优秀毕设机械制造自动化技术在飞机空调系统的应用.docx

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优秀毕设机械制造自动化技术在飞机空调系统的应用

机械制造自动化技术在飞机空调系统的应用

学校名称：

广播电视大学

指导教师：

学生姓名：

学号：

专业：

机械设计与制造

入学时间：

机械制造自动化技术的发展

【摘要】

机械自动化，主要指在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程，加快生产投入物的加工变换和流动速度。

机械自动化技术的应用与发展，是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。

机械自动化的技术水准，不仅影响整个机械制造业的发展，而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。

如何发展我国的机械自动化技术，应实事求是，一切从我国的体国情出发，做好各项基础工作，走中国的机械自动化技术发展之路。

先进制造技术的全部真谛在于应用。

发展低成本自动化技术，潜力大，前景广，投资省，见效快，提高自动化程度，可以收到事半功倍的经济效果，适合我国现阶段的发展需要和国情。

结合中国国情，发展现代机械自动化技术。

实现机械自动化是一个由低级到高级、由简单到复杂、由不完善到完善的发展过程.目前我国正实施大飞机生产项目,其空调系统也用到了大量的机械制造和自动化技术.

【关键词】

连续自动生产

潜力大

前景广

投资省

见效快

大飞机项目

飞机空调系统

部件功能

系统原理

目录

　　　　一、如何发展机械制造自动化技术　…………………………………2

　　　　二、空调概述说明和操作……………………………………………3

　　　　三、飞机空调原理概述　…………………………………………5

　　　　四、飞机空调主要部件功能介绍…………………………………………7

　　　　五、致谢　………………………………………………１0

【引言】:

先进制造技术的全部真谛在于应用。

发展低成本自动化技术，潜力大，前景广，投资省，见效快，提高自动化程度，可以收到事半功倍的经济效果，适合我国现阶段的发展需要和国情。

结合中国国情，发展现代机械自动化技术。

实现机械自动化是一个由低级到高级、由简单到复杂、由不完善到完善的发展过程。

一、如何发展机械制造自动化技术

　　　首先先介绍机械自动化技术的应用与发展是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。

就如何发展机械制造自动化技术从四方面进行阐述。

机械自动化，主要指在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程，加快生产投入物的加工变换和流动速度。

机械自动化技术的应用与发展，是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。

机械自动化的技术水准，不仅影响整个机械制造业的发展，而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。

如何发展我国的机械自动化技术，应实事求是，一切从我国的具体国情出发，做好各项基础工作，走中国的机械自动化技术发展之路。

１．结合生产实际，注重实用发展机械自动化技术。

２．发展投资少、见效快的低成本自动化技术。

发展低成本自动化技术，潜力大，前景广，投资省，见效快，提高自动化程度，可以收到事半功倍的经济效果，适合我国现阶段的发展需要和国情。

３．结合中国国情，发展现代机械自动化技术。

实现机械自动化是一个由低级到高级、由简单到复杂、由不完善到完善的发展过程。

当机械的操作采用自动控制器后，生产方式才从机械化逐步过渡到机械控制（传统）自动化、数字控制自动化、计算机控制自动化。

只有建立了自动化工厂后，生产过程才能全盘自动化，才能使生产率全　面提高，达到自动化的高级理想阶段。

中国实现机械自动化技术应是一个长期的过程，不可能一蹴而就。

当前，中国机械制造业同世界先进水准也存在阶段性差距。

在我国这种国情下，普遍发展应用计算机集成制造系统的“全盘自动化”或“高度自动化”，并不具备必要的基础技术、经验和投资能力。

因此，要不要普遍发展全盘自动化或高度自动化ＣＩＭＳ技术，一定要慎重行事。

要努力做到从我国机械制造业的实际情况出发，发展创新，形成有国情特征的发展自动化技术理论和学说，进行围绕计算机技术的柔性自动化技术的开发研究，以适用为前提，急需什么就解决什么，取得实践经验再推广应用。

４．抓好基础，注重配套发展机械自动化技术。

发展应用机械自动化技术，要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作，既要发展主机，也要配套发展自动化元件及控制系统。

总之，我国机械制造业发展应用自动化技术，不但要起点高，瞄准世界先进水准，而且必须包括各种灵活的低成本、见效快的自动化技术，坚持提高与普及相结合的方针，我国的机械自动化技术发应应用才能健康地走上高速度、高质量和高效益之路。

二、空调概述说明和操作

　　　1.概述

在增压的机舱内空调系统保持空气适当的压力,温度和新鲜度。

在正常情况,引气系统从下列组件供气到空调系统:

-主发动机压气机,

-APU压气机,

-高压地面空气供给组件。

热压缩空气冷却,调节并提供到机舱,然后经过放气活门排出舱外。

也可以经过低压地面接头提供调节空气到分配系统。

2.系统概述

在增压的机身内空调系统给出令人满意的压力值,温度和新鲜空气。

A.分系统

空调系统含有下列分系统:

-分配系统

-增压控制系统,

-空气冷却,

-温度调节器。

（1）分配系统

分配系统传递调节空气到增压的机身。

（2）增压控制系统

增压控制系统控制机身内的压力。

它全自动地操作并拥有人工备份。

控制压

力改变比率以达到对于乘客和机组人员安全和舒适的令人满意的压力值。

（3）空气冷却系统

空气冷却系统降低从引气系统来的热引气的温度。

它也减少热引气中的水

量。

如果在两个空调组件内有故障,提供应急冲压空气。

缩略语说明:

APU辅助动力装置

ENG引擎

X-bleed交输引气

（4）温度控制系统（参考21-60-00）

温度控制系统控制提供到驾驶舱和客舱的空气温度。

在驾驶舱和客舱内可单

独地调节温度。

B.供气量和流量分离

对于正常操作和最重要的故障情况,提供给驾驶舱和客舱的总气流显示在表格1

内。

所有的情况是额定值。

（1）新鲜空气总量（表1）

f*Qvs*Pc

-Q=2.87*Tc

-Q=大量流量kg/s

-f=选择流量因数（0.8/1.0/1.2）

-PC=客舱压力mbar

-TC=客舱温度297K

-Qvs=在海平面正常的流量0.928cbm/s

-2.87=恒定的因素

用上面的公式所得的额定值:

地面kg/s巡航kg/s

正常流量（100%）1.1020.817

最小流量80%标准。

80%标准。

最大流量120%标准。

120%标准。

一个组件关断60%标准。

60%标准。

这些额定流量能够有加5%或者减2%的变化。

新鲜空气从APU的总需求:

热天+38℃（100.4°F）1.00kg/s

冷天-23℃（-9.4°F）1.28kg/s

常温天-5℃（+23°F）到+30℃（86°F）0.82kg/s

4.接口

空调系统有接口与:

-中央故障显示系统（CFDS）（参见31-30-00）,

-系统数据集获器（SDAC）（参见31-55-00）,

-显示管理计算机（DMC）（参见31-63-00）

-飞行警告计算机（FWC）（参见31-53-00）

-电源系统（参见24-00-00）,

-客舱-内部通信数据系统（CIDS）（参见23-73-00）,

-发动机接合面组件（EIU）（参见73-25-00）,

-引气监控计算机（BMC）（参见36-11-00）,

-烟雾探测控制装置（SDCU）（参见26-17-00）,

-起落架控制和接口组件（LGCIU）（参见32-31-00）,

-电子控制盒（ECB）（参见49-61-00）,

-大气数据计算机（ADC）（参见34-12-00）

-机翼防冰系统（WAI）（参见30-11-00）

-吊架防冰系统（NAI）（参见30-21-00）

-数据管理组件（DMU）（参见31-36-00）.

三、飞机空调原理概述

　　冷却系统是从气源总管得到高温空气，控制流量，并进行制冷。

FCSOV决定气源空气能否进入冷却组件，并控制流过的空气流量；温度控制系统主要有两种可选方式，一是自动方式：

当温度选择器位于自动方式时，温度调节器感受座舱温度和分配总管温度，反复调节混气活门位置，控制冷热空气的混合比例，使座舱温度和选择器选定温度相一致，并起保护作用。

二是人工方式：

当温度选择器位于人工方式时，选择器直接对混气活门定位。

活门位置和座舱（或管道）温度可由P5板上的指示器得到；分配系统是将合适温度、合适流量的空调气体分配到驾驶舱和客舱；而再循环系统则是将循环之后、要排出前溢流活门的空调气体，收集、过滤后注入空调分配总管，再次分配到座舱循环，可以节省引气。

      货舱加温系统是在座舱循环之后的空调气体，通过地板缝隙，环绕货舱侧壁流动，可以给货舱加温；设备冷却系统主要是为电子/电气设备舱、电子飞行仪表系统、P6板等提供冷却空气。

热通道较简单，就是发动机引来气体中的一部分，经过调节活门直接到达输送到混合腔的通路。

 冷却系统概述

                                                  图2 B737空调系统—冷却系统原理图

      空调系统的热空气主要是来自发动机5级引气，当5级引气不足时，9级引气也可提供热空气。

而热空气通过FCSOV分四路分别至两个TCV、掺混空气系统和主热交换器。

主TCV主要用来控制组件出口温度，而备用TCV其主要作用是防止涡轮出口结冰，同时也作为主TCV故障时的备用控制。

经过主热交换器，热交换器是将周围环境中的大气从空调舱前端引入，通过热量交换，将高温引气中的绝大部分热量从空调舱的后端带走，散发到大气中，使流过气体的温度降低。

冷却后的气体到达ACM的压气机端，压气机对气体做功，使其温度和压力小幅升高。

从压气机出来的气体到达第二级热交换器，热量交换后，气体温度再次降低，降温后的气体通过水分离管道第一次进入再加热器（通过再加热器热端），然后进入冷凝器。

冷凝器属格栅式结构，有两个通道，一个冷空气通道和一个热空气通道，这两个通道以十字交叉的形式盘旋在一起，使冷热空气得到充分的热量交换，将热空气中的水蒸气由不饱和状态变成饱和甚至过饱和状态。

湿空气离开冷凝器的热空气通道，进入高压水分离器。

高压水分离器主要由静止的旋流器、带有许多小孔的内壳体和外壳体组成。

含有水珠的气流通过旋流器，气流在内壳体内旋转，由于水珠的动能大，水珠甩向带有小孔的内壳体壁面并收集起来，排向热交换器的外表面，由冷却空气带走。

干燥的空气离开水分离器到达涡轮冷却器的涡轮端，气体驱动涡轮旋转，同时在涡轮的收缩通道中增速减压，将热能转化为机械能，由热空气变成冷空气。

从涡轮端出来的冷空气进入冷凝器的冷空气通道，通过热量交换后到达最终目的地混合室。

冷热空气在混合室充分混合后，便可输送到驾驶舱、座舱。

四、飞机空调主要部件介绍

在此，对冷却系统部分重要部件进行简要介绍。

                                                                               图1 空调系统的子系统

4.1 流量控制关断活门（FCSOV）

                           图3 FCSOV原理图

FCSOV原理简述：

•   当电磁阀C的关闭线圈通电时，作动器上腔通大气，活门关闭；

•   当电磁阀C的打开线圈通电时，活门上游的压力经压力调节器调节后，进入作动器上腔，活门打开。

•   若电磁阀B也通电，则作动器上腔通过自动流量伺服控制器放气，放气量决定了控制器上腔的压力，也决定了活门的开度，此开度对应的流量为55ppm；

•   若电磁阀B断电，则作动器上腔通过APU和高流量伺服控制器放气，此时的放气量也决定一个活门开度，此开度对应的流量为80ppm。

•   如果电磁阀B断电时，线圈A通电，则活门上游的高压被引到APU和高流量伺服控制器的顶端，APU和高流量伺服控制器的放气量减少，活门开度增大，此开度对应的流量为100ppm。

•   随着流量的增加，文氏管踩压口的静压减小，下游压力口的总压增大，从而使腔B的压力减小，腔C的压力增大，进而使伺服控制活门打开，并将腔A的压力降低，减小活门开度。

反之，则增加活门开度。

4.2 空气循环机（ACM）

                                            图4 空气循环机（ACM）

ACM原理简述：

•   热空气流过涡轮机时，绝热膨胀，将热能、压力能转化为机械能，带动涡轮转动，自身温度大幅下降。

涡轮驱动压气机转动，通过增压作功把能量再交给空气，空气在经过次级热交换器时，把热量交给冲压空气。

【致谢】

最后感谢我的老师，这片论文的每个实验细节和每个数据，都离不开你的细心指导。

而你开开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很快的融入我们这个新的社会中。

感谢我的同学们，从遥远的家来到这个陌生的城市里，是你们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情，维系着那份家的融洽。

快三年了，仿佛就在昨天。

三年里，我们没有红过脸，没有吵过嘴，没有发生上大专前所担心的任何不开心的事情。

各奔前程，大家珍重。

也愿离开我们同学的开开心心。

我们在一起的日子，我会记一辈子。

感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，　你们永远健康快乐是我最大的心愿。

在这份毕业论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！

【参考文献】:

[1]中国农业机械化研究院主编．农业机械设计手册（第二版）．北京：

机械工

业出版社，1990．

[2]机械工程手册、电机工程手册编辑委员会编．机械工程手册（第二版）第14

卷专用机械卷

（一）．北京：

机械工业出版社，1997．

[3]中华人民共和国国家标准GB446084．机械制图机构运动简图符号．北

京：

中国标准出版社，1984．

[4]Ameco，ATA21AIRCONDITIONING[J]，TRAININGMANUAL2003

[5]BoeingAMMpartI