CN110486173B - 一种用于航空发动机热起动供油的修正方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请属于发动机热起动设计技术领域，涉及一种用于航空发动机热起动供油的修正方法及装置。所述方法包括步骤S1、获取发动机排气温度EGT及发动机进口温度T2，并确定两者的差值；步骤S2、若所述差值大于第一设定值，给定一个关联所述差值的修正系数；以及步骤S3、根据所述修正系数对基准起动油气比进行修正得到热起动油气比，并根据所述热启动油气比控制燃油供给量。本申请通过监测发动机参数对发动机起动过程供油进行自动修正，有效解决了发动机热起动排气温度过高的问题。热起动前，无需起动前人为降低发动机温度，简化了用户操作流程，节省了用户人力、物力成本。
Description
技术领域
本申请属于发动机热起动设计技术领域，特别涉及一种用于航空发动机热起动供油的修正方法及装置。
背景技术
发动机由静止状态加速到慢车工作状态的过程称为发动机的地面起动过程。作为发动机工作必不可少的一个环节，其性能直接关系着发动机的使用特性。
航空发动机的地面起动过程一般分为以下三个阶段。
第I阶段：由起动机带动发动机转子加速到点火供油转速n供油，这个阶段内由起动机输出功率克服发动机阻力矩并带动发动机转子进行加速运转。
第II阶段：当发动机到达点火供油转速n供油，向燃烧室供油点火，涡轮开始产生功率和起动机一起带动发动机加速，到起动机脱开转速n脱开为止。
第III阶段：从发动机到达脱开转速n脱开开始，由发动机涡轮剩余功率带动发动机加速到达稳定的慢车转速，起动过程结束。
根据发动机起动过程的工作原理，航空发动机起动技术设计主要包括燃烧点火状态的选取、辅助动力的能力和工作范围的确定、燃烧室供油规律的设计、发动机几何可调面积控制规律的设计等等。其中燃烧室供油规律的设计尤为重要，目前较为通用的起动供油规律主要包括：
1)按起动时间计算燃油供给量，Wf＝f(t)控制规律；
2)按燃烧室压力计算燃油供给量，Wf＝f(P3)控制规律；
3)按燃烧室油气比计算燃油供给量，Wf/P3＝f(n)控制规律；
4)按转速变化率计算燃油供给量，Wf＝f(ndot)控制规律。
采用油气比计算起动过程供油量是航空发动机应用广泛的起动供油方案，现有发动机热起动时，涡轮部件未完全冷却，叶尖间隙较小，效率较冷态时高，因此热起动时燃油需求量降低，以常规起动供油规律进行供油将可能造成发动机起动过程喘振或超温。已有的措施是热起动前通过冷运转降低发动机涡轮部件的温度，该方法增加了起动前的操作，同时也增加了起动机的使用次数，消耗了起动机的使用寿命。
发明内容
为解决上述问题，本申请提供了一种用于航空发动机热起动供油的修正方法及装置，用于对基于油气比计算供油方式完成的热起动进行修正。
本申请第一方面提供了一种用于航空发动机热起动供油的修正方法，包括：
步骤S1、获取发动机排气温度EGT及发动机进口温度T2，并确定两者的差值；
步骤S2、若所述差值大于第一设定值，给定一个关联所述差值的修正系数；以及
步骤S3、根据所述修正系数对基准起动油气比进行修正得到热起动油气比，并根据所述热启动油气比控制燃油供给量。
优选的是，所述第一设定值为10°。
优选的是，步骤S2中，若所述差值大于第二设定值时，所给定的修正系数关联所述第二设定值。
优选的是，所述第二设定值为150°。
优选的是，所述步骤S2中，所述修正系数为：
其中，△T为差值，m取值为100～200，n取值为1～2。
本申请第二方面提供了一种用于航空发动机热起动供油的修正装置，包括：
差值确定模块，用于获取发动机排气温度EGT及发动机进口温度T2，并确定两者的差值；
修正系数确定模块，用于在所述差值大于第一设定值时，给定一个关联所述差值的修正系数；以及
修正模块，用于根据所述修正系数对基准起动油气比进行修正得到热起动油气比，并根据所述热启动油气比控制燃油供给量。
优选的是，所述所述第一设定值为10°。
优选的是，所述修正系数确定模块还包括上限差值修正单元，用于在所述差值大于第二设定值时，给定的修正系数关联所述第二设定值。
优选的是，所述第二设定值为150°。
优选的是，修正系数确定模块根据以下公式确定修正系数：
其中，△T为差值，m取值为100～200，n取值为1～2。
本申请通过监测发动机参数对发动机起动过程供油进行自动修正，有效解决了发动机热起动排气温度过高的问题。热起动前，无需起动前人为降低发动机温度，简化了用户操作流程，节省了用户人力、物力成本。
附图说明
图1是本申请用于航空发动机热起动供油的修正方法的一优选实施例的流程图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式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。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
本申请第一方面提供了一种用于航空发动机热起动供油的修正方法，如图1所示，主要包括：
步骤S1、获取发动机排气温度EGT及发动机进口温度T2，并确定两者的差值；
步骤S2、若所述差值大于第一设定值，给定一个关联所述差值的修正系数；以及
步骤S3、根据所述修正系数对基准起动油气比进行修正得到热起动油气比，并根据所述热启动油气比控制燃油供给量。
发动机排气温度(EGT)传感器一般位于低压涡轮导向叶片或低压涡轮出口，在发动机停车状态下，可有效监测发动机涡轮部件的温度，利用EGT与发动机进口温度T2的温度差△T，判断发动机涡轮部件是否为热态。在发动机静止状态时，因阳光照射等原因，会造成EGT与T2存在差异，一般会在10℃以内，所以当△T≥10℃，可以认为发动机处于热态状态。若发动机为热态，即判断在当前条件下起动为热起动，通过△T计算修正系数k，按修正系数k对基准起动油气比进行修正，以减少热起动过程中的供油量，在保证起动成功的条件下适当降低排气温度。
本申请中，基准起动油气比如下：
Wf/P3＝f(n)………………………………(1)
起动按钮按下时，进行冷热起动判断：
△T＝EGT-T2，△T取值范围为[0，150]，即低于0℃时按0℃处理，超过150℃时按150℃处理。
可以理解的是，在△T超过150℃时，对起动排气温度最高值的影响与△T＝150℃时差异不大，不同发动机可根据其工作特性调整该温度。
1)冷起动
当△T＜10℃时，判断本次起动为冷起动，按公式1计算起动供油。
2)热起动
当△T≥10℃时，判定本次起动为热起动，在公式1起动油气比基础上进行修正，修正系数k计算如下：
其中，m取值一般为100～200，n取值为1～2，不同发动机可根据其工作特性确定m、n,从而确定修正系数k。
需要说明的是，本申请提供的方法，在起动按钮按下时，进行冷热起动判断及系数k确定，起动过程中系数k不发生变化。
采用修正系数k，对基准起动油气比进行修正得到热起动油气比。
Wf/P3＝k·f(n)………………………………(3)
按修正后的公式3计算起动供油。
本申请个公式符号表如下所示。
| EGT | 发动机排气温度 | ℃ |
| T<sub>2</sub> | 发动机进口温度 | ℃ |
| n | 发动机相对转子转速 | ％ |
| Wf | 发动机燃油供给量 | kg/h |
| P3 | 发动机燃烧室压力 | kPa |
| k | 修正系数 | — |
本申请第二方面提供了一种用于实现航空发动机热起动供油的修正方法的装置，主要包括：
差值确定模块，用于获取发动机排气温度EGT及发动机进口温度T2，并确定两者的差值；修正系数确定模块，用于在所述差值大于第一设定值时，给定一个关联所述差值的修正系数；以及修正模块，用于根据所述修正系数对基准起动油气比进行修正得到热起动油气比，并根据所述热启动油气比控制燃油供给量。
在一些可选实施方式中，所述修正系数确定模块还包括上限差值修正单元，用于在所述差值大于第二设定值时，给定的修正系数关联所述第二设定值。
本申请通过监测发动机参数对发动机起动过程供油进行自动修正，有效解决了发动机热起动排气温度过高的问题。热起动前，无需起动前人为降低发动机温度，简化了用户操作流程，节省了用户人力、物力成本。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种用于航空发动机热起动供油的修正方法，其特征在于，包括：
步骤S1、获取发动机排气温度EGT及发动机进口温度T2，并确定两者的差值；
步骤S2、若所述差值大于第一设定值，给定一个关联所述差值的修正系数；以及
步骤S3、根据所述修正系数对基准起动油气比进行修正得到热起动油气比，并根据所述热起 动油气比控制燃油供给量。
2.如权利要求1所述的用于航空发动机热起动供油的修正方法，其特征在于，所述第一设定值为10℃。
3.如权利要求1所述的用于航空发动机热起动供油的修正方法，其特征在于，步骤S2中，若所述差值大于第二设定值时，所给定的修正系数关联所述第二设定值。
4.如权利要求3所述的用于航空发动机热起动供油的修正方法，其特征在于，所述第二设定值为150℃。
5.如权利要求1所述的用于航空发动机热起动供油的修正方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述修正系数为：
其中，△T为差值，m取值为100～200，n取值为1～2。
6.一种用于航空发动机热起动供油的修正装置，其特征在于，包括：
差值确定模块，用于获取发动机排气温度EGT及发动机进口温度T2，并确定两者的差值；
修正系数确定模块，用于在所述差值大于第一设定值时，给定一个关联所述差值的修正系数；以及
修正模块，用于根据所述修正系数对基准起动油气比进行修正得到热起动油气比，并根据所述热起 动油气比控制燃油供给量。
7.如权利要求6所述的用于航空发动机热起动供油的修正装置，其特征在于，所述第一设定值为10℃。
8.如权利要求6所述的用于航空发动机热起动供油的修正装置，其特征在于，所述修正系数确定模块还包括上限差值修正单元，用于在所述差值大于第二设定值时，给定的修正系数关联所述第二设定值。
9.如权利要求8所述的用于航空发动机热起动供油的修正装置，其特征在于，所述第二设定值为150℃。
10.如权利要求6所述的用于航空发动机热起动供油的修正装置，其特征在于，修正系数确定模块根据以下公式确定修正系数：
其中，△T为差值，m取值为100～200，n取值为1～2。
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