智能电动泵在发动机燃油控制系统中的应用研究

• 作 者: 张宏
• 出 处: 哈尔滨工业大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 智能电动泵 齿轮泵 直流无刷电机 控制器 试验

目前,航空航天用小型涡轮喷气发动机燃油控制系统执行机构主要采用供油调节器进行燃油供应和流量调节,这种依靠液压调节的控制系统设计在使用过程中逐渐暴露出系统结构复杂、控制系统重量大、燃油清洁度要求高、工作可靠性低、效率偏低等缺点和不足。为了解决现有控制系统存在的问题,国外首先提出了多电发动机的设计理念,对燃油控制系统而言,最大的变化就是智能电动泵的使用,将阀控改为泵控,依靠电机带动泵工作,通过控制器调节电机转速控制泵输出流量,泵控技术的应用,可以解决当前发动机控制系统存在的主要问题。一、本文针对传统齿轮泵容积效率低,流量与转速线性对应度较差的问题,设计采用了自适应端面间隙补偿装置,有效提高了燃油齿轮泵的容积效率,使泵的输出流量与转速保持了较好的近线性比例关系,提高了燃油流量控制精度。二、在直流无刷电机的设计过程中,通过仿真试验结果确定了PWM载波频率,解决了电机启动时的大电流冲击问题。在控制器的软硬件设计过程中,通过合理选用关键元器件,降低了功耗,提高了驱动效率,解决了控制器在大电流工作时的电磁干扰问题;软件设计采用模块化设计方法,通过大量试验优化确定了控制参数,采用的控制算法解决了电机在不同环境温度条件下的可靠启动问题。三、对设计的智能电动泵系统开展了部件仿真、半实物仿真和各项试验验证,仿真分析结果表明,整个设计基本实现了设计意图,验证了设计的正确性;各项试验结果表明,电动泵系统可以对燃油流量实行较精确的控制,能够满足发动机的实际需求。本文的研究结果初步表明了智能电动泵控系统代替传统的阀控系统工作的可行性,为后续涡轮喷气发动机控制系统的改进研制指明了方向。