才是有戰(zhàn)斗力的團隊。我們的凝聚不是強調(diào)聽一個人的話，是要當我們聯(lián)合起來的時候形成合力，作為一個拳頭打出去，讓別人感覺我們是一個令人刮目相看的團體。”
創(chuàng)新團隊建立以來，研究工作取得了很大進展。不畏艱險，不怕挫折，充分發(fā)揮多學科協(xié)同作戰(zhàn)優(yōu)勢，集小步為大步……這些正是這個創(chuàng)新團隊能夠不斷取得重大成績的基本要素。
和諧的研究氛圍開放的研究團隊
【論文關(guān)鍵詞】葉片類零件 工裝設(shè)計 工序數(shù)模
【論文摘要】針對目前航空發(fā)動機典型零件一葉片類零件工裝設(shè)計現(xiàn)狀，創(chuàng)建了三維工序數(shù)模驅(qū)動的葉片類零件工裝設(shè)計系統(tǒng)，闡述了系統(tǒng)的優(yōu)點、結(jié)構(gòu)、功能、工作流程，并以ug二次開發(fā)實現(xiàn)了原型系統(tǒng)。通過在國內(nèi)某大型航空發(fā)動機公司進行應(yīng)用，大大提高了葉片類零件工裝設(shè)計的效率，縮短了設(shè)計時間。
航空發(fā)動機是飛機的關(guān)鍵部件，而葉片類零件則是航空發(fā)動機的核心零件之一，也是發(fā)動機研制和批產(chǎn)的“瓶頸”環(huán)節(jié)。其特點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、品種、數(shù)量繁多，對發(fā)動機的性能影響大、設(shè)計和制造周期長、工作量大。由于葉片類零件種類多，葉型、榫頭的形狀復(fù)雜，其工裝設(shè)計也相對復(fù)雜。有效的工裝設(shè)計可以提高工裝設(shè)計效率、提高工裝(包括零部件)重用度、縮短工裝制造周期、降低工裝制造成本。
目前工裝設(shè)計選擇的cad平臺主要以電子圖板方式在企業(yè)工裝設(shè)計領(lǐng)域使用，即人工進行工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計、參數(shù)計算，然后利用cad軟件平臺進行繪圖、出圖。其中大部分企業(yè)采用二維cad基本上只解決工裝繪圖問題，起到了電子圖板的作用，但是參數(shù)化功能不足，設(shè)計效率低。而極少數(shù)采用三維cad軟件的企業(yè)由于三維實體造型速度慢，三維實體模型虛擬裝配繁瑣，輸出符合國標的二維工程圖速度更慢等因素并沒有在工裝設(shè)計中切實的發(fā)揮出三維cad軟件強大的實體造型和參數(shù)化驅(qū)動等功能。
基于上述的工裝設(shè)計的實際情況，提出以壓氣機葉片為對象，開發(fā)工序數(shù)模驅(qū)動的葉片類零件的工裝設(shè)計系統(tǒng)。本系統(tǒng)的設(shè)計思想是基于航空發(fā)動機中不同級的葉片，很大一部分在拓撲結(jié)構(gòu)上一樣，裝夾方式也相同，只在尺寸上有差異，如圖1所示。因此設(shè)計這些葉片的工裝時，采用基于實例的三維工序驅(qū)動的設(shè)計方法，即實現(xiàn)工序數(shù)模驅(qū)動下的工裝數(shù)模自動進行尺寸調(diào)整，形成新的工裝數(shù)模，并通過設(shè)計者局部小的修改后，形成最終的滿足要求的新工裝。
1系統(tǒng)特點
本系統(tǒng)與翼寵cad彰工裝設(shè)計相比，具有以下的特點。
1．1實現(xiàn)工藝工裝并行設(shè)計
傳統(tǒng)的工藝過程設(shè)計和夾具設(shè)計過程是相分離的，通常由工藝設(shè)計部門進行零件的工藝設(shè)計，生成詳細的加工工序后，將有關(guān)信息傳遞給工裝設(shè)計部門，由它完成工裝設(shè)計。然而，建立基于面向工裝設(shè)計的工藝成熟度模型，在pdm產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理平臺上，直接使用同一數(shù)據(jù)源三維模型，定制工藝、工裝并行設(shè)計業(yè)務(wù)流程，從而實現(xiàn)工裝工藝的并行設(shè)計。
1．2三維工序數(shù)模驅(qū)動工裝設(shè)計
其核心思想是通過工序數(shù)模中包含的工藝特征信息(如基準特征信息、定位及夾緊基準信息、精度特征信息、材料特征信息和管理特征信息等)來驅(qū)動工裝中的相關(guān)組件，使這些組件在空間位置和尺寸上做相應(yīng)的調(diào)整，從而達到自動生成新工裝的目的。
1．3基于pdm的集成化工裝數(shù)據(jù)管理
基于pdm平臺，建立單一數(shù)據(jù)源的工裝數(shù)據(jù)庫，保證工裝數(shù)據(jù)的唯一性、實時性、有效性和安全性。工裝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息包括：產(chǎn)品信息、工藝信息、已有工裝信息、工裝標準件庫、典型構(gòu)架．結(jié)構(gòu)庫、加工設(shè)備接口信息，工裝設(shè)計經(jīng)驗知識等。通過對工裝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息的有效組織和利用，創(chuàng)造能讓工裝設(shè)計人員迅速、有效地掌握和借鑒已有工裝設(shè)計經(jīng)驗的環(huán)境，從而提高工裝設(shè)計速度。
2系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
基于上述特點，本系統(tǒng)以oracle為底層數(shù)據(jù)庫，以tcenterprise(pdm)為數(shù)據(jù)管理平臺，以ugnx3．0為cad支撐系統(tǒng)，采用ug／openapi對ug進行二次開發(fā)，運用參數(shù)化建模方法和專家系統(tǒng)等技術(shù)，實現(xiàn)工裝的快速設(shè)計；所有工裝數(shù)據(jù)全部基于pdm系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)一管理，保證工裝數(shù)據(jù)的唯一性、實時l生、有效性和安全性。
基于以上思路，本系統(tǒng)由工序模型設(shè)計子系統(tǒng)、工裝設(shè)計子系統(tǒng)、工裝實例添加子系統(tǒng)三部分組成，具體系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，如圖2所示。
3系統(tǒng)工作流程
系統(tǒng)采用工序數(shù)模驅(qū)動的工裝設(shè)計方法，其工作流程，如圖3所示。
3．1建立新的工序數(shù)模
這是新工裝設(shè)計的驅(qū)動力，是工裝模型進行自適應(yīng)變化的信息來源。
3．2建立典型工裝裝配體模型
這是新工裝設(shè)計的基礎(chǔ)，即典型實例模型將根據(jù)新工裝數(shù)模中的信息做相應(yīng)的變化，形成新的工裝模型。
3．3新工裝的形成過程
新工裝的形成過程主要是在新工序數(shù)模驅(qū)動下的自動化過程。首先，需要找到合適的典型工裝；然后，將這個工裝裝配體模型另存為新名字，同時修改各組件的名字；再次，將新工序數(shù)模裝配進去，執(zhí)行相關(guān)程序，使裝配體各個組件及相互配合關(guān)系發(fā)生改變；最后，手動進行某些細節(jié)的修改，從而形成最終的新工裝。
4系統(tǒng)功能
系統(tǒng)的功能主要分為三部分：工序數(shù)模設(shè)計功能、基于實例的工裝設(shè)計功能、實例添加向?qū)Чδ堋?/p>
4．1工序數(shù)模設(shè)計模塊
主要提供計算機輔助造型、數(shù)模屬性添加兩類功能。具體功能：(1)葉片零件模型葉身截型線造型功能；(2)葉身數(shù)據(jù)處理完成葉身的造型功能；(3)葉身的葉根葉尖的延伸功he；(4)凸臺的造型功能；(5)榫頭的造型功能；(6)對工序模型各部分進行布爾并運算生成工序模型；(7)向工序模型添加相關(guān)屬性等功能。
4．2工裝設(shè)計模塊
三維工序驅(qū)動的工裝設(shè)計系統(tǒng)的功能主要為：工裝設(shè)塊提供基于工序數(shù)模的工裝設(shè)。工序數(shù)模驅(qū)動的工裝設(shè)計，其核心思想是通過工序數(shù)模中包含的信息來驅(qū)動工裝中的相關(guān)組件，使這些組件在空間位置和尺寸上做相應(yīng)的調(diào)整，從而達到自動生成新工裝的目的。改設(shè)計思想中包含有三個關(guān)鍵的技術(shù)：工序數(shù)模包含的信息、工裝組件數(shù)模包含的信息、工裝裝配體的相關(guān)約束。
要達到上述目的，需要提取一些信息：
(1)工裝與工序數(shù)模之間的裝配信息，包括裝配元素和裝配關(guān)系。其中裝配元素是指裝配關(guān)系中直接裝配的那些組件的幾何元素，如工序數(shù)模的葉盆表面，工裝中定位銷球形表面等。裝配關(guān)系是指裝配元素之間以什么關(guān)系裝配在一起，如對齊、面貼合等。
(2)工裝裝配體組件之間的尺寸關(guān)聯(lián)信息。由于采用數(shù)模驅(qū)動的設(shè)計方法，所以當用一個新的工序數(shù)模驅(qū)動工裝裝配體實例時，與工序數(shù)模直接接觸的那些組件會根據(jù)工序數(shù)模包含的信息進行自動的適應(yīng)性調(diào)整，包括空間位置和尺寸。這就要求其它組件也必須在空間位置和尺寸上做相應(yīng)的變化。為此，工裝裝配體各個組件之間需要建立尺寸關(guān)聯(lián)關(guān)系。建立關(guān)聯(lián)關(guān)系的原則是：當一個組件的尺寸變化后，會影響到哪些組件的尺寸，如何影響。建立的尺寸關(guān)系用ug中的表達式進行記錄，包括兩種：裝配關(guān)系中的距離表達式和組件所對應(yīng)的part文件中的特征表達式。
4．3工裝實例添加功能
這是一個向?qū)Чぞ撸龑Р僮魅藛T定義新典型工裝裝配體，并對添加相應(yīng)的屬性。
工裝實例庫中的實例是相對典型的和穩(wěn)定的工裝裝配體。實例庫的建立需要在pdm平臺下完成，要考慮實例庫和pdm之間的管理關(guān)系，以及實例庫中的實例與pdm中產(chǎn)品bom之間的關(guān)系。實例庫中工裝實例的添加、刪除、修改和查詢功能均需在pdm環(huán)境中完成。
工裝實例庫的建立需要兩方面的工作：
(1)以葉片類零件為應(yīng)用對象，對典型工裝設(shè)計知識進行總結(jié)歸納，包括：典型且可以重用的零組件、零組件的尺寸參數(shù)、技術(shù)規(guī)格、圖形、設(shè)計流程，形成相應(yīng)的夾具零組件庫和工裝實例庫。
(2)工裝實例庫的構(gòu)造使用相關(guān)參數(shù)化造型等技術(shù)，在典型工裝或?qū)Ｓ霉ぱb設(shè)計完成之后，任何新的工裝設(shè)計如果滿足一定的相似條件，就可以快速的從庫中實例派生出新的工裝設(shè)計，從而解決快速設(shè)計的需求。
5系統(tǒng)實現(xiàn)
本系統(tǒng)是以ug／nx3．0為開發(fā)平臺，下面具體介紹系統(tǒng)功能的實現(xiàn)過程。
從工藝部門接到工裝設(shè)計任務(wù)后，進入ug軟件進行工裝設(shè)計。典型工裝在pdm下進行管理，根據(jù)制造bom的結(jié)構(gòu)，這些工裝的part文件與使用它們的那些物料關(guān)聯(lián)在一起，并建立屬性信息，表明該工裝是哪道工序使用的。生成的工序模型，如圖4所示。
下面以壓氣機葉片毛坯鍛件的第一道工序—銑進排氣邊的工裝夾具設(shè)計為例，進行描述。首先，根據(jù)工藝規(guī)程和葉片毛坯鍛件圖，利用ug二次開發(fā)的參數(shù)化工序建模菜單，輸人參數(shù)和屬性添加進行工序建模，生成的工序模型和各部分名稱信息，如圖4所示。根據(jù)建好的三維工序模型，在pdm下的工裝實例庫選擇工裝類型；緊接著，在ug中打開選好工裝類型模型，然后在裝配環(huán)境下調(diào)入三維工序模型，進入ug二次開發(fā)的工裝設(shè)計菜單，根據(jù)對話框提示指出葉盆或葉背(定位點在葉盆就指定葉盆，在葉背就指定葉背)，接著通過遍歷工序模型得到工序數(shù)模驅(qū)動的新工裝模型，最后通過適應(yīng)性裝配和局部小的修改得到完全滿足需求的新工裝模型。系統(tǒng)各菜單和葉片工序數(shù)模驅(qū)動的新工裝，如圖5所示。
最后，調(diào)用符合設(shè)計條件的標準件后，根據(jù)設(shè)計信息利用ug軟件自身的建模功能進行修改達到設(shè)計要求，最后根據(jù)ug工程圖功能得到帶有標注尺寸要求的工程設(shè)計圖。
關(guān)鍵詞：電火花，表面強化，渦輪導向器，金相組織，顯微硬度
電火花表面強化是利用電極材料與金屬材料表面間的脈沖火花放電，將電極材料熔融到金屬表面，形成合金化熔滲層。電火花放電屬于高能量密度放熱，亦成電火花熔覆或稱為脈沖電弧顯微堆焊，可以提高零件的硬度、耐磨性、腐蝕性及熱硬型等表面性能。電火花強化工藝方法簡單，裝備造價低，經(jīng)濟效益明顯，因而廣泛應(yīng)用模具、導軌及齒輪、軋輥工件面的表面涂覆強化。此外還可以采用不同電極材料對工件表面的性能進行改性處理，亦可收到非常明顯的工藝效果[1-6]。
航空發(fā)動機的渦輪導向葉片，普遍采用高溫鎳基合金制成，使用過程中這些部件經(jīng)常出現(xiàn)裂紋等損傷。高溫合金價格昂貴，如果受損部件一次性報廢，勢必造成極大的浪費，因此如何良好修復(fù)航空發(fā)動機的渦輪導向葉片等熱端部件是一個亟待解決的問題。本文嘗試采用電火花技術(shù)對受損部件進行修復(fù)。
1 試驗步驟1.1 試驗條件
試樣用陰極射線從渦輪導向器上切下，材料為鎳基高溫合金K418，其化學成分(質(zhì)量分數(shù)，%)為：C0.08～0.16，Cr11.5～13.5，Ti0.5～1.0，F(xiàn)e1.0，Mn0.5，Al5.5～6.4，Si0.5，Nb1.8～2.5，Zr0.06～0.15，Mo3.8～4.8，B0.008～0.02，余為Ni。試樣經(jīng)100號粗砂紙打磨，再用丙酮清洗試樣表面、干燥以脫脂。
試驗設(shè)備為3H-ES型金屬表面強化修復(fù)機。輸入電壓AC220 V，單相50/60 HZ，功率1500 W，頻率70~700 HZ。采用HXS－1000型號的顯微硬度儀，測試試樣的顯微硬度。
電極為旋轉(zhuǎn)式，強化電極材料與試樣材料相同。試驗中采用氬氣保護。
1.2 試驗數(shù)據(jù)
為了盡可能從較少的實驗中尋找出結(jié)論，采用正交實驗法。電火花修復(fù)試驗工藝參數(shù)如表1所示。
表1 試驗工藝參數(shù)
