CN108708790A - 涡扇发动机的起动程序控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡扇发动机的起动程序控制装置及控制方法，起动程序控制装置，包括电源电路、电磁继电器组和时间继电器组，电源电路与电磁继电器组和时间继电器组连接；时间继电器组包括多个时间继电器，电磁继电器组包括多个电磁继电器，多个时间继电器与多个电磁继电器对应连接，用于在设定时间控制对应的电磁继电器的接通或断开；多个电磁继电器分别用于连接至涡扇发动机的对应的起动附件。本发明的起动程序控制装置体积小、重量轻，制造成本较低，且时间继电器的计时精度高，因而整个控制装置及控制方法控制精度高、复位及响应速度快，能够使发动机按设定的程序及逻辑控制涡扇发动机起动、冷运转及假起动，性能指标满足要求。

Description

涡扇发动机的起动程序控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及涡扇发动机的起动控制技术领域，特别地，涉及一种涡扇发动机的起动程序控制装置及控制方法。

背景技术

涡扇发动机主要用来产生拉力或推力，为飞机飞行提供飞行动力，同时为飞机上的用电设备提供电力，为空调设备等用气设备提供气源，是飞机的心脏。

起动程序控制方法是按照规定的时序和逻辑控制发动机各起动附件的工作，并在起动结束时，使起动附件退出工作，保证发动机的自动起动(含空中起动)、冷运转和假起动按既定程序完成。由于起动程序控制装置工作环境恶劣，在高温、振动、电磁干扰、供电不稳定等复杂条件下，起动程序控制装置需正常工作而不损坏，确保发动机成功起动。

目前国内涡扇发动机起动程序控制装置大部分采用的是电机式的凸轮计时机构，计时机构通过恒速直流电机输出转动轴带动凸轮组转动，每个凸轮通过压杆控制一个微动开关的通断。当需要中断时(起动过程中停车)，起动剩余的时间会以10倍的速度运转，完成剩余时间运转后再自动复位，导致中断运转后所需要的复原时间不同；而且在运转中突然断电，恢复供电后计时机构不能立刻复位，只能将剩余的时间走完并复位后，才能重新起动；在电机起动运转瞬间及复位时消耗电流较大，如果电机出现转动过程中卡死，则电流瞬间增大，时间过长甚至烧毁电机；如果电机烧毁，计时机构失效，发动机各附件会一直工作，导致发动机起动失败；电机式的凸轮计时机构零部件属于精密零件，制造成本高，加工难度大，重量大；使用过程中零部件会产生机械磨损，使计时机构寿命缩短，计时精度降低，可靠性降低；如果计时机构中的某一个零件故障需要更换，则整个计时机构组件都要拆开，然后更换故障零件，维修时间及成本高；经常出现起动成功后，个别起动附件未停止工作。

发明内容

本发明提供了一种涡扇发动机的起动程序控制装置及控制方法，以解决现有涡扇发动机采用电机式凸轮计时机构实现起动程序控制导致重量大、制造成本高、计时精度低的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种涡扇发动机的起动程序控制装置，包括电源电路、电磁继电器组和时间继电器组，电源电路与电磁继电器组和时间继电器组连接；时间继电器组包括多个时间继电器，电磁继电器组包括多个电磁继电器，多个时间继电器与多个电磁继电器对应连接，用于在设定时间控制对应的电磁继电器的接通或断开；多个电磁继电器分别用于连接至涡扇发动机的对应的起动附件。

进一步地，电磁继电器组包括用于连接至点火装置的第一电磁继电器、用于连接至附加风门电磁铁的第二电磁继电器、以及用于连接至起动机恒压风门电磁铁的第三电磁继电器。

进一步地，起动程序控制装置还包括底座和盒盖，底座上安装有印制板组件，印制板组件与底座之间填充透明灌封胶，印制板组件上设置电源电路；电磁继电器组和时间继电器组安装于底座上，并与印制板组件连接；盒盖与底座密封连接。

进一步地，印制板组件上还设有用于信号回测的回测电路，回测电路与电磁继电器组和时间继电器组连接。

进一步地，底座和盒盖均采用铝合金制成；电磁继电器组和时间继电器组中各继电器分别通过螺柱直接安装于底座；盒盖通过螺钉固定于底座上，且盒盖与底座间的接触面密封结合。

进一步地，电磁继电器组还与用于应急保护的液电开关连接，电磁继电器组中各电磁继电器的正电压端通过液电开关接地。

根据本发明的另一方面，还提供了一种涡扇发动机的起动程序控制方法，应用于上述的涡扇发动机的起动程序控制装置，包括以下步骤：

将起动程序控制装置的电源开关闭合，将点火开关闭合、起动开关闭合，并选择起动种类，起动种类包括起动、冷运转和假起动中任一种；

判断起动按钮是否闭合，若是则进行下一步，否则回到上一步；

起动程序控制装置中的电磁继电器组接通，使涡扇发动机上对应的起动附件工作，同时时间继电器组接通进行计时；

当时间继电器组计时达到设定时间时，断开电磁继电器组的工作电压，使涡扇发动机上对应的起动附件结束工作；

所有起动附件结束工作后，时间继电器组和电磁继电器组复位，起动程序控制装置退出工作。

进一步地，起动程序控制装置中的电磁继电器组接通，使涡扇发动机上对应的起动附件工作，同时时间继电器组接通进行计时的步骤包括：

连接至点火装置的第一电磁继电器接通，控制点火装置工作；

连接至附加风门电磁铁的第二电磁继电器接通，控制附加风门电磁铁工作；

连接至起动机恒压风门电磁铁的第三电磁继电器接通，控制起动机恒压风门电磁铁工作。

进一步地，当时间继电器组计时达到设定时间时，断开电磁继电器组的工作电压，使涡扇发动机上对应的起动附件结束工作的步骤包括：

当时间继电器组计时达到第一设定时间时，控制第一电磁继电器断开，点火装置结束工作；

当时间继电器组计时达到第二设定时间时，控制第二电磁继电器断开，附加风门电磁铁结束工作；

当时间继电器组计时达到第三设定时间时，控制第三电磁继电器断开，起动机恒压风门电磁铁结束工作。

进一步地，涡扇发动机的起动程序控制方法还包括：

当出现应急状况时，闭合液电开关，控制电磁继电器组停止工作；

时间继电器组和电磁继电器组复位，起动程序控制装置退出工作。

本发明具有以下有益效果：

本发明的涡扇发动机的起动程序控制装置及控制方法，采用时间继电器组和电磁继电器组，由电磁继电器给发动机各起动附件提供工作电压通道，由时间继电器控制电磁继电器工作，在设定的时间控制电磁继电器触点切换以接通或断开各起动附件的工作电压，相比现有技术采用电机式的凸轮计时机构，本发明的起动程序控制装置结构简单、体积小、重量轻，制造成本较低，且时间继电器的计时精度高，因而整个控制装置及控制方法控制精度高、复位及响应速度快，能够使发动机按设定的程序及逻辑控制涡扇发动机起动、冷运转及假起动，性能指标满足要求。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的涡扇发动机的起动程序控制装置的硬件原理框图；

图2是本发明优选实施例的涡扇发动机的起动程序控制装置的结构示意图；

图3是本发明涡扇发动机的起动程序控制方法的流程图。

附图标号说明：

1、底座；2、盒盖；3、印制板组件；4、继电器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1，本发明的优选实施例提供了一种涡扇发动机的起动程序控制装置，包括电源电路、电磁继电器组和时间继电器组，电源电路与电磁继电器组和时间继电器组连接；时间继电器组包括多个时间继电器，电磁继电器组包括多个电磁继电器，多个时间继电器与多个电磁继电器对应连接，用于在设定时间控制对应的电磁继电器的接通或断开；多个电磁继电器分别用于连接至涡扇发动机的对应的起动附件。

参照图1和图2，本发明的涡扇发动机的起动程序控制装置采取盒式结构设计，整个起动程序控制装置为密闭结构。产品结构部件分为两部分，一部分为底座1，另一部分为盒盖2。底座1和盒盖2均采用铝合金制成，重量轻，导电性好，制造工艺为棒料加工成型。

底座1与盒盖2之间的空间内设置有印制板组件3、导线、电磁继电器组和时间继电器组。

底座1上安装有印制板组件3，印制板组件3与底座1之间填充透明灌封胶，印制板组件3上设置电源电路。具体地，印制板组件3通过螺钉安装在底座1上，印制板组件3与底座1之间采用透明灌封胶填充，如此设计，使得印制板组件3在湿热、低气压、振动等恶劣条件下能保持原有状态及功能，同时为印制板组件3上的各元器件提供良好的绝缘性能。电源电路主要由整流二极管、瞬态电压抑制二极管组成，主要功能是防电源极性反接，保护后级用电电路安全，防过浪涌等供电干扰。电源电路与外部电源连通。

印制板组件3上还设有用于信号回测的回测电路，回测电路与电磁继电器组和时间继电器组连接。回测电路仅在测试时使用。

电磁继电器组和时间继电器组中各继电器4安装于底座1上，并与印制板组件3连接。具体地，各继电器4通过螺柱直接安装于底座1，螺柱与底座1具有良好的接触面积，增强继电器4的抗电磁干扰能力。电磁继电器组和时间继电器组中各继电器4分别通过导线连接至印制板组件3。

电磁继电器组包括用于连接至点火装置的第一电磁继电器、用于连接至附加风门电磁铁的第二电磁继电器、以及用于连接至起动机恒压风门电磁铁的第三电磁继电器。

电磁继电器组还与液电开关连接，电磁继电器组中各电磁继电器的正电压端通过液电开关接地，用于在应急状况下控制电磁继电器组断开而停止工作，实现应急保护。电磁继电器组还与用于指示整个起动程序控制装置工作状态的工作指示灯连接。

电磁继电器主要功能是给发动机各起动附件提供工作电源通道。由时间继电器控制电磁继电器工作，在规定的时间电磁继电器触点切换，接通或断开各起动附件工作电源。

时间继电器主要功能是计时，在规定的时间，时间继电器断开规定的电磁继电器工作电源，使发动机各起动附件按既定的时序(程序)进行工作，使发动机按既定的时序(程序)完成地面起动、空中起动、冷运转和假起动。时间继电器计时精度高达2％。

本发明中，盒盖2与底座1密封连接。盒盖2通过螺钉固定于底座1上，且盒盖2与底座1间的接触面密封结合，确保盒盖2安装后整个起动程序控制装置具备完好的密封性能。这种结构满足了整个起动程序控制装置的电磁兼容要求，保证了装置在振动、低气压、高低温、盐雾、霉菌等环境条件下的工作要求。

本发明的起动程序控制装置结构简单、体积小、重量轻、制造成本及难度低、消耗电流小(低功耗)、计时控制精度高、响应速度快、可靠性高、使用环境范围宽。

参照图3，本发明另一方面还提供一种涡扇发动机的起动程序控制方法，应用于上述的涡扇发动机的起动程序控制装置，包括以下步骤：

将起动程序控制装置的电源开关闭合，将点火开关闭合、起动开关闭合，并选择起动种类，起动种类包括起动、冷运转和假起动中任一种；

判断起动按钮是否闭合，若是则进行下一步，否则回到上一步；

起动程序控制装置中的电磁继电器组接通，使涡扇发动机上对应的起动附件工作，同时时间继电器组接通进行计时；

当时间继电器组计时达到设定时间时，断开电磁继电器组的工作电压，使涡扇发动机上对应的起动附件结束工作；

所有起动附件结束工作后，时间继电器组和电磁继电器组复位，起动程序控制装置退出工作。

进一步地，起动程序控制装置中的电磁继电器组接通，使涡扇发动机上对应的起动附件工作，同时时间继电器组接通进行计时的步骤包括：

连接至点火装置的第一电磁继电器接通，控制点火装置工作；

连接至附加风门电磁铁的第二电磁继电器接通，控制附加风门电磁铁工作；

连接至起动机恒压风门电磁铁的第三电磁继电器接通，控制起动机恒压风门电磁铁工作。

进一步地，当时间继电器组计时达到设定时间时，断开电磁继电器组的工作电压，使涡扇发动机上对应的起动附件结束工作的步骤包括：

当时间继电器组计时达到第一设定时间t1时，控制第一电磁继电器断开，点火装置结束工作；

当时间继电器组计时达到第二设定时间t2时，控制第二电磁继电器断开，附加风门电磁铁结束工作；

当时间继电器组计时达到第三设定时间t3时，控制第三电磁继电器断开，起动机恒压风门电磁铁结束工作。

进一步地，所有起动附件结束工作达到第四设定时间t4后后，时间继电器组和电磁继电器组复位，起动程序控制装置退出工作。

进一步地，本发明的起动程序控制方法还包括：

当出现应急状况时，闭合液电开关，控制电磁继电器组停止工作。例如起动过程中停车或者运转中突然断电时，液电开关闭合从而将电磁继电器的正电压端接地，使得电磁继电器组断开而停止工作。

当电磁继电器组断开达到第四设定时间t4后，时间继电器组和电磁继电器组复位，起动程序控制装置退出工作。

本发明的起动程序控制方法采用时间继电器组和电磁继电器组，由电磁继电器给发动机各起动附件提供工作电压通道，由时间继电器控制电磁继电器工作，在设定的时间控制电磁继电器触点切换以接通或断开各起动附件的工作电压，控制精度高、复位及响应速度快，能够使发动机按设定的程序及逻辑控制涡扇发动机起动、冷运转及假起动，性能指标满足要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种涡扇发动机的起动程序控制装置，其特征在于，包括电源电路、电磁继电器组和时间继电器组，

所述电源电路与所述电磁继电器组和所述时间继电器组连接；

所述时间继电器组包括多个时间继电器，所述电磁继电器组包括多个电磁继电器，多个时间继电器与多个电磁继电器对应连接，用于在设定时间控制对应的电磁继电器的接通或断开；

多个电磁继电器分别用于连接至涡扇发动机的对应的起动附件。

2.根据权利要求1所述的涡扇发动机的起动程序控制装置，其特征在于，

所述电磁继电器组包括用于连接至点火装置的第一电磁继电器、用于连接至附加风门电磁铁的第二电磁继电器、以及用于连接至起动机恒压风门电磁铁的第三电磁继电器。

3.根据权利要求1所述的涡扇发动机的起动程序控制装置，其特征在于，还包括底座(1)和盒盖(2)，

所述底座(1)上安装有印制板组件(3)，所述印制板组件(3)与所述底座(1)之间填充透明灌封胶，所述印制板组件(3)上设置所述电源电路；

所述电磁继电器组和所述时间继电器组安装于所述底座(1)上，并与所述印制板组件(3)连接；

所述盒盖(2)与所述底座(1)密封连接。

4.根据权利要求3所述的涡扇发动机的起动程序控制装置，其特征在于，

所述印制板组件(3)上还设有用于信号回测的回测电路，所述回测电路与所述电磁继电器组和所述时间继电器组连接。

5.根据权利要求3所述的涡扇发动机的起动程序控制装置，其特征在于，

所述底座(1)和盒盖(2)均采用铝合金制成；

所述电磁继电器组和所述时间继电器组中各继电器(4)分别通过螺柱直接安装于所述底座(1)；

所述盒盖(2)通过螺钉固定于所述底座(1)上，且所述盒盖(2)与所述底座(1)间的接触面密封结合。

6.根据权利要求3所述的涡扇发动机的起动程序控制装置，其特征在于，

所述电磁继电器组还与用于应急保护的液电开关连接，所述电磁继电器组中各电磁继电器的正电压端通过所述液电开关接地。

7.一种涡扇发动机的起动程序控制方法，应用于如权利要求1至6中任一所述的涡扇发动机的起动程序控制装置，其特征在于，包括以下步骤：

将起动程序控制装置的电源开关闭合，将点火开关闭合、起动开关闭合，并选择起动种类，所述起动种类包括起动、冷运转和假起动中任一种；

判断起动按钮是否闭合，若是则进行下一步，否则回到上一步；

起动程序控制装置中的电磁继电器组接通，使涡扇发动机上对应的起动附件工作，同时时间继电器组接通进行计时；

当时间继电器组计时达到设定时间时，断开电磁继电器组的工作电压，使涡扇发动机上对应的起动附件结束工作；

所有起动附件结束工作后，时间继电器组和电磁继电器组复位，起动程序控制装置退出工作。

8.根据权利要求7所述的涡扇发动机的起动程序控制方法，其特征在于，所述起动程序控制装置中的电磁继电器组接通，使涡扇发动机上对应的起动附件工作，同时时间继电器组接通进行计时的步骤包括：

连接至点火装置的第一电磁继电器接通，控制点火装置工作；

连接至附加风门电磁铁的第二电磁继电器接通，控制附加风门电磁铁工作；

连接至起动机恒压风门电磁铁的第三电磁继电器接通，控制起动机恒压风门电磁铁工作。

9.根据权利要求8所述的涡扇发动机的起动程序控制方法，其特征在于，所述当时间继电器组计时达到设定时间时，断开电磁继电器组的工作电压，使涡扇发动机上对应的起动附件结束工作的步骤包括：

当时间继电器组计时达到第一设定时间时，控制第一电磁继电器断开，点火装置结束工作；

当时间继电器组计时达到第二设定时间时，控制第二电磁继电器断开，附加风门电磁铁结束工作；

当时间继电器组计时达到第三设定时间时，控制第三电磁继电器断开，起动机恒压风门电磁铁结束工作。

10.根据权利要求7所述的涡扇发动机的起动程序控制方法，其特征在于，还包括：

当出现应急状况时，闭合液电开关，控制电磁继电器组停止工作；

时间继电器组和电磁继电器组复位，起动程序控制装置退出工作。