陈雪娇
中国航发常州兰翔机械有限责任公司 江苏常州 213022
摘要：本文基于某型航空发动机数控系统液压机械装置，采用AMESim和经典仿真算法对液压机装置各部件进行了仿真计算与建模分析。对比两种算法所得出的最终结果，经实际分析发现，在液压机装置的计算与仿真方面，AMESim有着巨大的优势。
关键词：仿真模型 航空发动机 数控系统
1.仿真对象
液压机械装置由分布器、调节器和齿轮泵所组成，燃油在进入喷嘴1之前，先后经历了齿轮泵、调节器以及分布器等构件，喷嘴前燃油压力随着去喷嘴流量的提升而提升，在达到一定压力水平的情况下，会自动打开燃油分布器油路2，喷嘴2也会涌入燃油。进电机驱动计量活门位置，通过位置反馈信号实现闭环控制，通过回油活门和压差活门对计量活门前、后的压差进行联合控制，将计量活门开口截面积与燃油流量成正比。
在正常运行的状态下，停车活门不运作，停车电磁阀通电，切油活门为通路，进入切油活门的燃油将最终流入主燃油喷嘴。停车电磁阀会在需要紧急停车的情况下判断电磁阀电源，停车活门为了保证发动机停车，需要具备针对切油活门切断通向分布器的控制能力，将油路切断，同时也要具备针对回油活门的控制功能，将其打开，防止出现泵后压力过大的现象，将齿轮泵后的燃油调整至低压状态。
2.经典计算方法
2.1回油活门和压差活门的工作原理
回油活门和压差活门的工作原理如图2-1、2-2所示。正常运行的压差活门在平稳运行的工作状态下，压差活门处于平衡作用力状态，即压差作用力与弹射作用力之间维持平衡，应力关系具体如下。
图2-2回油活门结构原理
在Pjh减小或Pjq增大的状态下，计量前、后压差随之提升，压差活门的作用应力无法保持平衡，向左移动的压差活门会使回油活门的弹簧腔与计后相通，回油开口增大，回油活门向左移动，计量前压力降低，回油量增加，于一个新的位置回定回油容器，再次回到平衡状态，降低计量活门前后压差。在Pjh增大或Pjq减小的情况下，则反之。
2.2计量活门开度计算
完全打开活门型开孔状态下的压差
2.5回油量在各状态点下的QH计算
根据流量连续特性可知
QH=QB-QJ
上式将理论上由齿轮泵所找出的燃油流量记为QB，计算方法如下：
上式中齿宽B=28mm，齿轮泵分度圆直径DP=60mm；
将齿轮泵模数m记为常量，设定为5mm；
将转速记为n，单位为r/min；
将齿轮泵理论供油量记为QB，单位为L/h；
将效率系统记为，该值取值范围通常为0.80~0.95之间，本次研究将该值设定为0.80。
3.AMESim软件仿真建模分析
3.1建模方法
建立没有分配器活门、停车活门、回油活门、齿轮泵的基本模型，根据计量活门来对流量进行判定。
在进行仿真处理的同时依照结果对各部位进行协调；加入分配器、回油、压差活门模型并运行模型。
加入安全、切油、停车活门模型与齿轮泵模型，完整操作系统仿真。
3.2建模结果
经过AMESim仿真处理后，得到如图3-1所示的仿真结果。
4.2对比结果分析
相比于经典仿真计算方法来说，AMESim仿真算法的优点主要体现在以下几个方面：
（1）所需操作少，建构过程简单
（2）能够实现动态仿真
（3）可以在程序中设置间隙泄漏和液体可压压缩性等补偿参数，提高仿真精度。
结束语：
本次研究分析应用了AMESim仿真算法和经典仿真算法，对比了二者之间的仿真结果，经实际应用发现，在液压机械装置仿真过程中，采用AMESim仿真软件具有明显优势。
参考文献：
[1]张东辉.航空发动机数控系统液压机械装置仿真研究[J].航空发动机,2012,38(02):5-10.
[2]季春生,朱婷,盛峰.某型发动机数控系统液压机械备份装置的仿真研究[J].机械设计与制造,2008(02):187-188.
[3]蒋平国,姚华,孙健国.航空发动机数控系统执行机构回路故障诊断和容错控制方法[J].航空动力学报,2005(02):282-286.
论文作者:付琼,崔明
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/10/16
标签：活门论文; 燃油论文; 齿轮泵论文; 喷嘴论文; 装置论文; 模型论文; 算法论文; 《防护工程》2018年第13期论文;