飞机进气阀门结构 (飞机发动机引气系统工作原理)

波音737飞机引气系统中有6个非常重要的活门和调节器,除了之前说过的5级引气单向活门PN3202222外,还有高压级活门PN3214446,高压级调节器PN107484,压力调节和关断活门PN3214552,引气调节器PN107492,预冷器控制活门PN3289562或PN63292146。

飞机引气系统维修的难点,飞机预冷器控制阀的主要部件

737NG引气系统简图

其中高压级调节器,引气调节器和预冷器控制活门这三个调节器或活门都有同样的一个部件“压力调节阀”即提升阀组件。

它实际长这样:

飞机引气系统维修的难点,飞机预冷器控制阀的主要部件

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想象一下,如果我需要实现一个功能,描述如下:

通过一个压力范围很宽泛的气源经过调节得到一个压力稳定的气源,这种调节需要时连续且稳定,比如,气源压力范围为15—150psi,但我只需要10psi的压力,因此就需要有一个调节阀来实现此功能。

01

调节阀调压介绍

我们先看此种类型调压阀的结构组成:

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这个组件包括一个调压阀阀杆和和一个调压阀阀座,阀杆一端是圆锥形面,阀杆在工作时插入阀座的孔中,通过弹簧力的作用使其处在相对合适的位置。如下图所示。

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那这个东西是如何实现上述调压功能的?

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上图中向上的箭头所示即为未经调节的气流压力,这个压力是变化且不稳定的。向左的箭头所示的气流即为已经经过调压阀调节的稳定的压力。

调压阀阀杆在无气流情况下,由于上部大弹簧和气动膜片的综合作用,其是处在打开位置的。

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上图中阀杆是伸出的,处在打开位置

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将大弹簧去除,在小弹簧的作用下阀杆处于关闭位置,阀杆头的面在阀座孔以内。

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再回到这张图,处在开位的阀组件在遇到向上的未调节气流时,会受到气流向上的压力,从而使阀有向上运动的趋势,向上运动又会使阀逐步关闭,且气流从左侧限流孔进入腔室A中,A上部的气动膜片会向上克服大弹簧力,使得阀杆进一步处于关闭的趋势中,整个提升阀组件处于这样的动态平衡中,最后左侧箭头出来的气流就是具有稳定压力的调节之后的气流。

在霍尼韦尔附件手册中对调压阀组件的描述是这样的:

The actuator and servo reference pressure regulators are spring-loaded open, diaphragm actuated, poppet type valves. As air flows through the poppet valve, pressure builds up downstream and in Chambers A or B. Air pressure in Chambers A or B acts against Diaphragm A or B. When air pressure reaches a calibrated level, the diaphragm exerts enough force to overcome spring force and the poppet valve is moved toward the closed position.

根据上图及英文描述,我们能具体了解此种类型调压阀的工作状态和原理。

02

调压阀的磨损

一般来说,在装配正确的前提下,这种类型的调压阀的使用寿命普遍能达到10000小时以上,当然,若调压阀工作环境恶劣且调压梯度非常大的话,其寿命肯定会受影响。典型的调压阀阀座孔磨损我们可以看到。

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磨损对比

调压阀阀杆的磨损一般是锥形面会出现沟槽和压坑,这种情况下就得更换整个组件了。

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磨损程度一般的阀杆