航空燃油泵.docx

航空燃油泵（Fuel Pumps）08032114 周辉摘要：阐述了燃油泵的种类和特点，发展现状，重点论述离心泵的结构特点，工作原理，流量-压力特性曲线在飞机上的应用，以及在使用维护中常遇到的 问题和解决的途径关键词：航空、燃油泵、离心泵引言：目前，液压传动技术在国民经济的各个领域得到了极其广泛 的应用，它是最近 四十年来快速发展起来的一门工程技术液压传动是利用油泵将原动机（电动机，内燃机或其他动力 机）的机械能，转 换给能在管路中流动的液压油 （或燃油、滑油〉、 变成液压能，这种具有液压能 的工作液再用阀门和管路传送给油 马达或油缸，把液压能转换成机械的旋转运 动或直线运动进行各 种方式的工作在燃油系统或润滑系统中，同样必须由油 泵确保 必要的工作条件现代飞机在不断地向高空、高速发展各种液压传动系统的 性能要求不断地完善，为了提高飞机和其他装备的性能，使发动‘ 机发挥其最大的效率，并保证其安全正常地工作，就必须提供一 系列附件其中最基本的就是各种低压补油泵在航空发动机的 燃油附件中除了主燃油附件（燃油调节器、主燃油泵）外，为了提高 燃油供应系统的高空性能和克服燃油流动的阻力，在闭式液压系统中为了补充泄 损的工作液等，保证各种液压系统的性能充分的发挥、工作可靠，低压油泵则是 不可缺少的一种附件。

而在润滑，低压油泵往往作为它们的心脏，其作用是使发 动机得到充分的润滑和冷却，防止螺桨和机翼前缘结冰、保证仪表的工作精度等 ‘目前一架普通的喷气式飞机或较完善的液压传动系统中所携带的大小低压油 泵多达十个以上，可见低压油泵在飞机及液压传动系.统中.的作用也是不可忽视 的航空油泵是现代飞机和发动机广泛应用的附件由于飞机和 发动机的种类甚多，因而对航空油泵的要求也是多方面的目前 使用着的航空油泵多达数十种，种类的繁多必然要造成生产、使用和维护中的困 难根据目前生产、使用和维护的实际情况，完全必要并且有条件进行系列化和 标准化，以便克服由于种类繁多所造成的各种困难 1燃油泵的种类和特点航空油泵的定义:油泵是一种把机械能转换成液压能的机构，用于航空和航天中 的油泵称为.航空油泵航空油泵的种类繁多，其习惯叫法也各有不同不同类型的 航空油泵均具有自身的工作原理和给构特点根据作用原理可以分为两大类，离 心式油泵和容积式油泵1. 离心式油泵它具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结 构简单、性能平稳、容易操作和维修简单等优点因此，离心泵被广泛 的应用在飞机和发动机的输油、增压等系统中2. 容积式油泵按照工作原理和结构，容积式油泵又可以分为齿轮泵、旋板 泵和柱塞泵、齿轮泵又可分为外啮合和内啮合两种 ;柱塞泵又可分为轴向柱塞泵 和径向柱塞泵两种等。

2发展状况输送液体或使液体增压的机械它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液 体使液体能量增加泵主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液 和液态金属等，也可输送液体和气体混合物，含悬浮固体物的液体有些泵可用 作液压泵，主要作用是产生高压液体水的提升对于人类生活和生产都十分重要古代就已有各种提水器具，例如埃 及的链泵（公元前 17 世纪），中国的桔槔（公元前 17 世纪）、辘轳（公元前 11 世纪）和水车（公元1 世纪）比较著名的还有公元前 3 世纪阿基米德发明的螺旋 杆,可以平稳连续地将水提至几米高处，其原理仍为现代螺杆泵所利用公元前 200 年左右,古希腊工匠克特西比乌斯发明的灭火泵是一种最原始的 活塞泵，已具备典型活塞泵的主要元件，但活塞泵只是在出现了蒸汽机之后才得 到迅速发展1840〜1850年，美国H.R.沃辛顿发明泵缸和蒸汽缸对置的蒸汽直 接作用的活塞泵，标志着现代活塞泵的形成 19 世纪是活塞泵发展的高潮时期， 当时已用于水压机等多种机械中然而随着需水量的剧增，从20世纪20年代起， 低速的、流量受到很大限制的活塞泵逐渐被高速的离心泵和回转泵所代替但是 在高压小流量领域，往复泵仍占有主要地位，尤其是隔膜泵、柱塞泵独具优点， 应用日益增多。

回转泵的出现与工业上对液体输送的要求日益多样化有关早在1588年就 有了关于4叶片滑片泵的记载,以后陆续出现了其他各种回转泵，但直到19世纪 回转泵仍存在泄漏大、磨损大和效率低等缺点 20 世纪初，人们解决了转子润 滑和密封等问题并采用高速电动机驱动，适合较高压力、中小流量和输送各种粘 性液体的回转泵才得到迅速发展回转泵的类型和适宜输送的液体种类之多为其 他各类泵所不及利用离心力输水的想法最早出现在列奥纳多•达芬奇所作的草图中1689 年, 法国物理学家D.帕潘发明了 4叶片叶轮的蜗壳离心泵但更接近于现代离心泵的 则是1818年在美国出现的具有径向直叶片、半开式双吸叶轮和蜗壳的所谓马萨 诸塞泵 1851〜1875 年，带有导叶的多级离心泵相继发明，使发展高扬程离心 泵成为可能尽管早在1754年，瑞士数学家L.欧拉提出了叶轮式水力机械的基 本方程式，奠定了离心泵设计的理论基础，但直到19世纪末高速电动机的出现， 使离心泵获得理想动力源之后，它的优越性才得以充分发挥在英国的0.雷诺 和德国的K.普夫莱德雷尔等许多学者的理论研究和实践的基础上，离心泵的效率 大大提高，它的性能范围和使用领域也日益扩大，已成为现代应用最广、产量最 大的泵。

3 离心泵3.1 离心泵的结构特点在飞机和发动机上离心式油泵得到广泛应用在飞机的燃油系统中多采用 离心泵给燃油增压，以保证燃油系统中主燃油泵的高空性能装在油箱上的离心 式油泵都是电动式的，装在发动机高压燃油泵前级的离心式油泵是由发动机带动 的，用来给高压燃油泵进日增压，还有用于防冰系统以及用来排泄余油等离心 泵具有以下主要优点:(1)其允许转速较高:7000-15000 转/分;(2) 其流量大而尺寸并不大；(3) 供油平稳，没有脉动现象;(4) 结构简单，成本低，工作可靠;(5) 这种泵对工作液适应性强0S5-1离心泵工作原瑾tf慢功卷」E—叶轉I 口I5-«®扩散*』一叶岸*3.2 离心泵的工作原理图 5-1 为离心泵的作用原理示意图，图中工作叶轮 Z 装在传动轴 1 上，传 动轴带动叶轮一同转动，油液通过进油口而被吸入工廊旋室，通过叶轮和扩散管 5增压后榆出离心泵的主要参数有五个:流量Q、出口压力p(或者扬程H —也 称压头一来体现)、泵所需要的功率N,效率月和转速这些参数体现了一台离心 泵的整体性能3.3 离心泵的特性曲线离心泵在设计点工作时效率最高，损失最小但实际上离心泵工作时都要偏 离设计点，比如转速n和流量Qs变动时，这时泵的出口压力Pc或压头H和效 率n也要随之而变，离心泵的特性曲线就是表示这种变化关系的曲线。

在某一固定转速(n=常数)下，离心泵的出口压力Pc,所需用的功率N、效率， 及汽蚀性能Hs允许，与流量Qs之间的关系称为离心泵的特性，离心泵在不同的 转速下工作，具有不同的特性曲线，用函数关系表示如下：A= f (QO =冃厂N = f (Qj f F (Qf) 码卄j (QJ烙上述关系I3Q『为横坐标・ 5 乩 X H如为纵坐标，绘成图形（图5-24）,从图中可以看出它们的变化规律Hs允许，为抗汽蚀性能所允许的实际压 头图5-24离心靈的饕性曲线T1 N4 离心泵的使用与维护离心泵被装在飞机意油泵的位置和密封，发动机的有关系统中，安装 .时首 先要注接好电源和漏油管路在试车前要按操纵离心泵的注意事项，先要充满工 作液，进行认真检查后才能进行试车在外场正确地使用和维护油泵，是保证飞机正常飞行的先决条件之一所 以要认真做好如下的工作 :（1） 在飞机上装卸油泵时，要特别注意防止汽油、煤油、滑油和其它液体掉入 泵的出口、通风道及电动机头内;（2） 按飞行前的准备要求，对各种泵进行细致的检查，如放冷凝水、填波等;（3） 必须保证电动油泵的通风可靠；（4） 导管的连接处、电机插座的外套螺母等，要经常检查有无松动现象;（5） 经常进行外观检查，要特别注意接合面的密封，检查有无漏油现象，（6） 如界发现故障，应立即排除。

离心泵经常出现的故障是由电机出现故障、 零部件锈蚀、油膏固化、橡胶件老化和零件磨损等原因造成的如发现有关零件 损坏应立即更换，并分析原因5主要参考资料（1） 蒲志理编《航空油泵设计》 1983 国防工业出版社（2） 钟若瑛编《航空燃油与液压系统》 2008.12 南昌航空大学（3）J.M.Kay编《Introduction to Fluid Mechanics and HeatTransfer》1961（4）飞机设计手册总委会编《飞机设计手册12册》 航空工业出版社 2003。