二、发动机引气(CFM56)

在飞行中,发动机引气是空气系统的主要气源。

发动机的引气是从发动机的高压压气机的第5级(中压级)或第9级(高压级)引出。

在三大气源中,只有发动机的引气可以在一定程度上调节压力和调节温度。

当发动机在低功率(低转速)情况下,即慢车状态时,由于这时中压级压力不足,就从高压级引气,当发动机功率上来以后,中压级有了足够的压力,为了减少发动机的能量损失,这时会切换到中压级引气。

正常情况下,中压级和高压级不能同时引气。

引气从发动机引出来后,经过压力调节活门调节压力,再继续经过超压活门,再经过预冷器调温,然后输出到分配管道,通过分配管道输送到各个用户。

发动机引气逻辑示意图

1、高压级引气--HPV

在高压压气机的第9级处,装有一个活门,这个活门叫做高压引气活门(HPV),高压级的引气便是通过这个活门引出,进入其下游的管道。(确切的说应该叫做HPV组件,它既有活门本身,也包含相关的控制、传感、测试部件)。

HPV是一个气动工作的蝶形活门,正常情况下,由弹簧保持在关闭位,当第9级的压力达到8psi时,压力大于弹簧的力,HPV便可以打开。

HPV打开得越多,其下游管道的静压也就越大,因此HPV将其下游管道的空气静压限制在了36psi左右(工程误差±3psi),

HPV示意图

2、中压级引气--IPCV

在高压压气机的第5级处,装有一个单向的活门,叫做中压引气活门(IPVIPCV),中压级的引气通过这个活门引出。

单向的活门可以防止在高压级引气时,由于相对于中压级的正压差,气流倒灌回中压级。

IPCV只有简单的开关功能,没有压力调节或压力限制的作用。

IPCV示意图

3、压力调节--PRV

空气从HPV或IPCV引出后,会继续流向下游经过一个活门,叫引气压力调节器活门(PRV),顾名思义,PRV的主要作用就是调节它的下游的空气压力。

与HPV类似,PRV也是一个蝶形活门,正常情况下由弹簧保持在关闭位,能使得它打开的最小上游压力也是8psi。

PRV气动调节其下游压力在44psi左右(工程误差±3psi)。

PRV示意图

4、超压防护--OPV

超压防护活门示意图

引气经过PRV后,继续流向下游,经过超压防护活门(OPV)。

OPV也是蝶形活门,并且是完全气动工作的,正常情况下由弹簧保持在打开位。

OPV的作用是防止引气管道超压,在超压时,及时关闭以切断引气。

注意

对于不同件号的OPV,其工作压力是不一样的,请以AMM中的值为准,例如:

  • P/N: 6740B05xxxx,上游压力升到(81, 85)psi时活门开始关闭,>85psi时,完全关闭,降到<50psi时,才能重新打开
  • P/N: 6740E01xxxx,上游压力升到(81, 85)psi时活门开始关闭,>85psi时,完全关闭,降到(20, 57.2)psi时,才能重新打开
  • P/N: 6740F01xxxx,上游压力升到(81, 85)psi时活门开始关闭,>85psi时,完全关闭,降到(29, 56)psi时,才能重新打开
  • P/N: 6740B03xxxx,上游压力升到(79.78, 85.57)psi时活门开始关闭,达到(84.13, 89.92)psi时,完全关闭,降到=34.95psi时,才能重新打开
  • P/N: 6740B01xxxx,上游压力升到=55psi时开始关闭,直到完全关闭,降到=34.95psi时,才能重新打开

OPV示意图

5、温度调节--FAV与预冷器

由于从发动机引出的空气是被压缩过的高压空气,因此其温度会升高,在进入引气分配管道前,需要提前冷却一下。

引气通过OPV后,会流入预冷器。预冷器是一个气冷式的热交换器。如下图所示: 预冷器示意图

预冷器中的热空气来自发动机引气(内涵道),而冷空气则来自于发动机的风扇(外涵道)。

风扇空气是自然吸气,温度较低,因此只需将一部分风扇空气引出,通过预冷器与发动机的高温引气进行热交换,便可以将高温引气降温。

风扇空气的引出需要经过一个活门,这个活门叫做风扇空气活门(FAV)。

FAV是一个蝶形活门,正常情况下由弹簧保持在关闭位。能使其打开的最小上游压力为8psi。如下图所示: FAV示意图

通过调节FAV的开度,便可以调节发动引气的温度在200℃左右(误差±15℃)。

经过预冷器调温后,发动机的引气便进入分配管道。