液压伺服系统具有体积小、质量轻、寿命长、控制精度高等突出优点,它在航空领域的使用广泛。飞机操纵及燃油系统中如变量泵斜盘、舵机、助力器、变臂器、人感系统的载荷机构等很多都采用了液压伺服控制。航空工业的快速发展使得飞机性能不断提高,要求控制系统的反应速度越来越快。随着电子、液压技术的不断进步,出现了具有较高精度和快速性的电液伺服阀。现在,电液伺服系统已经在自动化领域占有了重要的地位,凡是需要大功率、快速反应的位置控制和力控制的地方,都已经有了广泛地应用。它提供了电子技术创造的全部奇迹与大功率流体动力之间牢固的、精确的、高性能的联系。
航空动力系统无论采用何种控制机构和控制方法,燃油流量仍是基本的控制变量。目前世界各国
航空发动机燃油泵主要采用齿轮泵和变量柱塞泵。齿轮泵是定排量泵,流量调节通过回油活门实现。在高空小表速等工况时,齿轮泵排出的燃油大部分要回到泵的进口,造成燃油温升过高,影响了齿轮泵的使用。而变量柱塞泵通过控制斜盘角度对燃油流量进行调节,在高转速、低流量工况下仍能够稳定工作。随着电液控制技术的发展,变量燃油柱塞泵斜盘位置控制由传统的机械液压调节方式发展为电液伺服调节控制方式,控制方式灵活易变,由电液伺服阀、作动油缸及位置传感器组成控制执行机构。
航空发动机全权限数字电子控制如今已经成为航空推进系统的关键技术。鉴于航空发动机的工作
情况及性能要求,基于电液伺服阀的液压伺服控制系统与工业所用的情况有很大区别。工业领域使用时无需考虑液压系统效率,为保证伺服控制的稳定性,一般为电液伺服阀配备独立的稳压油源,结果造成系统体积较大,结构复杂。出于减小动力系统构件体积和减轻质量,提高发动机推重比的目的,航空动力系统应尽量简化液压伺服系统结构,为此设计了一种变量泵斜盘位置液压伺服控制系统,使用泵输出的航空煤油直接作为电液伺服阀的工作油源。随着大气条件和飞行条件以及发动机工作状态的变化,变量泵出口压力变化很大,导致伺服阀油源压力也随之发生大幅变化,这样,液压伺服系统的设计必须解决伺服阀输入压力大幅变化所带来的问题。
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