涡轮发动机指示系统-发动机参数测量和指示

发动机指示系统PART扭矩测量发动机扭矩→（斜齿轮）轴向力→液体压力。发动机指示系统PART推力测量推力试车台上的发动机，推力由推力计精确测量安装在飞机上的发动机，推力表征：发动机压力比EPR：低压涡轮出口总压与低压压气机进口总压之比（轴流式发动机）(PW、RR)风扇转速N1（GE、PW1100G）EPR的测量（RR-Trent700）电机械式以膜盒为传感器（压力→机械位移信号），分别测量两个截面处的压力→输入线性可变差动变压器（机械位移→电信号）→输入到指示器内的伺服马达（将电信号→指针的偏转）→给出压力比的值。电子式以两个电子式压力传感器，测量压力→转换成压电信号振荡的频率→输入计算机计算出EPR→送入电子式显示器指示及发动机电子控制器EEC。EPR的指示过程V2500发动机的压力比EPR发动机指示系统PART转速测量发动机转速测量转速发电机变磁阻式转速传感器发动机转速指示转速发电机B737-300飞机发动机上的N2转速传感器转速发电机转速发电机输出三相交流电，其频率代表被测转速CFM56-3，N2指示显示高压转子转速（百分比）100％N2≈14460RPM采用发光二极管（LED）技术来模拟仪表指针、滚动数据变磁阻式转速传感器输出脉冲电信号，频率代表被测转速CFM56-3，N1指示显示低压转子转速（百分比）100％N1≈5175RPM采用发光二极管（LED）技术来模拟仪表指针、滚动数据发动机指示系统PART温度测量温度测量热电偶式热电阻式充填式双金属式热电阻式由金属导体制成的电阻（测温球）置于被测环境内，在温度变化时，电阻的变化引起与之相连的比值表型温度计电路或者惠斯登电桥的参数变化，反映温度的变化。热敏电阻热敏电阻式是由半导体制成感温元件，常用的材料有氧化锰，氧化铜等金属氧化物。和热电阻式不同的是，在低温状态下，它近似于绝缘体，当温度升高到一定程度后，随着温度的升高，电阻值会迅速下降。热敏电阻式的感温元件常常被用于远距离测量和快速测量。充填式工作原理：测量元件中装有易挥发的液体、气体或蒸气，在温度变化时，被测介质压力变化，用波纹管等压力测量元件输出位移或力，反映温度的高低。应用：风扇进口温度

（FIT：FanInletTemperature)高压压气机进口温度

(CIT:CompressorInletTemperature）CFM56-3，FIT测量CFM56-3，CIT测量CIT温度传感器双金属式原理：利用两种金属热膨胀系数的不同，温度变化引起变形，输出位移代表温度。应用：液压机械式燃油控制器里压力调节活门弹簧下面的双金属片作用：常用作燃油温度补偿元件。发动机指示系统PART燃油流量测量燃油流量的测量和指示燃油流量测量叶轮由三相交流马达恒速转动，燃油流过叶轮，叶轮对燃油施加一个旋转运动。从叶轮出来的旋转燃油再通过传感器涡轮，燃油的冲击作用试图使涡轮旋转。但是涡轮有校准弹簧的限制，使它只能偏转一个相应的角度。永久磁铁装在传感器的一端，涡轮的偏转带动永久磁铁的偏转，改变线圈中的磁场。在指示器中有与传感器对应的线圈，两个线圈之间是电连接。指示器中线圈磁场的改变，使其中的永久磁铁也偏转，同传感器中永久磁铁的偏转是同步的。涡轮能够偏转的角度由单位时间内流过的燃油容积和密度共同决定。因此通过测量角度对应的是燃油的质量流量，然后通过指示器的指针显示流量大小。燃油流量测量燃油经整流器进入涡旋发生器，涡旋发生器旋转。从涡旋发生器出来的旋转燃油到转子，并且使转子旋转。从转子出来的燃油流到涡轮，试图使涡轮旋转。涡轮转动受到弹簧力约束，只能偏转一个角度。偏转角度的大小取决于作用于涡轮叶片的动量。在自由转动的转子上面前部和后部各有一个磁铁。前部磁铁的外面壳体有一个小线圈，称为起始线圈，当前部磁铁对上起始线圈时，产生起始脉冲。在涡轮外部壳体上有一个大线圈，称为停止线圈，连在涡轮上的信号叶片和涡轮一起转动，当对上转子后部磁铁时产生停止脉冲。如果没有燃油流动转子旋转，起始脉冲和停止脉冲同时发生。当有燃油流过时，涡轮上的信号叶片沿旋转通道偏转，停止脉冲晚于起始脉冲。其起始脉冲和停止脉冲的时间间隔大小和燃油质量流量多少成正比。CFM56-3，燃油流量指示正常显示每台发动机的燃油流量（FF：FuelFlow）通过燃油流量指示控制电门选择显示用过的燃油总量（FU：FuelUsed）选择复位（Reset）使用过的燃油量计数回零，再开始累计电门通常在“RATE”位置，此时发动机指示显示燃油质量流量。如果需要将电门扳到其他两个位置，需要保持电门作动力，一旦松开电门，内部的弹簧会使电门回到RATE位置。燃油流量指示控制电门返回RATE位10秒钟后，燃油流量指示恢复到正常指示模式，数字和模拟指示都显示燃油质量流量。发动机指示系统PART温度测量温度测量热电偶式热电阻式充填式双金属式发动机排气温度EGT理想情况：测量涡轮进口温度，但温度高，温度场不均匀，测量困难实际情况：测量排气温度或涡轮中间级温度，如CFM56-3发动机：测量低压涡轮第二级导向器叶片处的温度EGT裕度：排气温度与允许极限值之差值，代表发动机性能衰退的参数EGT裕度发动机排气温度EGT热电偶常用材料：镍铬--镍铝丝。测温原理：利用两种不同金属，在其连接结点处，产生随温度变化的电动势的特性制成。基本组成：两种不同金属端点相连，一端位于排气流中，称热端或测量端；另一端在指示器或FADEC计算机中，称冷端或基准端。回路中产生的电动势与两端温度差有关。多个热电偶并联：测量平均温度和提高灵敏度。CFM56-3，EGT指示显示发动机燃气排气温度的平均值当指示器仪表盘区域显示空白，则表示系统故障发动机超温：当发动机排气温度达到或超过红色标线，则红色超限警告灯亮其他发动机EGT的测量及指示发动机指示系统PART压力测量压力测量压差式机械式电子式油滤的压差电门机械式：薄膜、膜片、膜盒、波纹管、波登管等。波登管式：半圆形薄壁青铜管、截面为扁平椭圆形。管内流体压力发生变化→波登管变形→曲率变化，即伸直或弯曲→控制指针摆动→指示压力需定期校准电子式利用某些晶体（如石英晶体、压电陶瓷等）在表面受压后产生电荷的压电效应测量压力。压电材料的压电效应将被测压力转换为电信号，产生的电荷量与作用力呈线性关系。发动机指示系统PART振动测量振动的指示过程振动传感器→测量发动机转子的振动信号转速传感器→测量发动机转子的转速信号机载振动监视器AVM/发动机振动监视组件EVMU驾驶舱EICAS/ECAM指示最高振动值飞行数据采集组件FDAU，提供配平建议调制处理振动的指示过程振动传感器的位置A330飞机发动机压气机端振动传感器B737-300飞机发动机涡轮端振动传感器电磁式振动传感器发动机振动→磁铁由于惯性力保持静止，线圈随传感器壳体上下移动→线圈和磁场之间的不同运动产生交变电压→交变电压的频率等于振动频率压电晶体式振动传感器传感器感受加速→作用压电晶体到底板的惯性质量在传感器上产生交变力（F=ma）其频率代表了振动频率CFM56-3，振动指示振动指示器：位于辅助发动机显示组件（P2板上）B737NG，振动指示系统1号轴承振动传感器永久监控发动机振动。由于它的位置，1号轴承振动传感器对风扇和低压压气机的振动更为敏感。此传感器也能感受N2和LPT的振动。传感器的数据可用于风扇配平操作。1号轴承振动传感器不是航线可更换件