现代航空动力装置_第一二章

1、现代航空动力装置控制郭永强第一章 绪论 航空动力装置由飞行器上的发动机、进气和排气装置等组成，有的航空动力装置还包括螺旋桨，其中进气装置常称进气道，排气装置常称喷管。动力装置是飞行器的动力源，用于产生飞行器飞行所需要的推力或力矩，常被比喻为飞行器的心脏，而动力装置控制“统管”动力装置的运行，常被比喻为动力装置的神经系统。v现代航空动力装置控制系统的功能v航空动力装置控制系统的发展v航空动力装置控制系统的设计要求v航空动力装置控制系统的发展展望第一章 绪论1.1 现代航空动力装置控制系统的功能v动力装置通过控制系统控制发动机的工作状态来改变推力或功率。v目前常采用的液压机械式控制器主要功能为：起

2、动、加速、减速的过渡态控制；调节发动机转速，以保持发动机具有一定推力的稳态控制；超转、超温、超压限制以及防喘保护；加力的接通及断开等。该控制器使用如弹簧、凸轮、杠杆、膜盒以及各种阀门等元件来实现上述控制功能，这些液压机械式的元件所能完成的控制功能显然是十分有限的。随着飞机和发动机性能的提高，对发动机控制系统提出了越来越高的要求，液压机械式控制器已不能适应现代动力装置对控制系统的要求。另一方面计算机技术的迅猛发展，推动航空动力装置采用数字式电子技术。v动力装置数字式电子控制增加了以下功能：实现动力装置多变量控制、实现先进的控制模式、自动推力设定、自动温度限制、发动机状态监视、控制系统的容错，以及

3、与飞机其他电子系统进行通信，从而为实现综合控制，如飞机/动力装置综合控制以及火力/飞行/动力装置综合控制奠定了基础。正是由于其巨大的优越性，目前航空动力装置控制已实现了由液压机械式控制向数字式电子控制的转变。1.1 现代航空动力装置控制系统的功能1.2 现代航空动力装置控制系统的发展v由液压机械式控制向数字式电子控制发展v由单变量控制系统向多变量控制系统发展v各系统由独立控制向综合控制发展v非容错控制向容错控制发展v集中式控制向分布式控制发展1.3 航空动力装置控制系统的设计要求v性能要求 稳定性 动态性能 稳太性能v重量要求v可靠性要求v维修性要求 1.4 航空动力装置控制系统的发展展望v美

4、国军方、国防部和国家航空航天局（NASA）在1988年制定了一项综合高性能涡轮发动机技术（IHPTET）计划，该计划采用变革性的技术途径，综合应用发动机气动热力学、材料、结构设计和控制方面突破性的成果，可大大提高涡轮前温度，简化结构，减轻重量，实现最佳性能控制，最终达到预定目标。v在IHPTET计划成功实施的基础上，又推出多用途、经济可承受的先进涡轮发动机（VAATE）计划，从而达到智能发动机控制（IEC）。v智能发动机控制（IEC）具有以下特点： 多种控制模式； 根据飞行任务，发动机状态及环境条件等自主选择控制模式，大大减 轻驾驶员负担，并能适用于无人作战飞机； 模型基控制概念 第二章 燃油

5、泵v目前，液压传动技术在国民经济的各个领域得到了极其广泛的应用，它是最近四十年来快速发展起来的一门工程技术。液压传动是利用油泵将原动机（电动机，内燃机或其他动力机）的机械能，转换给能在管路中流动的液压油(或燃油、滑油）、变成液压能，这种具有液压能的工作液再用阀门和管路传送给油马达或油缸，把液压能转换成机械的旋转运动或直线运动进行各种方式的工作。在燃油系统或润滑系统中，同样必须由油泵确保必要的工作条件。v 现代飞机在不断地向高空、高速发展。各种液压传动系统的性能要求不断地完善，为了提高飞机和其他装备的性能，使发动机发挥其最大的效率，并保证其安全正常地工作，就必须提供一系列附件。其中最基本的就是各

6、种低压补油泵。在航空发动机的燃油附件中除了主燃油附件(燃油调节器、主燃油泵)外，为了提高燃油供应系统的高空性能和克服燃油流动的阻力，在闭式液压系统中为了补充泄损的工作液等，保证各种液压系统的性能充分的发挥、工作可靠，低压油泵则是不可缺少的一种附件。v而在润滑，低压油泵往往作为它们的心脏，其作用是使发动机得到充分的润滑和冷却，防止螺桨和机翼前缘结冰、保证仪表的工作精度等目前一架普通的喷气式飞机或较完善的液压传动系统中所携带的大小低压油泵多达十个以上，可见低压油泵在飞机及液压传动系统中 的作用也是不可忽视的。航空油泵 是现代飞机和发动机广泛应用的附 件。由于飞机和发动机的种类甚多， 因而对航空油泵

7、的要求也是多方面 的。目前使用着的航空油泵多达数 十种，种类的繁多必然要造成生产、 使用和维护中的困难。根据目前生 产、使用和维护的实际情况，完全 必要并且有条件进行系列化和标准 化，以便克服由于种类繁多所造成的各种困难。v燃油泵按工作原理可分为容积式油泵和动力式（非容积式）油泵。v容积式液压泵的工作原理：容积式液压泵都是依靠密封容积的变化的原理来进行工作的。v容积式液压泵具有以下基本特点：v1.具有若干个密封且又可以周期性变化的空间。v2.油箱内的油液的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。v3.容积式液压泵具有相应的配流机构v航空动力装置中所用油泵，可大致分类如下：航空动力装置用油泵 容积式

8、非容积式离心泵气心泵柱塞泵齿轮泵叶片泵轴向式径向式外啮合式内啮合式（包括转子式）单作用式双作用式柱塞轴线平行式柱塞轴线倾斜式2.1 柱塞泵v基本构件：转子、柱塞、斜盘、分油盘和控制活塞等，采用滑靴柱塞的泵都有返回盘。v工作原理：柱塞泵工作时，由于柱塞腔内弹簧力及油压力的作用，使柱塞始终顶紧在斜盘工作面上，同时使转子小端面和分油盘工作表面紧密贴合，转子旋转时，柱塞随之转动。若斜盘上有一个倾斜角，则柱塞在旋转运动中同时产生相对转子在柱塞内的直线往复运动。当柱塞向转子外运动时，柱塞腔的容积不断增大，此时使柱塞腔 孔刚好和分油盘吸油窗相通，将燃油吸进柱塞腔；当柱塞反向运动时，柱塞腔容积不断减小，此时使

9、柱塞腔也和分油盘排油窗相通，燃油就被挤往出口处。由于转子 中的全部柱塞都在同时工 作，因此在转子连续运转 中，泵出口便形成连续的 油流。优点：优点： 参数高，额定压力高，转速高，泵的驱动功率大 效率高，容积效率为95左右，总效率为90左右； 寿命长； 变量方便，形式多； 单位功率的重量轻 ；柱塞泵主要零件均受压应力，材料强度性能可得以充分利用 。缺点：缺点： 1. 结构较复杂，零件数较多， 2. 自吸性差, 3. 制造工艺要求较高，成本较贵， 4. 油液对的污染较敏感，要求较高的过滤精度，对使用和维护要求较高。 柱塞泵柱塞泵 柱塞泵被广泛用于高压、大流量、大功率的系统中和流量需要调节的场合，如

10、龙门刨床、拉床、液压机、工程机械等得到广泛的应用。 柱塞泵按柱塞的排列和运动方向不同，可分为径向柱塞泵径向柱塞泵和轴向柱塞泵轴向柱塞泵。 柱塞泵柱塞泵 径向柱塞泵径向柱塞泵排量：排量： V = d22ez/4理论流量：理论流量：qt = Vn =d22ezn/4实际流量：实际流量： q = Vnpv =d22eznpv/4 变量原理：变量原理：径向柱塞泵的排量和流量 改变偏心距的大小和方向， 即可以改变输出油液的大小和方向。 径向柱塞泵径向柱塞泵轴向柱塞泵轴向柱塞泵轴向柱塞泵轴向柱塞泵缸体和柱塞缸体和柱塞轴向柱塞泵轴向柱塞泵缸体和柱塞缸体和柱塞轴向柱塞泵轴向柱塞泵缸体和柱塞缸体和柱塞轴向柱塞泵

11、轴向柱塞泵配油盘配油盘轴向柱塞泵工作原理轴向柱塞泵工作原理12斜轴式轴向柱塞泵斜轴式轴向柱塞泵轴向柱塞泵变量原理轴向柱塞泵变量原理qt=（柱塞数）（柱塞数）x（柱塞直径）（柱塞直径）x（柱塞行程）（柱塞行程）x（转速）（转速）qt一次工作循环一次工作循环qt =（柱塞数）（柱塞数）x（柱塞直径）（柱塞直径）x（柱塞行程）（柱塞行程）x（转速）（转速）轴向柱塞泵变量原理轴向柱塞泵变量原理qt一次工作循环一次工作循环qtqt =（柱塞数）（柱塞数）x（柱塞直径）（柱塞直径）x（柱塞行程）（柱塞行程）x（转速）（转速）轴向柱塞泵变量原理轴向柱塞泵变量原理一次工作循环一次工作循环qt =（柱塞数）（柱

12、塞数）x（柱塞直径）（柱塞直径）x（柱塞行程）（柱塞行程）x（转速）（转速）轴向柱塞泵变量原理轴向柱塞泵变量原理qt一次工作循环一次工作循环qt =（柱塞数）（柱塞数）x（柱塞直径）（柱塞直径）x（柱塞行程）（柱塞行程）x（转速）（转速）轴向柱塞泵变量原理轴向柱塞泵变量原理qt一次工作循环一次工作循环qt =（柱塞数）（柱塞数）x（柱塞直径）（柱塞直径）x（柱塞行程）（柱塞行程）x（转速）（转速）轴向柱塞泵变量原理轴向柱塞泵变量原理u 最大排量最大排量 250 cm3/ru 最大压力最大压力 35 Mpau 适合于开式和闭式回路适合于开式和闭式回路u 效率高效率高u 工作寿命长工作寿命长u 结

13、构紧凑结构紧凑u 易装配成多联泵形式易装配成多联泵形式u 成本高。成本高。径向变量柱塞泵特性径向变量柱塞泵特性u 最大排量最大排量 750 cm3/ru 最大压力最大压力 35/40 Mpau 噪声大噪声大u 对液压油污染敏感对液压油污染敏感u 效率高效率高u 工作寿命长工作寿命长u 体积大体积大u 适合于各种液压油适合于各种液压油u 成本高。成本高。轴向柱塞泵特性轴向柱塞泵特性u 最大排量最大排量 1000 cm3/ru 最大压力最大压力 35 Mpau 适合于开式和闭式回路适合于开式和闭式回路u 效率高效率高u 工作寿命长工作寿命长u 不能装配成多联形式不能装配成多联形式u 成本高。成本高

14、。斜轴式柱塞泵特性斜轴式柱塞泵特性2.2 齿轮泵v齿轮泵也是容积式泵，在同样供油量下，齿轮泵与柱塞泵相比，具有结构简单、体积小、重量轻、制造容易，对工作液体清洁度敏感性小以及工作可靠等优点优点。它的缺点是：作用于齿轮上不平衡径向力大、噪声大、供油量和压力脉动都比较大。齿轮泵的供油量调节不便，在需要减少供油量时，只能利用回油装置从高压出口把多余的油放回低压进口。吸、排方向取决于泵的转向齿轮泵由于摩擦面多,一般只用来排送具有润滑性的油液由一对齿轮、泵体和端盖组成了泵内的工作容积,按图示方向转动时,左侧轮齿退出啮合P吸入液体,吸入腔与吸入管相连;右侧轮齿进入啮合挤压液体P排出液体,为排出腔与排出管相

15、连2-1-1 齿轮泵的工作原理v简单构造一对互相啮合的齿轮 (The teeth meshed)主动轮由原动机带动回转，齿顶和端面被泵体和前后端盖包围由于相啮合齿的分隔，吸入腔和排出腔隔开v吸入和排出图示方向回转时，齿C退出啮合，其齿间V增大，P降低，液体在吸入液面P作用下，经吸入口流入随齿轮回转，吸满液体的齿间转过吸入腔，沿壳壁转到排出腔当重新进入啮合时，齿间的液体即被轮齿挤出v结构特点泵如果反转，吸排方向相反啮合紧密，齿顶和端面间隙都小，液体不会大量漏回吸入腔磨擦面较多，只用来排送有润滑性的油液外啮合齿轮泵的结构(external gear rotary pump) 齿轮泵的困油现象v外齿

16、轮泵一般采用渐开线 (involute) 齿形v为转运平稳，要求齿轮的重迭系数大于1v前一对啮合齿尚未脱离啮合时，后一对齿便已进入啮合。v在部分时间内相邻两对齿会同时处于啮合状态，形成一个封闭空间，使一部分油液困在其中，v而这封闭空间的容积又将随着齿轮的转动而变化 (先缩小，然后增大)，从而产生困油现象。返回返回2 极限间隙 轴向为0.050.07mm, 径向为0.230.34mm轴向(端面)间隙(是最主要的泄漏)：泄漏量占总泄漏量80，检修时主要检查；啮合间隙。径向(齿顶)间隙：泄漏量占1015；泵的结合面泄漏,一般不会发生；泵端盖与泵轴之间的泄漏,用油封来防止。 油封又叫旋转轴唇形密封圈,

17、俗称皮碗轴封.它由弹性体、金属骨架和弹簧组成。 油封简单、价廉、拆装方便,对轴振动和偏心适应性好,泄漏量仅1滴/h,但功耗大.安装时唇边向油液侧,防止偏斜。内漏外漏齿轮泵泄漏途径齿轮泵的困油现象 困油现象的危害和排除v危害（当封闭V减小时，液体受挤压而P急剧升高，油液将从缝隙中强行挤出）产生噪音和振动使轴承受到很大的径向力功率损失增加。容积效率降低（当封闭V增大时，P下降，析出气泡）对泵的工作性能和使用寿命都有害v排除(设法在封闭V变小时使之和排出腔沟通，而在增大时和吸入腔沟通)开卸荷槽(图22(b)的虚线)。结构简单，容易加工，且对称布置，泵正、反转时都适用，因此被广泛采用。对称卸荷槽还不十

18、分完善（还有噪音和振动） 困油现象的危害和排除(1)v不对称卸荷槽两个卸荷槽同时向吸入侧移过适当距离延长了Va和排出腔相通的时间推迟了Vb和吸入腔相通的时间vVb中可能出现局部真空，但不十分严重这种卸荷槽能更好地解决困油问题能多回收一部分高压液体泵不允许反转使用v采用卸荷槽后困油现象影响大大减轻。齿轮泵的径向力v径向力增加轴承的负荷，影响泵的寿命v工作P越高，径向力就越大v对高压齿轮泵，要设法限制径向力，提高轴承寿命齿轮泵的流量v 理论上带到排出腔的油液体积应等于齿间工作容积v每转的Qt应为两个齿轮全部齿间工作容积之和。v可假设齿间工作容积与齿的有效体积相等。v每转Qt是一个齿轮的齿间工作容积

19、与轮齿有效体积的总和近似等于齿的有效部分所扫过的一个径向宽度为2m的环形体积 齿轮泵的流量公式v用上述计算泵的Qt时，数值偏小v应乘上修正系数K。平均Qt为：v式中：D分度圆直径，mm；v m模数(m=Dz，z为齿数)，mm；v B齿宽，mm；v n转速，rmin； ，v K修正系数，一般为105115。min/1026LBnmDkQt齿轮泵的流量公式v中、低压齿轮泵为使流量公式 Qt6.66zm2Bn 10-6 Lmin (24)v高压齿轮泵的流量公式：Qt7zm2Bn 10-6 Lmin (25)提高齿轮泵理论流量途径v增加齿轮的直径、齿宽、转速和减少齿数。n过高会使轮齿转过吸入腔的时间过

20、短n和直径增加使齿轮的圆周速度增加，离心力加大v增加吸入困难，齿根处P降低，可能析出气体，导致Q减小，造成振动和产生噪声，甚至使泵无法工作。v故最大圆周速度应根据所输油的粘度而予以限制，最大圆周速度不超过56ms，最高转速一般在3000rmin左右。加大齿宽会使径向力增大，齿面接触线加长，不易保持良好的密封。减少齿数虽可使齿间V加大而Q增加，但会使Q的不均匀度加重。影响齿轮泵v的主要因素v密封间隙 (内漏)齿轮端面和盖板间的轴向间隙齿顶和泵体内侧的径向间隙轮齿的啮合线这些漏泄量约占总漏泄量的7080，漏泄量的大小是与间隙值的立方成正比，故密封间隙特别是轴向间隙对泵的v影响甚大。v排出压力漏泄量

21、与间隙两端的压差成正比。内漏较多，在排P升高时，Q的下降要比往复泵大v吸入压力 吸入真空度增加时，气体析出量增加， v亦将降低。 影响齿轮泵v的因素v油液的温度和粘度 (viscosity) 油液的T越高，越低，漏泄量就越大但油T过低则太大，又会使吸入条件变差，吸入真空度变大，析出气体增多，也会使v下降。v转速 漏泄量与n关系不大n低Qt就小，会使v降低v当n200300 rmin， v将降到不能容许的地步n过高又会造成吸入困难，也使v降低。v外齿轮泵的v =0.70.9，用间隙自动补偿装置时， v可达0.80.96。齿轮泵的特点1有一定的自吸能力能形成一定程度的真空，泵可装得比滑油液面高。排

22、送气体时密封性差，故自吸能力不如往复泵应注意：v齿轮泵摩擦部位较多v间隙较小v线速度较高v起动前齿轮表面必须有油，不允许干转。2Qt是由工作部件的尺寸和n决定的，与Pd无关。3额定Pd与工作部件尺寸、n无关Pd取决于泵的密封性能和轴承承载能力为防泵过载，一般应设安全阀。高压齿轮泵采取的措施v液压间隙自动补偿装置轴向间隙补偿v在齿轮端面与泵体之间设浮动元件v将排出压力引至该元件的外侧 (靠排出侧,橡皮圈限定区域内)v使其液压力稍大于内侧向外的液压力（使浮动元件贴靠齿轮）v自动补偿齿轮端面磨损而增加的间隙（轴向间隙始终很小）径向间隙自动补偿-有些高压泵采用高压齿轮泵采取的措施v径向力平衡措施用平衡

23、或减小径向力的措施用承载能力高的轴承，并改善轴承的润滑和冷却条件。v按额定排出压力pH高低可分为：v低压齿轮泵(pH 2.5MPa)；v中压齿轮泵(pH 2.58MPa)v高压齿轮泵(pH 8MPa)。 齿轮泵的特点v4.流量连续，有脉动外啮合齿轮泵Q在1127范围内，噪声较大vZ越少， Q越大内齿轮泵Q较小，约为1一3，噪声也较小。v 5结构简单，价格低廉。工作部件作回转运动无泵阀允许采用较高n，通常可与电动机直联与同样Q的往复泵相比，尺寸、重量小易损件少，耐撞击工作可靠v 6磨擦面较多用于排送不含固体颗粒并具有润滑性的油类。齿轮泵的特点v使用场合v一般被用作排出P不高、Q不大，以及对Q和P

24、d的均匀性要求不很严的油泵,如：滑油泵驳油泵液压传动中的供油泵v由于齿轮泵结构简单，价格低廉，又不易损坏，因而已开发了高压齿轮泵。如：液压泵。典型结构-外啮合齿轮泵v有直齿、斜齿、人字齿等几种齿轮，一般采用渐开线齿形。见下图主动和从动齿轮是由右和左螺旋齿轮拼成的入字齿轮v既能承受较大负荷，又可避免产生轴向推力。齿轮4空套在从动轴上v以补偿制造、安装时出现的误差v具有一定的自整位能力齿轮两端面有配合良好的盖板泵轴装在单列向心球轴承上。在泵体和端盖之间垫有纸垫16v纸垫厚度可改变齿轮端面与盖板之间的轴向间隙。外啮合齿轮泵典型结构-外啮合齿轮泵v防超过额定Pd，装设有安全阀 (safety valv

25、e)安全阀阀体是一空心的圆柱体左端带有锥形密封面当作用在环形凸肩上的压力超过弹簧值时，阀开启，沟通排、吸两端泵的转向必须符合规定v为防止油液外漏，设有机械轴封是广泛使用的一种密封方式主要密封面是轴静环11和动环12构成动、静环的材料分别为硬质材料和软质材料做成典型结构-外啮合齿轮泵v静环与盖之间靠密封圈密封v动环靠弹簧压紧在静环上，（摩擦力使转）v密封圈防动环与轴之间漏泄安装时手推动环压缩弹簧松手后动环应能缓缓滑出太松则漏泄量过大太紧则不能自动滑出补偿动、静环密封圈是机械密封的辅助密封元件v机械轴封的基本特点：将由填料与轴之间的径向曲面密封转变为动环与静环间的轴向端面密封。典型结构-外啮合齿轮

26、泵v与填料密封相比，机械轴封的主要优点是：(1)密封性能好(2)使用寿命长。(3)摩擦功耗少。(4)轴或轴套基本不被磨损(5)适用范围广，（用于高温、高压、有毒或有腐蚀性）Mechanical seals(1)vThe provision of rotary shaft seals instead of the usual stuffing box and gland, where conditions are suitable, possesses many advantages. vThe power absorbed is lower and is constant, whereas a

27、 gland excessively tightened causes a considerable increase in power absorbed. vIn small pumps this may result in overloading the motor. Mechanical seals(1)vIn addition maintenance costs are reduced, the rotary seal operating for long periods without wear or attention. vA standard seal consists of a

28、 stationary carbon ring insert in the casing, or seal cover where such is provided, and against this a metal ring of easy clearance on the shaft sleeve rotates, contact between the faces being ensured by a lightly loaded coil spring. Mechanical seals(2)vThe rubbing faces of both carbon and metal rin

29、gs are independently lapped to give a dead flat surface. vA synthetic rubber ring, of circular cross-section, contained between shaft sleeve and metal ring, in a groove in the latter, effectively prevents leakage between them. vThe diameter of the groove is such that a squeeze is exerted on the rubb

30、er ring, thus a sufficient frictional force is provided to rotate the metal ring, with certain exceptions. vThe width of the groove is, however, made considerably greater so that the metal ring is capable of free axial float with accompanying rolling action of the rubber ring. Mechanical seals(3)vMa

31、terials used for the various seal parts are as follows: Carbon stationary ring. Synthetic rubber ring. Bronze rotating ring with bronze spring for standard and all gunmetal pumps. Stainless steel rotating ring for all iron pumps. vFor non-lubricating liquids, such as ammonia, glycol, petrol, paraffi

32、n, transformer and quenching oil, etc., the rotating ring is made of stainless steel to give a harder surface. vThese seals are specially designed to suit the dimensions of the standard shaft sleeves and stuffing boxes. 外啮合齿轮泵v缺点：制造工艺性要求高,价格较贵密封元件的拆装更换比较麻烦对使用条件的要求也比较严格。如液体带有磨料性悬浮固体颗粒，则机械轴封必须采用特殊的设计。

33、v回转泵在低压条件下也常采用皮碗密封内啮合齿轮泵v有两种形式带月牙形隔板的内齿轮泵摆线转子泵。v 图26所示为一种带月牙形隔板的可逆转内啮合齿轮泵。内啮合齿轮泵v齿环3与圆盘泵轴一体。v底盘6上有月牙形隔板2和与泵轴偏心的短轴，短轴上空套着齿轮1。v当泵轴带齿环转动时，与其内啮合的齿轮也转动，产生吸排作用。v底盘6的背面圆心处有带弹簧的钢球，当轴逆时针旋转时，啮合力使底盘转至其销钉4卡到半圆形环槽的最右端位置为止，泵是下吸上排。当轴顺时针转动时，啮合力使底盘转过180，泵的吸排方向不变内啮合齿轮泵v优点（与外啮合齿轮泵相比）泵的吸油区大、流速低、吸入性能好，流量脉动小，流量脉动率Q =13啮合

34、长度较长，工作平稳，特殊齿形将困油现象减轻，或在齿环各齿谷中开径向孔导油，从而完全消除困油现象，噪声很低。v缺点是制造工艺较复杂且漏泄途径多，v低，6575。 转子泵v外转子比内转子多一个齿，二者轴线偏心，异速转动。采用摆线齿形。采用皮碗轴封。v皮碗的制造、安装和维护较简单，成本低，但唇边的磨损较重，功率消耗较大。转子泵特点v转子泵优点 转子泵配流口的中心角较大；且为侧向吸入，不受离心力影响，故吸入性能好能用于高速运转齿数较少，工作空间容积较大结构简单紧凑两个转子同向回转且只差一个齿，故相对滑动速度很小，运转平稳，噪声低，寿命长。v缺点齿数少时流量和压力脉动较大而且密封性较差， v较低制造工艺

35、不如渐开线齿轮简单。 齿轮泵管理要点1. 注意泵的转向和连接反转会使吸排方向相反泵和电机保持良好对中，最好用挠性连接（flexibility）2. 齿轮泵虽有自吸能力起动前泵内要存有油液（否则严重摩损）吸油高度一般不大于0.5m。3. 机械轴封属于较精密的部件拆装时要防止损伤密封元件安装时应在轴上涂滑油，按正确次序装入，用手推动环时应有浮动性。上紧轴封盖时要均匀，机械轴封一定要防止干摩擦。齿轮泵管理要点4. 不宜超额定P工作会使原动机过载，加大轴承负荷，使工作部件变形，磨损和漏泄增加，严重时造成卡阻。5. 要防止吸口真空度大于允许吸上真空度否则不能正常吸入当吸入P过低时，会产生“气穴现象”v油

36、在低压区析出许多气泡，Q降低v当气泡到高压区时，空气重新溶入油中，形成局部真空，四周的高压油液就会以高速流过来填补v产生液压冲击，并伴随剧烈的噪声齿轮泵管理要点6. 保持合适的油温和粘度运动粘度以2533 mm2s为宜粘度太小则漏泄增加，还容易产生气穴现象粘度过大同样也会使v降低和吸入不正常。7. 要防止吸入空气会使流量减少，而且产生噪声。2-1-7 齿轮泵管理要点8. 端面间隙对齿轮泵的自吸能力和v影响甚大可用压软铅丝的方法测出 9. 高压齿轮泵敏感度大吸油口可用150目网式滤器液压系统泵要求滤油精度3040m回油管路滤油器精度最好20m 齿轮泵常见故障分析(1)不能排油或流量不足不能建立足

37、够大的吸入真空度的原因：v泵内间隙过大，新泵及拆修过的齿轮表面未浇油，难自吸；v泵n过低、反转或卡阻v吸入管漏气或吸口露出液面。吸入真空度较大而不能正常吸入的原因：v吸高太大(一般应不超过500mm)；v油温太低，粘度太大；v吸入管路阻塞，如吸入滤器脏堵或容量太小，吸入阀未开等v油温过高。 排出方面的问题：v排出管漏泄或旁通，安全阀或弹簧太松；v排出阀未开或排出管滤器堵塞，安全阀顶开齿轮泵常见故障分析(2)工作噪声太大噪声根据产生的原因不同，可分两类：v液体噪声，是由于漏入空气或产生气穴现象而引起v机械噪声，对中不良、轴承损坏或松动、安全阀跳动、齿轮啮合不良、泵轴弯曲或其它机械摩擦等。(3)磨

38、损太快 油液含磨料性杂质；长期空转；Pd过高，泵轴变形严重；中心线不正。2.3 离心泵v离心泵是依靠叶轮的高速旋转来使流体获得较大的动能，并依靠流道出口的蜗壳断面变化使流体的动能转化为压力能，水流在叶轮中的流动主要是受到离心力的作用。v航空用的离心泵具有以下主要特点：（1）转速高，通常在700015000r/min，甚至高达30000r/min以上（2）流量大，供油能力可满足现代大推力航空动力装置的需要，目前供油量在1000060000L/h，供油稳定，没有 脉动现象。（3）运动部件少，间隙较大，对工质清洁度要求不像容积泵那样苛刻。（4）尺寸小，重量轻，结构简单。v离心泵的缺点是：效率低，转速

39、低时压力也低，在低转速下不能为发动机供油装置提供所需要的压力；流量只能靠外部节流调节；气穴问题比容积泵突出。这些缺点限制了它在发动机上的使用范围。离心泵的基本构造与工作原理 v离心泵主要包括泵体（蜗壳，泵轴，叶轮等）、吸水管路、压水管路及其附件等。v使用时，泵的吸水口与吸水管相连接，出水口与压水管相连接，共同组成吸水增压排水通道。 离心泵的基本构造离心泵的基本构造v如图是常用的单级单吸卧式离心泵的结构示意图。 v主要部件包括：1底阀2压 水 室3叶轮4蜗壳5闸阀6接头7压水管8止回阀9压力表 1叶轮2泵轴3 键4泵壳5泵座6灌水孔7放水孔8真空表接孔9压力表接孔10泄水孔11填料盒12减漏环1

40、3轴承座14填料压盖调节螺栓15传动轮 单级单吸卧式离心泵结构示意图单级单吸卧式离心泵结构示意图离心泵结构剖切图离心泵的基本构造离心泵的基本构造v1叶轮l 叶轮是离心泵的主要零部件，是对液体做功的主要元件。l 叶轮一般由两个圆形盖板以及盖板之间若干片弯曲的叶片和轮毂所组成，如图所示。 l 叶轮按吸入口数量可分为单吸式与双吸式两种，双吸式叶轮如图所示 。 l 叶轮按其盖板情况可分为封闭式、开式和半开式叶轮三种形式，如图所示。 1前盖板2后盖板3叶片4叶槽 1吸入口2轮盖3叶片 5吸水口6轮毂7泵轴 4轮毂5轴孔 单吸式叶轮示意图单吸式叶轮示意图 双吸式叶轮示意图双吸式叶轮示意图 a）为封闭式叶轮

41、）为封闭式叶轮b）为敞开式叶轮）为敞开式叶轮c）为半开式叶轮）为半开式叶轮 叶轮的作用是什么？开式、半开式、封闭式叶轮示意图开式、半开式、封闭式叶轮示意图做功开式、半开式、封闭式叶轮原型离心泵的基本构造v2泵轴u 泵轴的作用是用来传递扭矩，使叶轮旋转。u 泵轴的常用材料是碳素钢和不锈钢。u 叶轮和轴靠键相连接，由于这种连接方式只能传递扭矩而不能固定叶轮的轴向位置，故在水泵中还要用轴套和锁紧螺母来固定叶轮的轴向位置。u 叶轮采用锁紧螺母与轴套轴向定位后，为防止锁紧螺母退扣，要防止水泵反转，尤其是对初装水泵或解体检修后的水泵要按规定进行转向检查，确保与规定转向一致。离心泵的基本构造v3泵壳u 泵壳

42、通常铸成蜗壳形，是主要固定部件。它收集来自叶轮的液体，并使液体的部分动能转换为压力能，最后将液体均匀地导向排出口。u 泵壳顶上设有充水和放气的螺孔，以便在水泵起动前用来充水及排走泵壳内的空气。u 在泵壳的底部设有放水螺孔，以便在水泵停车检修时放空积水。 离心泵的基本构造v4泵座u 其作用是固定水泵。u 泵座上有与底板或基础固定用的法兰孔，在泵座的横向槽底开有泄水螺孔，以随时排走由填料盒内流出的渗漏水。泵壳和泵座上的这些螺孔，如果在水泵运行中暂时无用，可以用带螺纹的丝堵（闷头）拴紧。离心泵的基本构造v5填料盒u 泵轴穿出泵壳时，在轴与壳之间存在间隙。u 在单吸式离心泵中，该部位如不用轴封装置，泵

43、壳内高压水就会向外大量泄漏。u 填料盒就是常用的一种轴封装置。如图是较常见的压盖填料盒，是由轴封套、填料、水封管、水封环和填料压盖个部件组成。 轴承密封填料盒填料式轴封压盖填料盒示意图 填料盒1轴封套2填料3水封管4水封环5压盖水封环其中1为环圈空间，2为水孔离心泵的基本构造u 填料又称“盘根”，在轴封装置中起阻水隔气的密封作用。常用的填料是浸油、浸石墨的石棉绳填料。u 填料压盖的作用是压紧填料，它对填料的压紧程度可通过拧松或拧紧压盖上的螺栓来进行调节。使用时，压盖的松紧要适宜，压得太松，则达不到密封效果；压得太紧，则泵轴与填料的机械磨损大，消耗功率大，如果压得过紧，则有可能造成抱轴现象，产生

44、严重的发热和磨损。u 一般地，压盖的松紧以水能通过填料缝隙呈滴状渗出为宜（约每分钟泄漏滴）。u 水封管与水封环的作用是将泵内的压力水引入填料与泵轴间的缝隙，起到引水冷却与润滑的作用(有的水泵利用在泵壳上制做的沟槽来取代水封管，结构更为紧凑)。 离心泵的基本构造v 6减漏环u 位置：叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处。u 它是高低压交界面且具有相对运动的部位，很容易发生泄漏，如图所示。u 为了减少泵壳内高压水向吸水口的回流量，一般在水泵的构造上采用两种减漏方式： 1）减小接缝间隙（不超过0.10.5mm）。 2）增加泄漏通道中的阻力。 离心泵的基本构造u 应用中，该间隙处容易发生叶轮与泵壳间的磨

45、损现象，影响叶轮和泵壳的使用寿命。u 减漏环的外形与安装示意图如图所示。u 下图为3种不同形式的减漏环，其中，（c）为双环迷宫形的减漏环，其水流回流时的阻力很大，减漏效果好，但构造复杂。u 减漏环的另一作用是承磨，水泵中有了减漏环，当摩擦是间隙变大后，只须更换减漏环而避免使叶轮和泵壳报废。u 因此，减漏环又称承磨环，是一个易损件。 减漏环 减漏环减漏环减漏环类型示意图 减漏环类型示意图减漏环类型示意图）单环型）双环型）双环迷宫型）单环型）双环型）双环迷宫型泵壳泵壳镶在泵壳上的减漏环镶在泵壳上的减漏环叶轮镶在叶轮上的减漏环叶轮镶在叶轮上的减漏环离心泵的基本构造v7轴承座u 轴承座是用来支承轴的。

46、u 轴承装于轴承座内作为转动体的支持部分。轴承座的构造如图所示。图中为冷却水套，一般在轴承发热量较大、单用空气冷却不足以将热量散发时，可采用这种水冷套的形式来冷却，水套上要另接冷却水管。u 轴承与轴是紧配合，装配前应先将轴承在机油中加热到120左右，使轴承受热膨胀后再套在轴上，轴承的拆卸一般要用专用工具。无论是安装还是拆卸轴承，都要注意按规定操作，切忌野蛮作业，以防损坏轴和轴承。轴承座构造 1双列滚珠轴承 2泵轴 3阻漏油橡皮圈 4油杯孔 5封板 6冷却水套 轴承座的构造轴承座的构造 滚动轴承图滚动轴承动画滚动轴承滑动轴承滑动轴承离心泵的基本构造v 8轴向力平衡措施u 单吸式离心泵的叶轮缺乏对称性，导致工作时叶轮两侧的作用压力不相等，如图所示。因此，在水泵叶轮上作用有一个推向吸入口的轴向力P，必须采用专门的轴向力平衡装