周利敏;;;启动过程:使发动机转子的转速由零增加到慢车转速的过程称为启动过程。
根据发动机启动过程中,带动转子转动的扭矩与转子阻力矩的变化情况,可以将启动过程分为三个阶段:
;阶段一:在未向燃烧室供油时,由启动机带动发动机转子转动起(n=0),到涡轮转子旋转到接近点火转速(n=n1)。
在这个阶段,带动发动机转子加速的驱动力来自启动机,作用在转子上的加速力矩为启动机输出的扭矩与转子阻力矩(主要包括气动阻力矩、机械摩擦阻力矩以及传动附件的力矩等)之差,即;阶段二:在燃烧室内点燃燃油,涡轮产生功率。其中nsi称为最小平衡转速,一般会使发动机加速到1-2倍nsi,到启动机脱开时止(n=n2)。
在这个阶段,带动发动机转子加速的驱动力来自启动机和涡轮转子,也就是启动机和涡轮转子共同带动发动机转子加速。发动机获??的加速力矩为:;阶段三:由启动机脱开时起(n=n2),到发动机进入慢车状态时止(n=n3)。
在这个阶段,带动发动机转子加速的驱动力来自涡轮转子,也就是由涡轮转子单独带动发动机转子加速。这时发动机获得的加速力矩为:;;?转速n1(涡轮开始发出功率)
一般在n=n1时,起动机的扭矩Ms比发动机转子的阻力矩Mf大1.0~1.5倍。如果将n1值提高,对燃烧室的点燃与稳定燃烧有利,但起动机的功率要求较高;反之,起动机的功率可以较小,但不利于燃烧室的点燃与稳定燃烧。;?自维持转速nsi
当MT=Mf时,n=nsi叫作自维持转速或自持转速,这时Ma=Ms。
当nnsi时,MTMf,仅有涡轮不能带动发动机转子。;?启动机脱开转速n2
当nnsi时,MTMf,但转速接近nsi时,不能脱开启动机,一般启动机脱开转速n2=(1.2~2.0)nsi。
启动机脱开过早或过晚都不适宜,脱开过早会由于加速力矩小而延迟启动时间,甚至使发动机启动失败;脱开过晚,启动机功率要求大。
;?慢车转速n3
慢车转速是指涡轮扭矩等于转子阻力矩时的转速,这时,发动机基本不产生推力,因此,也称为空车转速。在n2nn3时,涡轮扭矩始终大于发动机的阻力力矩,发动机不能稳定工作;当nn3后,在任一转速下,均能使MT=Mf,发动机能稳定工作。
降低慢车转速,可能缩短起动时间和减小起动功率,但慢车转速过低,会使发动机在慢车状态时的涡轮前燃气总温T3*接近最大允许值,从而影响发动机的加速性与恶化慢车时的工作条件。;上述这些特征转速n1,nsi,n2,n3的数值,取决于启动状态下涡轮与压气机的共同工作特性、起动机特性、燃烧室的工作以及结构与使用因素等。一般很难用计算的方法确定,可根据现有同类型发动机的数据来选取,然后在发动机调试中予以修正。