CFM56-7B 液压系统路径模拟研究.docx

CFM56-7B 液压系统路径模拟研究摘 要CFM56-7B发动机作为B737NG（Boeing 737 Next-Generation）单通道客机的专用发动机，是商业航空最受欢迎的发动机-飞机组合为了对CFM56-7B发动机燃油系统的工作原理更加深刻直观的学习，以CFM56-7B发动机机型为研究对象，利用CATIA软件构造CFM56-7B发动机燃油系统的三维模型，并利用会声会影软件做成动画，对燃油系统进行模拟仿真首先介绍了航空发动机燃油系统的发展简史；而后详细的分析CFM56-7B发动机燃油系统各部件的工作原理，以此为基础研究燃油系统的工作原理（各部件如何协调工作）；最后，对模拟仿真的过程简单的介绍并对毕业设计进行总结关键词：航空发动机；燃油系统；模拟仿真；工作原理；CFM56-7BAbstractAs B737NG (Boeing 737 Next-Generation) single-channel aircraft dedicated engine, CFM56-7B engine is the most popular commercial aviation engine - aircraft combination. In order to study the working principle of CFM56-7B engine fuel system, CATIA software is used to build CFM56 engine’s 3D model. And the Corel Video Studio X10 software is used to create animation to achieve the simulation of the fuel system. Firstly, the history of the development of aero-engine fuel system is introduced at the first chapter. Then, there is the working principle of each component of CFM56-7B engine fuel system, and the working principle of fuel system is introduced on the basis of the chapter. Finally, simulation processes is introduced simply and the summary of the graduation paper is included.Key Words: Aero-engine; Fuel system; Simulation; Working principle, CFM56-7B目 录第一章 绪 论 11.1 CFM56的发展历史 11.2 研究工作的目的、意义及应用领域 11.3 研究方法、技术问题与预期成果 2第2章 CFM56-7B发动机液压系统 32.2.1 燃油分配系统 42.2.2 燃油控制系统 42.2.3 燃油指示系统 42.3 CFM56-7B发动机燃油系统及其各部件的工作原理 52.3.1 燃油泵组件 62.3.2 整体驱动发电机（IDG）滑油冷却器 92.3.3 伺服燃油加热器 102.3.4 液压机械组件（HMU） 112.3.5 燃油/滑油热交换器 132.3.6 燃油流量传感器 132.3.7 燃油喷嘴油滤 142.3.8 燃油分级活门（BSV） 152.3.9 燃油总管和燃油喷嘴 172.4 CFM56-7B燃油系统工作原理 19第3章 模拟仿真的过程 213.1 利用CATIA绘制3D模型的过程 213.2 利用绘声绘色制作演示动画 28第4章 结论 31参考文献 32致 谢 33附录A：外文翻译资料 34中国民航大学本科毕业设计论文第一章 绪 论1.1 CFM56的发展历史二十世纪六七十年代，飞机所采用的大多是低涵道比、噪音污染大、耗油量高、推力小的发动机。

随着飞机的重量逐渐增加，乘客对飞机噪音污染的要求越来越高；飞机对大推力、低油耗、噪音小的发动机需求越来越高1971年，法国国营航空发动机研制公司（SNECMA）与美国通用电气公司（GE）决定联合研发10000daN级的大涵道比发动机1972年，发动机的研制成功成为了重要里程碑，并在1974年形成了国际化的CFM公司试验成功的发动机最终命名为CFM56，这个名称具有重要的历史意义，是根据原来两个公司名字组合而成，即GE公司的CF6发动机和SNECMA公司的M53发动机CFM56-2是基础型号，并广泛应用在DC-8系列的飞机上在此基础上，从技术革新和市场需求的角度出发，形成了一系列型号的产生而在本文我们主要研究的是最新型号CFM56-7B，CFM56-7B是1993年开始研发的型号，就是以CFM56-3B为基础，形成了新的发动机型号在新的飞机中，24个叶片宽弦风扇被重新设计，直径达到了1.55m在具体的能量转换过程中，双环腔燃烧室被考虑进来，不仅使噪声污染明显减少，也降低了近15%的维护成本整个过程中都保持了发动机的可靠性，并在原来机型的基础上更新装配，实现了新的CFM56-7B运行条件针对于具体的液压系统，下面进行详细的说明。

1.2 研究工作的目的、意义及应用领域 随着飞机重量的不断增加，飞行员操纵飞机的难度也越来越大动辄上百吨的飞机在飞行过程中光靠飞行员人力去操控飞机的起降、转弯等动作已经不现实了，液压系统已经成为了飞机上的重要组成类比来分析，如果说飞机的“心脏”是发动机，那么飞机的“肌肉”就可以由液压系统充当一言以蔽之，液压系统是飞机众多系统中最为重要的系统之一如果液压系统失效，那飞行员就失去了操纵飞机的能力，可能酿成非常严重的空难所以液压系统的可靠性问题一直是研究的重点方向从液压系统的角度分析，在B737NG飞机上，主要的组成部分有三个，包括两个主系统A、B，以及一个辅助系统如果存在主系统失效的情况，则辅助系统成为了重要执行期间，来给飞机提供压力，保证飞机的正常运行当B系统失效时，A系统可通过PTU对B系统补充压力，将压力传输给前缘襟翼、缝翼发动机驱动泵（EDP）是整个液压系统的“心脏”，如果有失压情况产生，EMDP就会产生作用，用来弥补损失的压力所以液压系统在经过重重保障之后的可靠性大大提高但液压系统需要在任何环境、任何条件下提供可靠的压力，所以在近些年的飞机事故中，由于液压系统故障导致的飞机故障占总故障数的百分之二十一。

1991年3月3日，发生了一个严重的事故，联合航空585号班机在着陆的过程中，由于尾翼方向的改变，导致飞机坠毁；1992年中国南方航空3943号班机和1994年的全美航空427号班机以及1996年东风航空仍然出现了类似的事件，究其原因，是由于液压在极端条件下失效，从而造成整个系统的故障；通过比对和分析，相关的资料给出了潜在的危险性，即方向舵反转是潜在存在的同样是联合航空公司，在1989年7月19日，飞机在行使过程中由于材料的不完整而导致了故障，造成了扇叶断裂，碎片飞出并摧毁了全部的三套液压系统，致使飞机失控，不得不以高速迫降机场最终此次空难导致111人死亡一次次的空难事故证明了液压系统的重要性，也证明了对液压系统研究的必要性1.3 研究方法、技术问题与预期成果对于CFM56-7B发动机和B737NG飞机，对飞机液压系统在发动机的部分进行模拟仿真模拟仿真的信息资料来源主要来源于B737NG的AMM手册和SSM手册的第29章液压系统和第78章反推装置以及其他相关资料通过资料获得部件位置、尺寸、构造、以及各部件之间的油路位置、大小、材质，然后使用Solidworks软件创建各部件的3D模型，并进行装配，然后利用会声会影软件以绘制的3D模型为材料制作成液压系统的路径演示动画。

由于缺少足够多的材料，得不到各个部件的具体尺寸、位置以及路径的具体位置、尺寸、材质；导致无法绘制出准确的尺寸外形，各部件的比例也不是很协调所以，由于没有准确的信息，无法绘制出逼真的3D模型在绘制部件之前，一定要好好研究资料，摘出有用的信息，尽量保证部件模型的外形和尺寸的准确性在装配时，利用Solidworks软件的放大功能调节好各个部件之间的比例大小由于在此之前没有接触过Solidworks软件和绘声绘影软件，所以在开始绘制之前的一个月，通过书籍和视频学习软件的使用在完成绘制部件、管路之后的研究任务之后，绘制的3D模型能让人们不需要观察真实的发动机和飞机而能很直接的了解飞机和发动机的液压系统的各个部件的尺寸、位置、安装方式以及相互之间的联系，以及油路的走向，连接方式制作的动画形象的展示了液压系统在发动机部分的工作原理、方式再结合本论文，让人们都能了解液压系统51第二章 B737-NG飞机液压系统2.1 概述液压系统是飞机众多系统之中最为复杂也最为重要的系统之一它必须满足在任何情况下提供持续可靠的液压动力如果是一个大型的飞机，副翼的构造很复杂，重量甚至可以达到一吨以上，所以如果还是仅仅靠飞行员人力去操控飞机已经变得不现实了，由此就出现了液压系统，它作为一个助力系统，肩负着飞机起落架的收放、刹车、转弯，以及控制副翼、方向舵、升降舵、扰流板、反推、襟翼等重要任务。

可以说没有液压系统，飞行员就失去了控制飞机的能力，所以能够提供稳定持续的液压动力是飞行的关键安全可靠的飞行对液压系统提出了严格的要求，而随着737系列机型机龄的逐渐增大，由于液压系统造成的故障占比也在逐步增大2.2 B737-NG飞机液压系统简介液压系统是飞机上的重要组成，主要的工作介质是油液，利用油压来进行特定的操纵这种传动方式是利用液体来进行的，可以称为容积式的传动，在工程领域广泛应用B737-NG的液压系统负责提供动力，尤其是给需要的器件中，以保证邮箱组件的压力，然后经过发动机驱动泵（EDP）和电动马达驱动泵（EMDP）进行加压，再通过压力组件将压力分配到各个用户系统，最后将压力传递到各作动筒，实现作动由于其重要性和高故障率，B737-NG采用多余式设计，整个液压系统由三套独立液压子系统组成：——液压系统A——液压系统B——辅助液压系统三套系统都能独立的为飞机系统提供液压动力，其在主轮舱中都有各自的独立油箱A系统大部分部件在飞机的左侧，与之对应的，右边为B系统大部分部件通常情况下，这两个系统都会连接一个发动机，并和一个EMDP，即驱动的电动马达泵来进行动力维持如果采取了辅助系统，那么就进行能量的交换，这个时候两个系统的压力都是通过EDP来供给的，当EDP失效时，由EMDP补充压力。

在系统的具体构造上，辅助液压系统和B系统是直接连接的，所以，如果主系统已经处在了非正常工作状态，就可以由辅助的系统来维持正常操作在动力维持中，如果其中的一个系统没有了压力，另外一个系统就会进行补充而且，两个系统都能单独控制飞机的某些部件，比如起落架等，形成了良好的动力转换机制，并利用转换操作进行压力控制而对于与其配套的CFM56-7B发动机而言，液压系统在其上的部件有EDP、壳体回油虑液压系统对发动机的作用是：为推力反向器的液压作动筒提供压力2.2.1 主液压系统主液压系统为飞机提供正常所需的所有液压动力，由两个独立的子系统A和B组成两个系统均能独立的为飞机提供压力A和B系统十分相似，包括以下九个重。