楊夢(mèng)柯，馬靜，王劍，胡永豪

(西北工業(yè)大學(xué)動(dòng)力與能源學(xué)院，陜西西安 710100)

0 前言

機(jī)械液壓系統(tǒng)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部分，由于其具有可靠性高、抗電磁干擾性強(qiáng)等絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，目前在航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中仍占據(jù)著舉足輕重的地位，在我國(guó)現(xiàn)役發(fā)動(dòng)機(jī)和某些軍用發(fā)動(dòng)機(jī)上仍廣泛使用。燃油控制系統(tǒng)是機(jī)械液壓系統(tǒng)中的關(guān)鍵，燃油計(jì)量裝置作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油控制系統(tǒng)的核心部分，其功能是保證提供給發(fā)動(dòng)機(jī)精確的燃油計(jì)量流量，且計(jì)量流量不受計(jì)量裝置進(jìn)出口壓力、燃油泵和其他外部環(huán)境等因素的影響，只與計(jì)量裝置閥口開(kāi)度有關(guān)，即只由飛行員操縱油門(mén)桿控制[1]。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器作為其重要組成部件，通過(guò)給定的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)規(guī)律實(shí)時(shí)改變發(fā)動(dòng)機(jī)供油量的大小，使得轉(zhuǎn)速平穩(wěn)、同步地按預(yù)期規(guī)律發(fā)生變化[2-9]。

該轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器部件在某型發(fā)動(dòng)機(jī)持久試車(chē)過(guò)程中，頻繁地出現(xiàn)了備份狀態(tài)下大車(chē)、慢車(chē)轉(zhuǎn)速下降的問(wèn)題，具體表現(xiàn)為實(shí)際給定工況下的大車(chē)轉(zhuǎn)速、慢車(chē)轉(zhuǎn)速的輸出值均小于應(yīng)達(dá)到的理論轉(zhuǎn)速值。故急需對(duì)該轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器部件進(jìn)行仿真分析，以找到故障的具體原因并進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，解決大慢車(chē)轉(zhuǎn)速下調(diào)的問(wèn)題。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)具有風(fēng)險(xiǎn)大、成本高、周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，若是僅僅依靠試驗(yàn)方法分析故障及改進(jìn)產(chǎn)品，將會(huì)耗費(fèi)大量的人力物力，同時(shí)極大地影響產(chǎn)品的研發(fā)周期。而采用計(jì)算機(jī)仿真方法便可很好地解決以上問(wèn)題，目前該方法越來(lái)越受到航空領(lǐng)域的青睞。AMESim仿真在汽車(chē)、船舶、航空航天等行業(yè)已具有廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)[10-15]；在控制領(lǐng)域，AMESim仿真也具有較為成熟的仿真方案與工程應(yīng)用效果[16-18]。

本文作者主要通過(guò)對(duì)該型發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器部件進(jìn)行分析，在AMESim平臺(tái)上進(jìn)行建模仿真，以便研究故障的主要影響因素，根據(jù)工程實(shí)際給出相應(yīng)的優(yōu)化改進(jìn)方法，并最終通過(guò)航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

1 某型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的工作原理

某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器由轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置、放大裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)速程序給定凸輪機(jī)構(gòu)組成。轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置為機(jī)械離心式，用來(lái)測(cè)量n2轉(zhuǎn)速，并將測(cè)量轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速的偏差值傳給放大裝置。液壓放大裝置再將測(cè)量裝置傳來(lái)的機(jī)械位移信號(hào)成比例地放大為油壓信號(hào)，輸送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)液壓放大裝置輸送來(lái)的控制油壓控制定量開(kāi)關(guān)的開(kāi)度，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)的供油量。此外，還有特定的轉(zhuǎn)速程序給定裝置，其功用是根據(jù)油門(mén)桿控制信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口空氣溫度的修正信號(hào)形成給定的n2轉(zhuǎn)速。其結(jié)構(gòu)和控制原理分別如圖1、2所示。

圖1 該型發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)圖

圖2 該型發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的工作原理框圖

2 基于AMESim平臺(tái)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器模型建立

2.1 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器模塊劃分與簡(jiǎn)化

對(duì)該轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器先按照功能進(jìn)行模塊劃分，再對(duì)各個(gè)子模塊進(jìn)行AMESim建模以降低整體建模難度?？梢詣澐譃?個(gè)模塊：?jiǎn)螖[活門(mén)模塊、 離心飛重轉(zhuǎn)速傳感器模塊、油門(mén)桿模塊、計(jì)量開(kāi)關(guān)模塊、大車(chē)轉(zhuǎn)速重調(diào)模塊、溫度凸輪T1修正模塊、杠桿組及調(diào)節(jié)器內(nèi)外彈簧模塊。

由于液壓機(jī)械裝置的復(fù)雜與多樣，并不是所有功能組件都可以在AMESim氣動(dòng)、液壓或機(jī)械元件庫(kù)中直接使用現(xiàn)有模塊進(jìn)行建模。當(dāng)元件庫(kù)無(wú)法滿足建模任務(wù)時(shí)，可以根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化或者在元件庫(kù)中尋找等效替換的模型來(lái)實(shí)現(xiàn)建模需求。因此，在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器實(shí)際的建模過(guò)程中，作了以下簡(jiǎn)化：

(1)將系統(tǒng)工作介質(zhì)(包括液體、氣體)視為絕熱流動(dòng)，忽略因傳熱造成的能量損失；

(2)將擺錘活門(mén)簡(jiǎn)化為單擺活門(mén)，同時(shí)將擺錘活門(mén)左右兩端受力簡(jiǎn)化為單擺杠桿受力，將離心飛重顯化為與其自身結(jié)構(gòu)參數(shù)相關(guān)的函數(shù)輸出信號(hào)；

(3)將液體工作介質(zhì)的密度、黏度等參數(shù)視為定值，即其變化不受壓力、溫度的影響；

(4)忽略系統(tǒng)工作介質(zhì)(包括液體、氣體)在三維空間里的流場(chǎng)分布，即將工作介質(zhì)各參數(shù)視為均勻分布，并通過(guò)修正系數(shù)(如流量系數(shù))進(jìn)行修正；

(5)忽略工作介質(zhì)飽和蒸氣壓、層流或湍流等流動(dòng)狀態(tài)變化對(duì)模型結(jié)果的影響，采用軟件默認(rèn)的工作介質(zhì)參數(shù)進(jìn)行仿真。

2.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器模型的建立

2.2.1 離心飛重轉(zhuǎn)速傳感器模塊建模仿真

離心飛重作為轉(zhuǎn)速敏感元件是該轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的核心部件，對(duì)轉(zhuǎn)速變化的響應(yīng)很快，通過(guò)感知發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化輸出相應(yīng)的換算離心力。該離心力作用于擺桿的左端來(lái)控制擺錘活門(mén)開(kāi)度的變化，最終使得發(fā)動(dòng)機(jī)供油量發(fā)生變化。其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，工作原理框圖如圖3所示。

圖3 離心飛重工作原理框圖

離心飛重的離心塊受力簡(jiǎn)圖如圖4所示。忽略離心塊的重力和摩擦力，假定離心力合力的作用點(diǎn)在離心塊的質(zhì)心(對(duì)于理想模型，質(zhì)心等同于幾何中心)，離心塊的力臂a和擺動(dòng)臂b相垂直。當(dāng)離心塊的張角α=0時(shí)，OA處于鉛直位置，離心塊質(zhì)心A到轉(zhuǎn)軸的距離為R[19-20]。

圖4 離心飛重塊的受力分析

單個(gè)離心塊旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力見(jiàn)式(1)：

(1)

其中：m1為單個(gè)離心塊的質(zhì)量，kg；r為離心塊質(zhì)心到轉(zhuǎn)軸的距離(m)，r=R+asinα=R+a/by，y為導(dǎo)桿的位移(m)；R為零位擺軸到轉(zhuǎn)軸的距離，m；a為重心位置到轉(zhuǎn)軸的距離，m；b為尾足到擺軸的距離，m；ω為單個(gè)離心塊旋轉(zhuǎn)的角速度，rad/s，ω=2πn/60=πn/30；n為輸入轉(zhuǎn)速，r/min。

從式(1)可以看出：離心飛重的離心力是導(dǎo)桿位移y與輸入轉(zhuǎn)速n之間的函數(shù)，當(dāng)導(dǎo)桿位移y不變時(shí)，離心飛重的輸出離心力與輸入轉(zhuǎn)速n的平方成正比；當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速n不變時(shí)，離心飛重的輸出離心力與導(dǎo)桿的位移y呈一次線性正相關(guān)變化。

離心力的軸向換算力見(jiàn)式(2)：

(2)

其中：Z為離心塊的個(gè)數(shù)；Fc為單個(gè)離心塊的離心力，N。

考慮到配重Ⅰ、Ⅱ的質(zhì)量不同，對(duì)式(2)進(jìn)行修正，并將式(1)中的Fc代入得實(shí)際的軸向換算力見(jiàn)式(3)：

(3)

其中：m為2個(gè)離心塊的總質(zhì)量，kg。

最終建立的離心飛重轉(zhuǎn)速傳感器模型如圖5所示，在0～10 s內(nèi)給定轉(zhuǎn)速n從0上升到6 189 r/min，得到換算離心力與轉(zhuǎn)速的變化曲線如圖6所示。

圖5 離心飛重及轉(zhuǎn)速傳感器仿真模型

圖6 離心飛重?fù)Q算離心力與給定轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系

由圖6可知：換算離心力與給定轉(zhuǎn)速近似為二次函數(shù)的形狀，仿真曲線與試驗(yàn)曲線的誤差小于1%，且當(dāng)給定轉(zhuǎn)速在5 795 r/min時(shí)，輸出的換算離心力為54 N，滿足試驗(yàn)驗(yàn)收要求。

2.2.2 計(jì)量開(kāi)關(guān)模塊建模仿真

計(jì)量開(kāi)關(guān)模塊主要起計(jì)算和度量燃油的作用，通過(guò)感知壓力的變化推動(dòng)計(jì)量活塞，時(shí)刻保證供給發(fā)動(dòng)機(jī)需要的燃油流量，其結(jié)構(gòu)原理見(jiàn)圖1，工作原理框圖如圖7所示。

圖7 計(jì)量開(kāi)關(guān)控制組件原理框圖

燃油流量的計(jì)算公式為

(4)

其中：Q為流過(guò)計(jì)量開(kāi)關(guān)的燃油的質(zhì)量流量，kg/h；Cd為流量系數(shù)，對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)而言，通常取0.60～0.62；Ax為計(jì)量活門(mén)型孔的開(kāi)口面積，mm2；Δp為計(jì)量活門(mén)的前后壓差，MPa，按照要求取0.88 MPa；ρ為燃油的密度，kg/m3，通常取780 kg/m3。Ax通過(guò)計(jì)量開(kāi)關(guān)型孔尺寸的參數(shù)圖紙進(jìn)行表示，即將原計(jì)量活門(mén)型孔劃分為三角形型孔、圓形型孔、矩形型孔及梯形型孔，分段列出放油窗口面積A與隨動(dòng)活塞位移量x的變化關(guān)系式，代入到式(4)即可。文獻(xiàn)[21-23]給出了各種復(fù)雜的計(jì)量活門(mén)型孔的計(jì)算方法。

最終的計(jì)量開(kāi)關(guān)仿真模型如圖8所示。由于該模塊最終的輸出量是計(jì)量流量，即期望流量隨計(jì)量活門(mén)的位移量變化一致，仿真試驗(yàn)擬通過(guò)改變計(jì)量活門(mén)控制壓力來(lái)驗(yàn)證計(jì)量活門(mén)計(jì)量流量滿足指標(biāo)要求，進(jìn)而確認(rèn)模型的正確性和準(zhǔn)確性。因此通過(guò)控制油壓力10 s內(nèi)從0上升到2.2 MPa作為該仿真系統(tǒng)的輸入量，推動(dòng)隨動(dòng)活塞位移，觀察燃油流量的輸出信號(hào)并與試驗(yàn)得到的燃油流量輸出值相比較，如圖9所示。

圖8 計(jì)量開(kāi)關(guān)仿真模型

圖9 計(jì)量流量隨活門(mén)位移變化試驗(yàn)與仿真曲線對(duì)比

從圖9可以看出：計(jì)量流量隨活門(mén)位移的仿真曲線較好地跟蹤試驗(yàn)曲線，達(dá)到了預(yù)期的仿真效果，計(jì)量活門(mén)仿真模型的仿真結(jié)果滿足試驗(yàn)驗(yàn)收要求，可以用于分析計(jì)量模塊的特性和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器整體模型的搭建。

2.2.3 溫度凸輪T1修正模塊建模仿真

從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，溫度凸輪T1修正模塊是轉(zhuǎn)速程序給定裝置中的溫度修正裝置，該模塊建模中主要以溫度信號(hào)放大與轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為主，其功用是：將載有溫度信號(hào)的控制油壓力信號(hào)進(jìn)行放大，并轉(zhuǎn)換成溫度凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及工作原理框圖如圖10、11所示。

圖10 溫度信號(hào)放大與轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖11 溫度信號(hào)放大與轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作原理簡(jiǎn)圖

該模塊的難點(diǎn)在于對(duì)套筒及分油活門(mén)均會(huì)移動(dòng)的部件的建模，在AMESim軟件中采用圖12所示的BRO042進(jìn)行建模，其中端口5、6分別連接對(duì)應(yīng)的滑閥和套筒。在建模過(guò)程中將其活塞壁與套筒模型相接，其活塞通過(guò)反饋杠桿與溫度放大器隨動(dòng)活塞的活塞桿相連，最終的仿真模型如圖13所示。

圖12 BRO042元件的外部變量

圖13 溫度凸輪T1修正仿真模型

2.2.4 其他子部件的建模仿真

對(duì)于后續(xù)單擺活門(mén)、油門(mén)桿、大車(chē)轉(zhuǎn)速重調(diào)、杠桿組及調(diào)節(jié)器內(nèi)外彈簧模塊，由于其在整個(gè)模型中多數(shù)起連通管路、輸送流量及選擇開(kāi)關(guān)的作用，因此根據(jù)各自的結(jié)構(gòu)功能在AMESim平臺(tái)上分別進(jìn)行建模即可。完整的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器仿真模型如圖14所示。

圖14 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器仿真模型

2.3 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器模型的驗(yàn)證

由于此模型主要用于仿真模擬大慢車(chē)轉(zhuǎn)速下調(diào)的現(xiàn)象，故僅需對(duì)燃油流量是否隨油門(mén)桿角度、給定轉(zhuǎn)速等因素產(chǎn)生相應(yīng)的變化進(jìn)行驗(yàn)證即可。下面對(duì)該模型開(kāi)環(huán)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速反饋調(diào)節(jié)功能進(jìn)行初步的驗(yàn)證。

(1)給定油門(mén)桿角度

進(jìn)入仿真界面，將油門(mén)桿角度設(shè)定為13°(慢車(chē)擋位)，在20 s內(nèi)給定轉(zhuǎn)速為0～6 189 r/min，仿真得到的燃油流量隨時(shí)間的變化曲線如圖15所示。

圖15 轉(zhuǎn)速(a)及燃油流量(b)隨時(shí)間變化的仿真曲線

由圖15可以看出：在前13 s內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于70%，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器將供油量由最小開(kāi)始增大到最大；在13.5 s時(shí)，轉(zhuǎn)速基本達(dá)到了慢車(chē)擋位對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速繼續(xù)增大后，流量開(kāi)始迅速下降至最小。說(shuō)明給定凸輪角度后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器可以隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)供油量進(jìn)行調(diào)整。

(2)給定轉(zhuǎn)速

進(jìn)入仿真界面，轉(zhuǎn)速恒定，設(shè)為4 200 r/min，油門(mén)桿角度在20 s內(nèi)由0上升至90°，仿真得到的燃油流量隨時(shí)間的變化曲線如圖16所示。

圖16 凸輪角度(a)及燃油流量(b)隨時(shí)間的變化曲線

由圖16可以看出：在前2.5 s內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于給定轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器將供油量調(diào)至最??；3 s左右時(shí)轉(zhuǎn)速凸輪達(dá)到50°，此時(shí)供油量開(kāi)始上升；當(dāng)給定轉(zhuǎn)速大于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速后，供油量開(kāi)始逐漸從最小上升至最大。說(shuō)明給定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器可以隨著油門(mén)桿角度的變化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)供油量進(jìn)行調(diào)整。

綜上可知，該轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器模型可以隨著油門(mén)桿角度、給定轉(zhuǎn)速的變化自發(fā)地對(duì)供油量進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到了預(yù)期的變化規(guī)律，從燃油流量的變化情況來(lái)看該模型是正確的，后續(xù)利用該模型進(jìn)行針對(duì)性故障問(wèn)題的仿真排故是可行的。

3 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器仿真分析及優(yōu)化改進(jìn)

3.1 故障機(jī)制分析

前面已對(duì)該模型的正確性做了基本的仿真驗(yàn)證，下面將利用該模型結(jié)合具體故障問(wèn)題進(jìn)行仿真排故及優(yōu)化改進(jìn)。在進(jìn)行故障再現(xiàn)之前，先通過(guò)理論分析結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)給出了該故障問(wèn)題的故障樹(shù)如圖17所示。

圖17 備份狀態(tài)大車(chē)轉(zhuǎn)速下降故障樹(shù)

3.2 模型的仿真分析流程

利用現(xiàn)有的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器AMESim仿真模型進(jìn)行故障復(fù)現(xiàn)，分別改變故障樹(shù)中對(duì)應(yīng)參數(shù)的設(shè)定值模擬故障產(chǎn)生的可能原因，分析其對(duì)大慢車(chē)轉(zhuǎn)速帶來(lái)的具體影響，仿真分析驟如下：

(1)將一系列參數(shù)設(shè)定與故障件相同，分別推油門(mén)桿至慢車(chē)、大車(chē)擋位，記錄此時(shí)的輸出轉(zhuǎn)速，即為正常工作狀態(tài)下的大慢車(chē)轉(zhuǎn)速；

(2)按照故障樹(shù)分別改變某個(gè)參數(shù)的值，同時(shí)分別推油門(mén)桿至慢車(chē)、大車(chē)擋位，記錄此時(shí)的輸出轉(zhuǎn)速，并與正常工作狀態(tài)下的大慢車(chē)轉(zhuǎn)速作對(duì)比；

(3)重復(fù)步驟(2)得到所有影響因素對(duì)大慢車(chē)轉(zhuǎn)速影響的具體量級(jí)關(guān)系，并將其匯總，如表1所示。

表1 參數(shù)變化與大慢車(chē)轉(zhuǎn)速下調(diào)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系

3.3 仿真結(jié)果分析

(1)由表1可得，油門(mén)桿角度、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口溫度、調(diào)節(jié)器內(nèi)彈簧剛度系數(shù)衰減、離心飛重結(jié)構(gòu)參數(shù)變化都對(duì)大慢車(chē)轉(zhuǎn)速的影響較大，但在實(shí)際工程條件下，油門(mén)桿凸輪及溫度凸輪表面都經(jīng)過(guò)了氮化處理，且離心飛重作為精密性元件，其尺寸參數(shù)偏差不會(huì)太大，因此將故障原因定位在調(diào)節(jié)器內(nèi)彈簧的剛度系數(shù)衰減。

(2)彈簧的剛度系數(shù)主要與彈簧的彈性模量G和線徑d正相關(guān)，而與有效圈數(shù)n和中心直徑D負(fù)相關(guān)。彈簧的彈性模量G受溫度影響變化較大時(shí)，當(dāng)溫度升高時(shí)原子間間距增大時(shí)，彈性模量降低，且隨著溫度的升高其值逐漸減小，如圖18所示。當(dāng)溫度升高時(shí)，調(diào)節(jié)器內(nèi)彈簧可能會(huì)由于彈性模量G隨溫度的升高而減小，使其剛度系數(shù)有所衰減，當(dāng)油液溫度上升至100 ℃時(shí)，彈簧力值將損失近5%。

圖18 內(nèi)彈簧剛度隨溫度變化曲線

(3)在實(shí)際試車(chē)過(guò)程中，只有極短時(shí)間油溫達(dá)到100 ℃，但若故障件彈簧發(fā)生松弛等特性，其力值損失會(huì)加倍，最終使得大慢車(chē)轉(zhuǎn)速下降。

因此，為了彌補(bǔ)松弛帶來(lái)的影響，可對(duì)其施加一定的預(yù)緊力進(jìn)行補(bǔ)償。圖19所示為正常工作狀態(tài)下的慢車(chē)轉(zhuǎn)速，此時(shí)令調(diào)節(jié)器內(nèi)彈簧的剛度系數(shù)衰減5%再仿真一次，得到該狀態(tài)下的慢車(chē)轉(zhuǎn)速，可以看到該狀態(tài)慢車(chē)轉(zhuǎn)速僅為4 150 r/min，下調(diào)了1.50%，此時(shí)若對(duì)內(nèi)彈簧施加1.2 N的預(yù)緊力再進(jìn)行一次仿真，修正后的慢車(chē)轉(zhuǎn)速與正常狀態(tài)下的慢車(chē)轉(zhuǎn)速相差不大。

圖19 添加預(yù)緊力修正后的慢車(chē)轉(zhuǎn)速對(duì)比

(4)此外，為了減小溫度對(duì)彈簧剛度帶來(lái)的影響，提升其抗松弛性能，給出了一種新型材料0Cr17Ni7Al以替代原有的1Cr18Ni9彈簧，并經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證可行有效。

4 總結(jié)

經(jīng)過(guò)對(duì)某型發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的建模仿真，得到大慢車(chē)轉(zhuǎn)速下調(diào)的主要原因是調(diào)節(jié)器內(nèi)彈簧的剛度系數(shù)衰減，結(jié)合工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，給出了增加預(yù)緊力及更換彈簧材料的方法，成功解決了這一故障問(wèn)題，為改進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、提高系統(tǒng)性能提供了一定的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。