一种判断航空发动机风车起动热悬挂的方法与流程

文档序号:11729589

本发明涉及航空发动机技术领域,特别是涉及一种判断航空发动机风车起动热悬挂的方法。



背景技术:

在航空发动机风车起动过程中需要时刻判断发动机是否热悬挂,当判断出发动机热悬挂后控制系统将自动切油,使发动机退出热悬挂状态以保证起动成功。目前判断风车起动的方法是采用发动机排气温度上升速率与相对转速上升速率的比值即dT6/dn2进行判断,当dT6/dn2超过某一固定门槛值并持续一定时间,则认为发动机热悬挂。这时发动机控制系统会自动切油,并对起动供油规律进行重调,保证发动机能够起动成功。

现有的风车起动方案的缺点在于:

1、发动机在风车起动过程中T6测量值噪声大,导致计算得到的dT6/dn2值得摆动量大,容易造成误判热悬挂,或当发动机真实进入热悬挂状态,因dT6/dn2值摆动未满足判断时间,而导致未及时判断出热悬挂,最终使得发动机风车起动失败。

2、在风车起动过程中,dT6/dn2值的特点是:在发动机点火成功初始阶段,dT6/dn2值很大,且远超过判断门槛值,待发动机转速上升到一定程度时,dT6/dn2值迅速减小。因此采用一个固定的门槛值判断热悬挂,难以满足风车起动的全过程的热悬挂判断,很容易误判热悬挂。

因此,希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种判断航空发动机风车起动热悬挂的方法来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

为实现上述目的,本发明提供一种判断航空发动机风车起动热悬挂的方法,所述判断航空发动机风车起动热悬挂的方法包括以下步骤:

步骤1:计算任意周期的T6上升速率、dT6以及任意周期的n2上升速率dn2

步骤2:获取第n个周期的dT6/dn2值;

步骤3:为每个计算周期进行热悬挂判断。

优选地,所述步骤1具体包括:

当发动机控制系统投入工作记为0周期,开始计算T6和n2的上升速率,其中,T6上升速率(dT6)计算方法为:

设第0周期(dT6)=0;

T6N(n)计算方法如下:

当n<N时:

当n≥N时:

其中,N——周期个数,在N个周期数内的T6平均值作为当前周期的T6值;

n——当前周期数;

T6N(n)——T6N为N个周期内的T6平均值,T6N(n)为第n个周期的T6N的值;

Δt——数控系统一个计算周期的时间;

m——两个T6N相隔的周期数,即计算dT6时需要用两个相隔m个周期的T6N计算;

第n个周期的T6变化速率dT6(n)的计算方法:

当n=0时,dT6(n)=0;

当n<m时,dT6(n)=[T6N(n)-T6N(1)]/[(n-1)×Δt];

当n≥m时,dT6(n)=[T6N(n)-T6N(n-m+1)]/[(m-1)×Δt];

其中,n2上升速率(dn2)计算方法为:

设第0周期(dn2)=0;

n2N(n)计算方法如下:

当n<N时:

当n≥N时:

其中,N——周期个数,在N个周期数内的T6平均值作为当前周期的T6值;

n——当前周期数;

n2N(n)——n2N为N个周期内的n2平均值,n2N(n)为第n个周期的n2N的值;

Δt——数控系统一个计算周期的时间;

m——两个n2N相隔的周期数,即计算dn2时需要用两个相隔m个周期的T6N计算;

其中N和m为可调整参数,N的初始值为50,调整范围为2~100;m的初始值为50,调整范围为2~100;dn2(n)的单位为(%/s);

第n个周期的n2变化速率dn2(n)的计算方法:

当n=0时,dn2(n)=0;

当n<m时,dn2(n)=[n2N(n)-n2N(1)]/[(n-1)×Δt];

当n≥m时,dn2(n)=[n2N(n)-n2N(n-m+1)]/[(m-1)×Δt];

其中N和m为可调整参数,N的初始值为50,调整范围为2~100;m的初始值为50,调整范围为2~100。

优选地,所述步骤2为:

第n个周期dT6/dn2值计算方法如下:

若dn2<0%/s,则dT6/dn2(n)=0;

若0.0001%/s>dn2≥0%/s,则dn2=0.0001%/s,dT6/dn2(n)=dT6(n)/dn2(n);

若dn2≥0.0001%/s,则dT6/dn2(n)=dT6(n)/dn2(n)。

优选地,所述步骤3具体为:

当发动机满足风车起动条件时,开始实时进行热悬挂判断;

热悬挂判断相关参数的描述:

热悬挂门槛值dT6/dn2_DEM=f(n2R),其中n2R为高压转子相对换算转速,f(n2R)的含义为热悬挂门槛值是随n2R变化的;

热悬挂标识符RXG:当dT6/dn2(n)≥dT6/dn2_DEM时,RXG=1,否则RXG=0;

转速标识符N2R_25:N2R_25初始值为0,当n2R<25%时,N2R_25=0;当n2R≥25%时,N2R_25=1;N2R_25由1变为0的条件是发动机起动到慢车或不满足风车起动控制条件或执行了切油处置;

热悬挂持续时间time_RXG:当RXG=1时,time_RXG从0开始计时,当RXG=0时,time_RXG清零;

判断风车起动热悬挂:

a)发动机满足风车起动条件;

b)当RXG=1,且N2R_25=0,且time_RXG>2s;

c)当RXG=1,且N2R_25=1,且time_RXG>0.5s;

当满足:a且b或a且c时,判断为发动机热悬挂。

本申请的判断航空发动机风车起动热悬挂的方法提出了一种滑动平均的方法计算T6上升速率和转速上升率,有效避免了因温度测量噪声大而误判热悬挂的现象。同时给出了风车起动热悬挂门槛值随发动机转速变化的规律,使得热悬挂门槛值能够适应风车起动各个转速区域,能够及时准确地判出热悬挂。

附图说明

图1是本申请一实施例的判断航空发动机风车起动热悬挂的方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中,自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

图1是本申请一实施例的判断航空发动机风车起动热悬挂的方法的流程示意图。

如图1所示的判断航空发动机风车起动热悬挂的方法包括以下步骤:

步骤1:计算任意周期的T6上升速率、dT6以及任意周期的n2上升速率dn2

步骤2:获取第n个周期的dT6/dn2值;

步骤3:为每个计算周期进行热悬挂判断。

本申请的判断航空发动机风车起动热悬挂的方法提出了一种滑动平均的方法计算T6上升速率和转速上升率,有效避免了因温度测量噪声大而误判热悬挂的现象。同时给出了风车起动热悬挂门槛值随发动机转速变化的规律,使得热悬挂门槛值能够适应风车起动各个转速区域,能够及时准确地判出热悬挂。

在本实施例中,n2——高压转子相对转速;

T6——低压涡轮出口总温;

n2R——高压转子相对换算转速,

具体地,步骤1具体包括:

当发动机控制系统投入工作记为0周期,开始计算T6和n2的上升速率,其中,T6上升速率(dT6)计算方法为:

设第0周期(dT6)=0;

T6N(n)计算方法如下:

当n<N时:

当n≥N时:

其中,N——周期个数,在N个周期数内的T6平均值作为当前周期的T6值;

n——当前周期数;

T6N(n)——T6N为N个周期内的T6平均值,T6N(n)为第n个周期的T6N的值;

Δt——数控系统一个计算周期的时间;

m——两个T6N相隔的周期数,即计算dT6时需要用两个相隔m个周期的T6N计算;

第n个周期的T6变化速率dT6(n)的计算方法:

当n=0时,dT6(n)=0;

当n<m时,dT6(n)=[T6N(n)-T6N(1)]/[(n-1)×Δt];

当n≥m时,dT6(n)=[T6N(n)-T6N(n-m+1)]/[(m-1)×Δt];

其中,n2上升速率(dn2)计算方法为:

设第0周期(dn2)=0;

n2N(n)计算方法如下:

当n<N时:

当n≥N时:

其中,N——周期个数,在N个周期数内的T6平均值作为当前周期的T6值;

n——当前周期数;

n2N(n)——n2N为N个周期内的n2平均值,n2N(n)为第n个周期的n2N的值;

Δt——数控系统一个计算周期的时间;

m——两个n2N相隔的周期数,即计算dn2时需要用两个相隔m个周期的T6N计算;

其中N和m为可调整参数,N的初始值为50,调整范围为2~100;m的初始值为50,调整范围为2~100;dn2(n)的单位为(%/s);

第n个周期的n2变化速率dn2(n)的计算方法:

当n=0时,dn2(n)=0;

当n<m时,dn2(n)=[n2N(n)-n2N(1)]/[(n-1)×Δt];

当n≥m时,dn2(n)=[n2N(n)-n2N(n-m+1)]/[(m-1)×Δt];

其中N和m为可调整参数,N的初始值为50,调整范围为2~100;m的初始值为50,调整范围为2~100;dT6(n)的单位为(K/s),dn2(n)的单位为(%/s)。

在本实施例中,步骤2为:

第n个周期dT6/dn2值计算方法如下:

若dn2<0%/s,则dT6/dn2(n)=0;

若0.0001%/s>dn2≥0%/s,则dn2=0.0001%/s,dT6/dn2(n)=dT6(n)/dn2(n);

若dn2≥0.0001%/s,则dT6/dn2(n)=dT6(n)/dn2(n)。

在本实施例中,所述步骤3具体为:

当发动机满足风车起动条件时,开始实时进行热悬挂判断;

热悬挂判断相关参数的描述:

热悬挂门槛值dT6/dn2_DEM=f(n2R)(该门槛值可以通过高空台或试飞获得),其中n2R为高压转子相对换算转速;

热悬挂标识符RXG:当dT6/dn2(n)≥dT6/dn2_DEM时,RXG=1,否则RXG=0;RXG仅在风车起动过程中起作用,当发动机起动到慢车或不满足风车起动控制条件(如拉停发动机)时,RXG=0,且不参与其他逻辑控制。

转速标识符N2R_25:N2R_25初始值为0,当n2R<25%时,N2R_25=0;当n2R≥25%时,N2R_25=1;N2R_25由1变为0的条件是发动机起动到慢车或不满足风车起动控制条件或执行了切油处置;

热悬挂持续时间time_RXG:当RXG=1时,time_RXG从0开始计时,当RXG=0时,time_RXG清零;

判断风车起动热悬挂:

a)发动机满足风车起动条件;

b)当RXG=1,且N2R_25=0,且time_RXG>2s(可调范围为0~10s);

c)当RXG=1,且N2R_25=1,且time_RXG>0.5s(可调范围为0~4s);

当满足:a且b或a且c时,判断为发动机热悬挂。

判断出热悬挂后执行切油逻辑,且RXG、N2R_25、time_RXG都置为0。

最后需要指出的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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