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1、廣播電視大學機械制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 　　　 機械制造自動化技術(shù)在飛機空調(diào)系統(tǒng)的應用 學校名稱：廣播電視大學 指導教師： 學生姓名： 學 號： 專 業(yè)： 機械設(shè)計與制造 入學時間： 10 機械制造自動化技術(shù)的發(fā)展 【摘要】 機械自動化，主要指在機械制造業(yè)中應用自動化技術(shù)，實現(xiàn)加工對象的連續(xù)自動生產(chǎn)，實現(xiàn)優(yōu)化有效的自動生產(chǎn)過程，加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動速度。機械自動化技術(shù)的應用與發(fā)展，是機械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)進步

2、的主要手段和技術(shù)發(fā)展的主要方向。機械自動化的技術(shù)水準，不僅影響整個機械制造業(yè)的發(fā)展，而且對國民經(jīng)濟各部門的技術(shù)進步有很大的直接影響。如何發(fā)展我國的機械自動化技術(shù)，應實事求是，一切從我國的體國情出發(fā)，做好各項基礎(chǔ)工作，走中國的機械自動化技術(shù)發(fā)展之路。先進制造技術(shù)的全部真諦在于應用。發(fā)展低成本自動化技術(shù)，潛力大，前景廣，投資省，見效快，提高自動化程度，可以收到事半功倍的經(jīng)濟效果，適合我國現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國情。結(jié)合中國國情，發(fā)展現(xiàn)代機械自動化技術(shù)。實現(xiàn)機械自動化是一個由低級到高級、由簡單到復雜、由不完善到完善的發(fā)展過程.目前我國正實施大飛機生產(chǎn)項目,其空調(diào)系統(tǒng)也用到了大量的機械制造和自動化技術(shù).

3、 【關(guān)鍵詞】 連續(xù)自動生產(chǎn) 潛力大 前景廣 投資省 見效快 大飛機項目 飛機空調(diào)系統(tǒng) 部件功能 系統(tǒng)原理 目錄 　　　　 一、如何發(fā)展機械制造自動化技術(shù)　 …………………………………2 　　　　二、空調(diào)概述說明和操作 ……………………………………………3 　　　　三、飛機空調(diào)原理概述　 …………………………………………5 　　　　四、飛機空調(diào)主要部件功能介紹 …………………………………………7 　　　　五、致謝 　

4、………………………………………………１0 【引言】: 先進制造技術(shù)的全部真諦在于應用。發(fā)展低成本自動化技術(shù)，潛力大，前景廣，投資省，見效快，提高自動化程度，可以收到事半功倍的經(jīng)濟效果，適合我國現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國情。結(jié)合中國國情，發(fā)展現(xiàn)代機械自動化技術(shù)。實現(xiàn)機械自動化是一個由低級到高級、由簡單到復雜、由不完善到完善的發(fā)展過程。 一、 如何發(fā)展機械制造自動化技術(shù) 　　　首先先介紹機械自動化技術(shù)的應用與發(fā)展是機械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)進步的主要

5、手段和技術(shù)發(fā)展的主要方向。就如何發(fā)展機械制造自動化技術(shù)從四方面進行闡述。機械自動化，主要指在機械制造業(yè)中應用自動化技術(shù)，實現(xiàn)加工對象的連續(xù)自動生產(chǎn)，實現(xiàn)優(yōu)化有效的自動生產(chǎn)過程，加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動速度。機械自動化技術(shù)的應用與發(fā)展，是機械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)進步的主要手段和技術(shù)發(fā)展的主要方向。機械自動化的技術(shù)水準，不僅影響整個機械制造業(yè)的發(fā)展，而且對國民經(jīng)濟各部門的技術(shù)進步有很大的直接影響。如何發(fā)展我國的機械自動化技術(shù)，應實事求是，一切從我國的具體國情出發(fā)，做好各項基礎(chǔ)工作，走中國的機械自動化技術(shù)發(fā)展之路。　 １．結(jié)合生產(chǎn)實際，注重實用發(fā)展機械自動化技術(shù)。 ２．發(fā)展投資少、見效快的

6、低成本自動化技術(shù)。發(fā)展低成本自動化技術(shù)，潛力大，前景廣，投資省，見效快，提高自動化程度，可以收到事半功倍的經(jīng)濟效果，適合我國現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國情。 ３．結(jié)合中國國情，發(fā)展現(xiàn)代機械自動化技術(shù)。實現(xiàn)機械自動化是一個由低級到高級、由簡單到復雜、由不完善到完善的發(fā)展過程。當機械的操作采用自動控制器后，生產(chǎn)方式才從機械化逐步過渡到機械控制（傳統(tǒng)）自動化、數(shù)字控制自動化、計算機控制自動化。只有建立了自動化工廠后，生產(chǎn)過程才能全盤自動化，才能使生產(chǎn)率全　面提高，達到自動化的高級理想階段。中國實現(xiàn)機械自動化技術(shù)應是一個長期的過程，不可能一蹴而就。當前，中國機械制造業(yè)同世界先進水準也存在階段性差距。在我國這

7、種國情下，普遍發(fā)展應用計算機集成制造系統(tǒng)的“全盤自動化”或“高度自動化”，并不具備必要的基礎(chǔ)技術(shù)、經(jīng)驗和投資能力。因此，要不要普遍發(fā)展全盤自動化或高度自動化ＣＩＭＳ技術(shù)，一定要慎重行事。要努力做到從我國機械制造業(yè)的實際情況出發(fā)，發(fā)展創(chuàng)新，形成有國情特征的發(fā)展自動化技術(shù)理論和學說，進行圍繞計算機技術(shù)的柔性自動化技術(shù)的開發(fā)研究，以適用為前提，急需什么就解決什么，取得實踐經(jīng)驗再推廣應用?！? ４．抓好基礎(chǔ)，注重配套發(fā)展機械自動化技術(shù)。發(fā)展應用機械自動化技術(shù)，要扎扎實實地抓好自動化技術(shù)應用項目的基礎(chǔ)工作和從實際出發(fā)的推廣應用工作，既要發(fā)展主機，也要配套發(fā)展自動化元件及控制系統(tǒng)?？傊覈鴻C械制造業(yè)發(fā)展

8、應用自動化技術(shù)，不但要起點高，瞄準世界先進水準，而且必須包括各種靈活的低成本、見效快的自動化技術(shù)，堅持提高與普及相結(jié)合的方針，我國的機械自動化技術(shù)發(fā)應應用才能健康地走上高速度、高質(zhì)量和高效益之路。 二、空調(diào)概述說明和操作 　　　1. 概述 在增壓的機艙內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)保持空氣適當?shù)膲毫?溫度和新鮮度。 在正常情況,引氣系統(tǒng)從下列組件供氣到空調(diào)系統(tǒng): - 主發(fā)動機壓氣機, - APU 壓氣機, - 高壓地面空氣供給組件。 熱壓縮空氣冷卻,調(diào)節(jié)并提供到機艙,然后經(jīng)過放氣活門排出艙外。 也可以經(jīng)過低壓地面接頭提供調(diào)節(jié)空氣到分配系統(tǒng)。 2. 系統(tǒng)概述 在增壓的機身內(nèi)

9、空調(diào)系統(tǒng)給出令人滿意的壓力值,溫度和新鮮空氣。 A. 分系統(tǒng) 空調(diào)系統(tǒng)含有下列分系統(tǒng): - 分配系統(tǒng) - 增壓控制系統(tǒng), - 空氣冷卻, - 溫度調(diào)節(jié)器。 (1) 分配系統(tǒng) 分配系統(tǒng)傳遞調(diào)節(jié)空氣到增壓的機身。 (2) 增壓控制系統(tǒng) 增壓控制系統(tǒng)控制機身內(nèi)的壓力。它全自動地操作并擁有人工備份?？刂茐? 力改變比率以達到對于乘客和機組人員安全和舒適的令人滿意的壓力值。 (3) 空氣冷卻系統(tǒng) 空氣冷卻系統(tǒng)降低從引氣系統(tǒng)來的熱引氣的溫度。它也減少熱引氣中的水 量。如果在兩個空調(diào)組件內(nèi)有故障,提供應急沖壓空氣。 縮略語說明: APU 輔助動力裝置 ENG 引擎 X-

10、bleed 交輸引氣 (4) 溫度控制系統(tǒng)(參考 21-60-00) 溫度控制系統(tǒng)控制提供到駕駛艙和客艙的空氣溫度。在駕駛艙和客艙內(nèi)可單 獨地調(diào)節(jié)溫度。 B. 供氣量和流量分離 對于正常操作和最重要的故障情況,提供給駕駛艙和客艙的總氣流顯示在表格1 內(nèi)。所有的情況是額定值。 (1) 新鮮空氣總量(表1) f * Qvs * Pc - Q =2.87*Tc - Q = 大量流量kg/s - f = 選擇流量因數(shù)(0.8/1.0/1.2) - PC = 客艙壓力mbar - TC = 客艙溫度297 K - Qvs = 在海平面正常的流量0.928 cbm/

11、s - 2.87 = 恒定的因素 用上面的公式所得的額定值: 地面kg/s 巡航kg/s 正常流量(100%) 1.102 0.817 最小流量80%標準。80%標準。 最大流量120%標準。120%標準。 一個組件關(guān)斷60%標準。60%標準。 這些額定流量能夠有加5%或者減2%的變化。 新鮮空氣從APU 的總需求: 熱天+38 ℃ (100.4 F) 1.00 kg/s 冷天-23 ℃ (-9.4 F ) 1.28 kg/s 常溫天-5℃(+23F)到+30℃(86F) 0.82 kg/s 4. 接口 空調(diào)系統(tǒng)有接口與: - 中央故障顯示系統(tǒng)(CFDS)(

12、參見 31-30-00), - 系統(tǒng)數(shù)據(jù)集獲器(SDAC)(參見 31-55-00), - 顯示管理計算機(DMC)(參見 31-63-00) - 飛行警告計算機(FWC)(參見 31-53-00) - 電源系統(tǒng)(參見 24-00-00), - 客艙-內(nèi)部通信數(shù)據(jù)系統(tǒng)(CIDS)(參見 23-73-00), - 發(fā)動機接合面組件(EIU)(參見 73-25-00), - 引氣監(jiān)控計算機(BMC)(參見 36-11-00), - 煙霧探測控制裝置(SDCU)(參見 26-17-00), - 起落架控制和接口組件(LGCIU)(參見 32-31-00), - 電子控制盒(ECB

13、)(參見 49-61-00), - 大氣數(shù)據(jù)計算機(ADC)(參見 34-12-00) - 機翼防冰系統(tǒng)(WAI)(參見 30-11-00) - 吊架防冰系統(tǒng)(NAI)(參見 30-21-00) - 數(shù)據(jù)管理組件(DMU)(參見 31-36-00). 三、飛機空調(diào)原理概述 　　冷卻系統(tǒng)是從氣源總管得到高溫空氣，控制流量，并進行制冷。 FCSOV決定氣源空氣能否進入冷卻組件，并控制流過的空氣流量；溫度控制系統(tǒng)主要有兩種可選方式，一是自動方式：當溫度選擇器位于自動方式時，溫度調(diào)節(jié)器感受座艙溫度和分配總管溫度，反復調(diào)節(jié)混氣活門位置，控制冷熱空氣的混合比例，使座艙溫度和選擇器選定溫度相

14、一致，并起保護作用。二是人工方式：當溫度選擇器位于人工方式時，選擇器直接對混氣活門定位?；铋T位置和座艙（或管道）溫度可由P5板上的指示器得到；分配系統(tǒng)是將合適溫度、合適流量的空調(diào)氣體分配到駕駛艙和客艙；而再循環(huán)系統(tǒng)則是將循環(huán)之后、要排出前溢流活門的空調(diào)氣體，收集、過濾后注入空調(diào)分配總管，再次分配到座艙循環(huán)，可以節(jié)省引氣。 貨艙加溫系統(tǒng)是在座艙循環(huán)之后的空調(diào)氣體，通過地板縫隙，環(huán)繞貨艙側(cè)壁流動，可以給貨艙加溫；設(shè)備冷卻系統(tǒng)主要是為電子/電氣設(shè)備艙、電子飛行儀表系統(tǒng)、P6板等提供冷卻空氣。熱通道較簡單，就是發(fā)動機引來氣體中的一部分，經(jīng)過調(diào)節(jié)活門直接到達輸送到混合腔的通路。 冷卻系統(tǒng)概述

15、 圖2B737 空調(diào)系統(tǒng)—冷卻系統(tǒng)原理圖 空調(diào)系統(tǒng)的熱空氣主要是來自發(fā)動機5級引氣，當5級引氣不足時，9級引氣也可提供熱空氣。而熱空氣通過FCSOV分四路分別至兩個TCV、摻混空氣系統(tǒng)和主熱交換器。主TCV主要用來控制組件出口溫度，而備用TCV其主要作用是防止渦輪出口結(jié)冰，同時也作為主TCV故障時的備用控制。經(jīng)過主熱交換器，熱交換器是將周圍環(huán)境中的大氣從空調(diào)艙前端引入，通過熱量交換，將高溫引氣中的絕大部分熱量從空調(diào)艙的后端帶走，散發(fā)到大氣中，使流過氣體的溫度降低。冷卻后的氣體到達ACM的壓氣機端，壓氣機對氣體做功，使其溫度和壓力小幅升高。從壓氣機出來的氣體到達第二級熱交換器，

16、熱量交換后，氣體溫度再次降低，降溫后的氣體通過水分離管道第一次進入再加熱器（通過再加熱器熱端），然后進入冷凝器。冷凝器屬格柵式結(jié)構(gòu)，有兩個通道，一個冷空氣通道和一個熱空氣通道，這兩個通道以十字交叉的形式盤旋在一起，使冷熱空氣得到充分的熱量交換，將熱空氣中的水蒸氣由不飽和狀態(tài)變成飽和甚至過飽和狀態(tài)。濕空氣離開冷凝器的熱空氣通道，進入高壓水分離器。高壓水分離器主要由靜止的旋流器、帶有許多小孔的內(nèi)殼體和外殼體組成。含有水珠的氣流通過旋流器，氣流在內(nèi)殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，由于水珠的動能大，水珠甩向帶有小孔的內(nèi)殼體壁面并收集起來，排向熱交換器的外表面，由冷卻空氣帶走。干燥的空氣離開水分離器到達渦輪冷卻器的渦輪端，

17、氣體驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn)，同時在渦輪的收縮通道中增速減壓，將熱能轉(zhuǎn)化為機械能，由熱空氣變成冷空氣。從渦輪端出來的冷空氣進入冷凝器的冷空氣通道，通過熱量交換后到達最終目的地混合室。冷熱空氣在混合室充分混合后，便可輸送到駕駛艙、座艙。 四、飛機空調(diào)主要部件介紹 在此，對冷卻系統(tǒng)部分重要部件進行簡要介紹。 圖1空調(diào)系統(tǒng)的子系統(tǒng) 4.1流量控制關(guān)斷活門（FCSOV） 圖3FCSOV原理圖 FCSOV原理簡述： ? 當電磁閥C的關(guān)閉線圈通電時，作動器上腔通大氣，活門關(guān)閉； ? 當電磁閥C的打開線圈通電時，活門上游的壓力經(jīng)壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后，進入作動器上腔，活門打開。 ? 若電磁閥B也

18、通電，則作動器上腔通過自動流量伺服控制器放氣，放氣量決定了控制器上腔的壓力，也決定了活門的開度，此開度對應的流量為55 ppm； ? 若電磁閥B斷電，則作動器上腔通過APU和高流量伺服控制器放氣，此時的放氣量也決定一個活門開度，此開度對應的流量為80 ppm。 ? 如果電磁閥B斷電時，線圈A通電，則活門上游的高壓被引到APU和高流量伺服控制器的頂端，APU和高流量伺服控制器的放氣量減少，活門開度增大，此開度對應的流量為100 ppm。 ? 隨著流量的增加，文氏管踩壓口的靜壓減小，下游壓力口的總壓增大，從而使腔B的壓力減小，腔C的壓力增大，進而使伺服控制活門打開，并將腔A的壓力降低，減小活

19、門開度。反之，則增加活門開度。 4.2空氣循環(huán)機（ACM） 圖4空氣循環(huán)機（ACM） ACM原理簡述： ? 熱空氣流過渦輪機時，絕熱膨脹，將熱能、壓力能轉(zhuǎn)化為機械能，帶動渦輪轉(zhuǎn)動，自身溫度大幅下降。渦輪驅(qū)動壓氣機轉(zhuǎn)動，通過增壓作功把能量再交給空氣，空氣在經(jīng)過次級熱交換器時，把熱量交給沖壓空氣。 【致謝】 最后感謝我的老師，這片論文的每個實驗細節(jié)和每個數(shù)據(jù)，都離不開你的細心指導。而你開開朗的個性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很快的融入我們這個新的社會中。感謝我的同學們，從遙遠的家來到這個陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著那份家的融洽?？烊?/p>

20、年了，仿佛就在昨天。三年里，我們沒有紅過臉，沒有吵過嘴，沒有發(fā)生上大專前所擔心的任何不開心的事情。各奔前程，大家珍重。也愿離開我們同學的開開心心。我們在一起的日子，我會記一輩子。感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報，　你們永遠健康快樂是我最大的心愿。在這份畢業(yè)論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！ 【參考文獻】: [1] 中國農(nóng)業(yè)機械化研究院主編．農(nóng)業(yè)機械設(shè)計手冊（第二版）．北京：機械工 業(yè)出版社，1990． [2] 機械工程手冊、電機工程手冊編輯委員會編．機械工程手冊（第二版）第14 卷專用機械卷（一）．北京：機械工業(yè)出版社，1997． [3] 中華人民共和國國家標準GB4460 - 84．機械制圖機構(gòu)運動簡圖符號．北 京：中國標準出版社，1984． [4] Ameco，ATA21 AIR CONDITIONING [J]，TRAINING MANUAL 2003 [5] Boeing AMM part I