浅谈PA44-180飞机调速器构造及工作原理

2022-12-29

PA44-180飞机所装用的调速器是由美国Hartzell公司生产的单作用正向液压式可顺桨调速器, 调速器提供滑油压力用于螺旋桨变小距。调速器型号为:U-3-15和U-3-15L, 其中U-3-15型调速器安装于左发动机上, 而U-3-15L型调速器安装于右发动机上。这两种调速器区别是转动方向相反, 基座和壳体上的堵头安装位置相反[1]。

1 PA44-180飞机调速器的构造及功用

PA44-180飞机调速器由头部组件、壳体组件及基座组件组成[2]。

1.1 头部组件包括头部外壳、操纵臂组件、回桨活门组件、调速弹簧、柱塞组件

操纵臂组件用于根据工作需要来实现对螺旋桨的变大距、变小距、顺桨及回桨操作。

回桨活门组件根据操纵臂组件的操纵来完成螺旋桨的顺桨和回桨。

调速弹簧用于感受螺旋桨的给定转速或变距的要求, 来改变柱塞 (分油活门) 向下压力的大小, 从而改变柱塞的开度。

柱塞组件用来控制变距油路, 它在飞重组件和调速弹簧力的作用下, 可以上下移动, 来控制变距压力油的流动方向, 以实现对螺旋桨桨叶角的调节。

1.2 壳体组件包括飞重组件、释压活门组件、壳体、滑油泵组件

释压活门组件用来调节滑油泵出口的滑油压力。释压活门的一端与滑油泵进口相通, 另一端与滑油泵出口相连。当滑油泵出口的滑油压力大于释压活门内调定的弹簧压力时, 释压活门打开, 一部分滑油经释压活门流回滑油泵的进口, 以确保滑油泵出口滑油压力不致过高。

滑油泵组件由主动齿轮和从动齿轮组成, 属于齿轮泵。用于向螺旋桨提供变距油压。

1.3 基座组件包括基座、堵头、定位销钉

基座上安装有堵头, 堵头安装位置的不同, 决定了调速器的转向。

2 PA44-180飞机调速器的工作原理

2.1 自动变距—保持转速的工作情形

当变距杆固定在某一位置, 即调速弹簧被压到某一紧度时, 调速器就能自动保持某一相应的转速。发动机用这一转速工作时, 离心飞重抬起柱塞的力量与调速弹簧下压的力量相互平衡, 柱塞恰好保持在中立位置不动。这时柱塞中间的凸起堵住变小距油路, 滑油泵 (齿轮泵) 来的压力油不能进入变距油路去变距, 只能通过释压活门作循环流动, 螺旋桨桨叶角不发生变化, 转速保持稳定。同时, 调速器操纵转轴上的凸台将回桨活门组件上的回桨活门销顶开, 从滑油泵 (齿轮泵) 出口来的另一部分压力油通过回桨活门组件进入蓄压器, 对蓄压器充压, 为螺旋桨回桨提供压力储备。工作情况如图1所示。

如果由于某种原因 (如飞行速度增加时) , 由于螺旋桨桨叶迎角减小, 引起螺旋桨转速增大, 离心飞重抬起柱塞的力量增大, 大于调速弹簧下压的力量, 因而柱塞上移。柱塞上的凸起放开小距油路, 这时螺旋桨变小距油路与回油路 (机匣) 相通, 小距油路回油, 在桨叶配重离心力、螺旋桨缸筒内的氮气压力和弹簧力的共同作用下, 桨叶角增大, 螺旋桨变大距。工作情况如图2所示。此时螺旋桨的阻转力矩增大, 螺旋桨转速减小, 离心飞重抬起柱塞的力量减小到与调速弹簧下压的力量相平衡时, 柱塞正好回到中立位置, 堵住变小距油路, 桨叶角不再变大, 螺旋桨转速也不再减小。然后螺旋桨就在一个新的桨叶角下 (比原来的大) 保持原来的转速。因此, 调速器可保持发动机原来的转速不变。同时, 调速器操纵转轴上的凸台将回桨活门组件上的回桨活门销顶开, 压力油对蓄压器充压, 为螺旋桨回桨提供压力储备。

如果由于某种原因 (如飞行速度减小时) , 由于螺旋桨桨叶迎角增大, 引起螺旋桨转速减小, 离心飞重抬起柱塞的力量减小, 小于调速弹簧下压的力量, 因而柱塞下移。柱塞上的凸起让开小距油路, 从滑油泵 (齿轮泵) 来的压力油通过变小距油路进入螺旋桨变距油缸, 推动变距活塞使桨叶角减小, 螺旋桨变小距。工作情况如图3所示。螺旋桨的阻转力矩减小, 螺旋桨转速增大, 离心飞重抬起柱塞的力量增大到与调速弹簧下压的力量相平衡时, 柱塞正好回到中立位置, 堵住变小距油路, 桨叶角不再减小, 螺旋桨转速也不再增大。则螺旋桨就在图2转速增大时的工作情况一个新的桨叶角下 (比原来的小) 保持原来的转速。因此, 调速器可保持发动机原来的转速不变。同时, 调速器操纵转轴上的凸台将回桨活门组件上的回桨活门销顶开, 压力油对蓄压器充压, 为螺旋桨回桨提供压力储备。

2.2 操纵变距—改变转速的情形

飞行中需要改变螺旋桨转速时, 可通过操纵变距杆, 改变调速弹簧的压紧程度来实现。

前推变距杆时, 调速器内调速弹簧的压紧程度增大。向下压柱塞的力量大于离心飞重抬起柱塞的力量。柱塞向下移动, 柱塞上的凸起让开小距油路, 螺旋桨变小距。发动机转速增大, 直到增大到某一转速, 离心飞重抬起柱塞的力量增大到与调速弹簧下压的力量相平衡时, 柱塞又回到中立位置时为止。这时发动机就稳定在这个较大的转速下工作, 调速器也就保持这个转速不变。前推变距杆越多, 调速弹簧压紧程度越大, 转速增加得也越多。同时, 调速器操纵转轴上的凸台将回桨活门组件上的回桨活门销顶开, 压力油对蓄压器充压, 为螺旋桨回桨提供压力储备。工作情况如图3所示。

后拉变距杆时, 调速器内调速弹簧的压紧程度减小。其工作情况与上述情形相反。同时, 调速器操纵转轴上的凸台将回桨活门组件上的回桨活门销顶开, 压力油对蓄压器充压, 为螺旋桨回桨提供压力储备。工作情况如图3所示。