CN113310536B - 发动机整机试验中压气机进口流量的测量方法 - Google Patents

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CN113310536B CN202110860572.7A CN202110860572A CN113310536B CN 113310536 B CN113310536 B CN 113310536B CN 202110860572 A CN202110860572 A CN 202110860572A CN 113310536 B CN113310536 B CN 113310536B
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    • G01M15/14—Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines

Abstract

本发明提供一种发动机整机试验中压气机进口流量的测量方法，基于核心机试验获取各所述转速下所述主控级VSV的角度偏差与压气机的压比对进口换算流量的VSV影响关系和压比影响关系；并根据所述VSV影响关系和压比影响关系，基于整机试验获取目标转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV修正系数、以及压气机的压比偏差对进口换算流量的压比修正系数；而后再基于所述VSV修正系数和所述压比修正系数，将所述初始进口换算流量修正为目标进口换算流量；最后基于所述整机试验中测得的压气机的进口总温和进口总压、以及所述目标进口换算流量，计算得到整机试验中压气机的进口物理流量。本发明能够准确测量整机试验中压气机的进口物理流量。

Description

发动机整机试验中压气机进口流量的测量方法
技术领域
本发明涉及航空发动机高压压气机气动领域，尤其涉及一种发动机整机试验中压气机进口流量的测量方法。
背景技术
整机试验是指航空发动机整机状态下开展的试验，试验中需要测量整机或部件的各项参数，以评估发动机的状态。流量是指单位时间内从发动机或高压压气机（简称压气机）进口处主流道内流过的气体的质量，单位一般为kg/s。整机试验中压气机进口流量通常是较为重要的一项测量参数，其是用于评价航空发动机整机性能的重要指标，因而如何准确测量该参数是航空发动机整机试验的一项重要内容。
目前，主要基于流量测量设备对流量进行测量，但对于发动机整机试验而言，其包括内涵流道以及外涵流道，在测量时通常只能直接测量整机进口流量。内涵道高压压气机进口处由于难以布置测量设备，导致压气机进口流量较难获得。对此，常用的方法是基于核心机试验获得的压气机流量，根据转速进行一维插值计算，从而得到整机上高压压气机的进口流量。然而，该方法不能有效考虑工作线、VSV角度偏差对流量带来的影响，因此所获得的流量偏差较大。
发明内容
为了解决现有技术发动机整机试验中压气机进口流量难以准确测量的技术问题，本发明提供一种改进的发动机整机试验中压气机进口流量的测量方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种发动机整机试验中压气机进口流量的测量方法，包括：
在多个转速下分别进行核心机试验，对应每个转速分别获取核心机试验件中压气机的第一进口换算流量、第一压比、以及主控级VSV的第一实测角度，其中，所述核心机试验件中的压气机与发动机整机中的压气机构型一致；
获取各所述转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV影响关系；
基于各所述转速下所述主控级VSV的设计目标角度与所述第一实测角度、以及对应的所述VSV影响关系，将各所述转速下的所述第一进口换算流量修正为对应的第一修正进口换算流量；
根据各所述转速下的所述第一压比，获取各所述转速下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比影响关系；
基于各所述转速下的所述第一修正进口换算流量，获取整机试验中压气机在目标转速下的初始进口换算流量；
在所述目标转速下进行整机试验，获取所述目标转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV修正系数；
基于所述整机试验及所述压比影响关系，获取所述目标转速下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比修正系数；
基于所述VSV修正系数和所述压比修正系数，将所述初始进口换算流量修正为目标进口换算流量；
基于所述整机试验中测得的压气机的进口总温和进口总压、以及所述目标进口换算流量，计算得到整机试验中压气机的进口物理流量。
在本发明一个优选实施例中，所述获取各所述转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV影响关系，包括：
在预设的多个第一典型转速下分别进行压气机部件试验，对应每个第一典型转速 分别获取压气机在主控级VSV的角度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
分别为
Figure DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure DEST_PATH_IMAGE004
时的进口换算流量
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure DEST_PATH_IMAGE006
，其中，
Figure 102932DEST_PATH_IMAGE002
表示主控 级VSV在相应转速下的设计目标角度，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
表示主控级VSV的角度偏差，所述主控级VSV的角度 偏差为整机或核心机试验中所述主控级VSV的实测角度与设计目标角度之间的偏差；
对应每个第一典型转速，根据如下公式获取该第一典型转速对应的中间系数
Figure DEST_PATH_IMAGE008
：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
根据各第一典型转速对应的中间系数
Figure 505226DEST_PATH_IMAGE008
，拟合得到中间系数
Figure 816121DEST_PATH_IMAGE008
随转 速N2R的变化关系如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE010
对于任意转数N2R，按如下公式获取该转速N2R下所述主控级VSV的角度偏差
Figure 804806DEST_PATH_IMAGE007
对 压气机的进口换算流量的VSV影响关系：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE011
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
为拟合参数，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE013
表示所述主控级VSV的角度偏差为
Figure 304664DEST_PATH_IMAGE007
时，所述压气 机的进口换算流量的相对变化量。
在本发明一个优选实施例中，所述基于各所述转速下所述主控级VSV的设计目标角度与所述第一实测角度、以及对应的所述VSV影响关系，将各所述转速下的所述第一进口换算流量修正为对应的第一修正进口换算流量，包括对应于每个所述转速N2R，分别执行以下步骤：
计算该转速下所述主控级VSV的设计目标角度
Figure 923864DEST_PATH_IMAGE002
与所述第一实测角度
Figure DEST_PATH_IMAGE014
之间的偏差
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE015
：
Figure DEST_PATH_IMAGE016
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE017
表示核心机试验下的
Figure 941630DEST_PATH_IMAGE007
；
计算该转速下所述主控级VSV的角度偏差为
Figure 435803DEST_PATH_IMAGE015
时，所述进口换算流量的相 对变化量
Figure DEST_PATH_IMAGE018
：
Figure DEST_PATH_IMAGE019
按如下公式将该转速下的所述第一进口换算流量
Figure DEST_PATH_IMAGE020
修正为对应的第一 修正进口换算流量：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE021
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
表示所述第一修正进口换算流量。
在本发明一个优选实施例中，所述根据各所述转速下的所述第一压比，获取各所述转速下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比影响关系，包括：
在预设的多个第二典型转速下分别进行压气机部件试验，对应每个第二典型转速获取压气机在等转速下的换算流量-压比特性线；
对应于每个第二典型转速，基于各所述转速下的第一修正进口换算流量，通过插 值计算得到该第二典型转速下的第一修正进口换算流量
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE023
；
对应于每个第二典型转速，基于各所述转速下的所述第一压比，通过插值计算得 到该第二典型转速下的第一压比
Figure DEST_PATH_IMAGE024
；
对应于每个第二典型转速，获取该第二典型转速对应的所述换算流量-压比特性 线上的每个压比点的压比
Figure DEST_PATH_IMAGE025
和进口换算流量
Figure DEST_PATH_IMAGE026
，并按如下公式计算每个压比点对应 的压比偏差度和流量偏差度：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE027
Figure DEST_PATH_IMAGE028
其中，所述压比偏差度和流量偏差度之间的对应关系（
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE029
，
Figure DEST_PATH_IMAGE030
）即为所述压比 影响关系。
在本发明一个优选实施例中，所述基于各所述转速下的所述第一修正进口换算流量，获取整机试验中压气机在目标转速下的初始进口换算流量，包括：
基于各所述转速下的所述第一修正进口换算流量，通过插值算法获取整机试验中压气机在目标转速下的初始进口换算流量。
在本发明一个优选实施例中，所述在所述目标转速下进行整机试验，获取所述目标转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV修正系数，包括：
获取所述目标转速下所述主控级VSV的设计目标角度
Figure 586905DEST_PATH_IMAGE002
；
在所述目标转速下进行整机试验，以测量所述目标转速下所述主控级VSV的第二 实测角度
Figure DEST_PATH_IMAGE031
，并计算
Figure 471947DEST_PATH_IMAGE031
与
Figure DEST_PATH_IMAGE032
之间的角度偏差
Figure DEST_PATH_IMAGE033
，其中，
Figure 126743DEST_PATH_IMAGE033
表示整机试验下的
Figure 926072DEST_PATH_IMAGE007
；
按如下公式获取所述目标转速下所述角度偏差
Figure 980616DEST_PATH_IMAGE033
对压气机的进口换算流量 的VSV修正系数：
Figure DEST_PATH_IMAGE034
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE035
表示所述VSV修正系数。
在本发明一个优选实施例中，所述基于所述整机试验及所述压比影响关系，获取所述目标转速下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比修正系数，包括：
基于所述整机试验，测量压气机在所述目标转速下的第二压比
Figure DEST_PATH_IMAGE036
，同时获 取压气机在所述目标转速下的第一压比
Figure 98875DEST_PATH_IMAGE024
；
计算所述目标转速下的压比偏差度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE037
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE038
基于所述压比影响关系、所述目标转速和
Figure DEST_PATH_IMAGE039
，通过插值计算得到所述压比 偏差度
Figure 527452DEST_PATH_IMAGE039
对应的流量偏差度
Figure DEST_PATH_IMAGE040
，并将
Figure 894586DEST_PATH_IMAGE040
作为所述压比修正系数。
在本发明一个优选实施例中，所述基于所述压比影响关系、所述目标转速和
Figure 334794DEST_PATH_IMAGE039
，通过插值计算得到所述压比偏差度
Figure 201119DEST_PATH_IMAGE039
对应的流量偏差度
Figure 726778DEST_PATH_IMAGE040
，包括：
基于所述压比影响关系、所述目标转速和
Figure 103795DEST_PATH_IMAGE039
，通过二维插值算法计算得到 所述压比偏差度
Figure 398510DEST_PATH_IMAGE039
对应的流量偏差度
Figure 966895DEST_PATH_IMAGE040
。
在本发明一个优选实施例中，所述基于所述VSV修正系数和所述压比修正系数，将所述初始进口换算流量修正为目标进口换算流量，包括：
按照如下公式将所述初始进口换算流量
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE041
修正为目标进口换算流量
Figure DEST_PATH_IMAGE042
：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE043
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE044
表示所述VSV修正系数，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE045
表示所述压比修正系数。
在本发明一个优选实施例中，所述基于所述整机试验中测得的压气机的进口总温和进口总压、以及所述目标进口换算流量，计算得到整机试验中压气机的进口物理流量，包括：
按照如下公式计算整机试验中压气机的进口物理流量
Figure DEST_PATH_IMAGE046
：
Figure DEST_PATH_IMAGE047
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE048
表示所述目标进口换算流量，
Figure DEST_PATH_IMAGE049
表示所述进口总温，
Figure DEST_PATH_IMAGE050
表示所 述进口总压。
通过采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明基于核心机试验获取各所述转速下所述主控级VSV的角度偏差与压气机的压比对进口换算流量的VSV影响关系和压比影响关系；并根据所述VSV影响关系和压比影响关系，基于整机试验获取目标转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV修正系数、以及压气机的压比偏差对进口换算流量的压比修正系数；而后再基于所述VSV修正系数和所述压比修正系数，将所述初始进口换算流量修正为目标进口换算流量；最后基于所述整机试验中测得的压气机的进口总温和进口总压、以及所述目标进口换算流量，计算得到整机试验中压气机的进口物理流量。可见，本发明通过对压比、VSV角度偏差进行修正，消除了压比、VSV角度偏差对流量的影响，从而使得到的整机试验中压气机的进口物理流量更加准确。
附图说明
图1为本发明发动机整机试验中压气机进口流量的测量方法的流程示意图；
图2为本发明步骤S中拟合得到的中间系数
Figure DEST_PATH_IMAGE051
随转速N2R的变化关系曲线 图；
图3为本发明步骤S中等转速线的曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
如背景技术中所述，航空发动机整机试验是指航空发动机整机状态下开展的试验，试验中需要测量整机或部件的各项参数，以评估发动机的状态，整机试验中压气机进口流量通常是较为重要的一项测量参数。在测量进口流量时，采用测量设备进行测量是业界公认较为准确的测量方法。但由于在整机试验中，压气机的进口位置无法直接布置测量设备，压气机进口流量目前无法直接获得。
航空发动机的整机中包括核心机部分，其中整机中的压气机、燃烧室和高压涡轮三部分为核心机。在核心机试验中，由于压气机进口处能够布置测量设备，因而在核心机试验中，能够通过测量设备来直接测量获得较为准确的压气机进口流量。
基于上述内容，本发明提供了一种发动机整机试验中压气机进口流量的测量方法，如图1示意性示出了本发明一个实施方式的步骤流程示意图，其包括如下步骤：
S1，在多个转速下分别进行核心机试验，对应每个转速分别获取核心机试验件中压气机的第一进口换算流量、第一压比、以及主控级VSV的第一实测角度。
应该理解，在进行核心机试验时，核心机试验件中的压气机与发动机整机中的压气机构型应一致，以保证试验的准确性和可靠性。
具体地，本实施例的具体实现过程如下：
S11，在全转速范围内（0%到105%设计转速），获取各转速（
Figure DEST_PATH_IMAGE052
、
Figure DEST_PATH_IMAGE053
、…、
Figure DEST_PATH_IMAGE054
） 下核心机试验件中压气机的第一进口换算流量（
Figure DEST_PATH_IMAGE055
、
Figure DEST_PATH_IMAGE056
、…、
Figure DEST_PATH_IMAGE057
），得到如下表1所示的核 心机试验转速-换算流量表（表中慢车以上转速的数据，转速间隔应不小于2%设计转速)：
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE058
其中，第一进口换算流量根据核心机试验件各转速下分别测量得到的第一进口物理流量、第一进口总压和第一进口总温计算得到。
S12，在全转速范围内（0%到105%设计转速），获取各转速（
Figure 288505DEST_PATH_IMAGE052
、
Figure 469213DEST_PATH_IMAGE053
、…、
Figure DEST_PATH_IMAGE059
） 下核心机试验件中压气机的第一压比（
Figure DEST_PATH_IMAGE060
、
Figure DEST_PATH_IMAGE061
、…、
Figure DEST_PATH_IMAGE062
），得到如下表2所示的核心机试 验转速-压比表（表中慢车以上转速的数据，转速间隔应不小于2%设计转速）：
表2
Figure DEST_PATH_IMAGE063
S13，在全转速范围内（0%到105%设计转速），获取各转速（
Figure 174694DEST_PATH_IMAGE052
、
Figure 913980DEST_PATH_IMAGE053
、…、
Figure DEST_PATH_IMAGE064
） 下核心机试验件中压气机的主控级VSV（可调静子叶片）的第一实测角度
Figure 712434DEST_PATH_IMAGE014
（
Figure DEST_PATH_IMAGE065
、
Figure DEST_PATH_IMAGE066
、…、
Figure DEST_PATH_IMAGE067
），得到如下表3所示的核心机试验转速-VSV实测角度表：
表3
Figure DEST_PATH_IMAGE068
通常，涡扇发动机中，高压压气机一般存在一级或多级可调静子叶片（VSV），其叶 片角度可以随转速变化，通过控制某一级VSV角度实现各级VSV角度联动调节，该级VSV称为 主控级VSV，记为
Figure 880853DEST_PATH_IMAGE001
。涡扇发动机设计时，给出主控级VSV的设计目标角度
Figure 150161DEST_PATH_IMAGE002
随转 速的变化规律，如表4所示：
表4
Figure DEST_PATH_IMAGE069
在整机或核心机试验中，主控级VSV的实测角度一般通过角位移传感器测量获得，其与设计目标角度难免存在偏差。
S2，获取各所述转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV影响关系，具体过程如下：
S21，在预设的多个第一典型转速（一般选取3-4个第一典型转速，例如55%、75%、 90%、100%设计转速）下分别进行压气机部件试验，对应每个第一典型转速分别获取压气机 在主控级VSV的角度
Figure 857086DEST_PATH_IMAGE001
分别为
Figure 579054DEST_PATH_IMAGE032
、开
Figure 101564DEST_PATH_IMAGE007
度（
Figure 959799DEST_PATH_IMAGE003
）、关
Figure 40887DEST_PATH_IMAGE007
度（
Figure 250152DEST_PATH_IMAGE004
时的进口换算流量
Figure 74888DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 53209DEST_PATH_IMAGE006
，其中，
Figure 538154DEST_PATH_IMAGE002
表示主控级 VSV在相应转速下的设计目标角度，
Figure 234715DEST_PATH_IMAGE007
表示主控级VSV的角度偏差，所述主控级VSV的角度 偏差为所述主控级VSV的实测角度与设计目标角度之间的偏差。
S22，对应每个第一典型转速，根据如下公式获取该第一典型转速对应的中间系数
Figure 597563DEST_PATH_IMAGE051
：
Figure 695969DEST_PATH_IMAGE009
S23，如图2所示，根据各第一典型转速对应的中间系数
Figure 853281DEST_PATH_IMAGE051
，拟合得到中间系 数
Figure 804182DEST_PATH_IMAGE051
随转速N2R的变化关系如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE070
其中，
Figure 767459DEST_PATH_IMAGE012
为拟合参数，采用最小二乘法拟合得到。
S24，对于任意转数N2R，按如下公式获取该转速N2R下所述主控级VSV的角度偏差
Figure 454792DEST_PATH_IMAGE007
对压气机的进口换算流量的VSV影响关系：
Figure DEST_PATH_IMAGE071
其中，KVSV表示所述主控级VSV的角度偏差为
Figure 343857DEST_PATH_IMAGE007
时，所述压气机的进口换算流量的 相对变化量。
S3，基于各所述转速下所述主控级VSV的设计目标角度与所述第一实测角度、以及对应的所述VSV影响关系，将各所述转速下的所述第一进口换算流量修正为对应的第一修正进口换算流量。具体通过对应于每个所述转速N2R，分别执行以下步骤实现：
S31，计算该转速下所述主控级VSV的设计目标角度
Figure 749431DEST_PATH_IMAGE002
与所述第一实测角 度
Figure 719661DEST_PATH_IMAGE014
之间的偏差
Figure DEST_PATH_IMAGE072
：
Figure 323817DEST_PATH_IMAGE016
其中，
Figure 855555DEST_PATH_IMAGE072
表示核心机试验下的
Figure 279583DEST_PATH_IMAGE007
；
S32，计算该转速下所述主控级VSV的角度偏差为
Figure 53504DEST_PATH_IMAGE015
时，所述进口换算流量的 相对变化量
Figure 449850DEST_PATH_IMAGE018
：
Figure DEST_PATH_IMAGE073
S33，按如下公式将该转速下的所述第一进口换算流量
Figure DEST_PATH_IMAGE074
修正为对应的 第一修正进口换算流量：
Figure 489175DEST_PATH_IMAGE021
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE075
表示所述第一修正进口换算流量。
表5示出了第一修正进口换算流量与转速的对应关系：
表5
Figure DEST_PATH_IMAGE076
S4，根据各所述转速下的所述第一压比，获取各所述转速下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比影响关系，具体过程如下：
S41，在预设的多个第二典型转速（一般选取7-8个第二典型转速，例如30%、55%、75%、85%、90%、96%、100%设计转速）下分别进行压气机部件试验，对应每个第二典型转速获取压气机的等转速特性线，即压气机在等转速下的换算流量-压比特性线，如图3所示。
S42，对应于每个第二典型转速N2R，基于各所述转速下的第一修正进口换算流量， 通一维线性插值得到该第二典型转速下的第一修正进口换算流量
Figure 462816DEST_PATH_IMAGE023
。
S43，对应于每个第二典型转速，基于表2中各所述转速下的所述第一压比，通过一 维线性插值得到该第二典型转速下的第一压比
Figure 10734DEST_PATH_IMAGE024
。
S44，对应于每个第二典型转速，获取该第二典型转速对应的所述换算流量-压比 特性线上的每个压比点的压比
Figure 58325DEST_PATH_IMAGE025
和进口换算流量
Figure 899242DEST_PATH_IMAGE026
，并按如下公式计算每个压比点 对应的压比偏差度和流量偏差度：
Figure 32283DEST_PATH_IMAGE027
Figure 882427DEST_PATH_IMAGE028
其中，所述压比偏差度和流量偏差度之间的对应关系（
Figure 17480DEST_PATH_IMAGE029
，
Figure 560457DEST_PATH_IMAGE030
）即为对应转速 下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比影响关系。
从而，可以得到每个典型转速下
Figure DEST_PATH_IMAGE077
的二维插值表，如表6所示：
表6
Figure DEST_PATH_IMAGE078
S5，基于各所述转速下的所述第一修正进口换算流量，获取整机试验中压气机在目标转速下的初始进口换算流量。
具体地，本实施例基于各所述转速下的所述第一修正进口换算流量，通过一维线性插值算法获取整机试验中压气机在目标转速下的初始进口换算流量。
S6，在所述目标转速下进行整机试验，获取所述目标转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV修正系数，具体过程如下：
S61，获取所述目标转速下所述主控级VSV的设计目标角度
Figure 243111DEST_PATH_IMAGE002
。
具体地，基于表4中的数据，通过一维线性插值方法获取所述目标转速下所述主控 级VSV的设计目标角度
Figure 663990DEST_PATH_IMAGE032
。
S62，在所述目标转速下进行整机试验，以测量所述目标转速下所述主控级VSV的 第二实测角度
Figure 155014DEST_PATH_IMAGE031
，并计算
Figure 603313DEST_PATH_IMAGE031
与
Figure 445367DEST_PATH_IMAGE032
之间的角度偏差
Figure DEST_PATH_IMAGE079
，其中，
Figure 932587DEST_PATH_IMAGE033
表示整机试验下的
Figure 278118DEST_PATH_IMAGE007
；
S63，按如下公式获取所述目标转速N2R下所述角度偏差
Figure 428476DEST_PATH_IMAGE033
对压气机的进口 换算流量的VSV修正系数：
Figure 492247DEST_PATH_IMAGE034
其中，
Figure 487885DEST_PATH_IMAGE035
表示所述VSV修正系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE080
值与步骤S2中
Figure 986125DEST_PATH_IMAGE012
的值一致。
S7，基于所述整机试验及所述压比影响关系，获取所述目标转速下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比修正系数。
S71，基于所述整机试验，测量压气机在所述目标转速下的第二压比
Figure 41805DEST_PATH_IMAGE036
，同 时基于表2中的数据，通过一维线性插值获取压气机在所述目标转速下对于核心机工作线 的第一压比
Figure 592872DEST_PATH_IMAGE024
。
S72，计算所述目标转速下的压比偏差度
Figure 126622DEST_PATH_IMAGE037
为：
Figure 945280DEST_PATH_IMAGE038
S73，基于表6所示的压比影响关系、以及所述目标转速和
Figure 906283DEST_PATH_IMAGE037
，通过二维线 性插值计算得到所述压比偏差度
Figure 679067DEST_PATH_IMAGE037
对应的流量偏差度
Figure 16507DEST_PATH_IMAGE045
，并将
Figure 456716DEST_PATH_IMAGE045
作为所 述压比修正系数。
S8，基于所述VSV修正系数和所述压比修正系数，将所述初始进口换算流量修正为目标进口换算流量。
具体地，通过如下公式将所述初始进口换算流量
Figure DEST_PATH_IMAGE081
修正为目标进口换算 流量
Figure 152402DEST_PATH_IMAGE048
：
Figure 943640DEST_PATH_IMAGE043
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE082
表示所述VSV修正系数，
Figure 881509DEST_PATH_IMAGE040
表示所述压比修正系数。
S9，基于所述整机试验中测得的压气机的进口总温和进口总压、以及所述目标进口换算流量，计算得到整机试验中压气机的进口物理流量。
具体地，按照如下公式计算整机试验中压气机的进口物理流量
Figure DEST_PATH_IMAGE083
：
Figure 217637DEST_PATH_IMAGE047
其中，
Figure 520442DEST_PATH_IMAGE042
表示所述目标进口换算流量，
Figure 533397DEST_PATH_IMAGE049
表示所述进口总温，
Figure 478220DEST_PATH_IMAGE050
表示所 述进口总压。
本发明基于核心机试验获取各所述转速下所述主控级VSV的角度偏差与压气机的压比对进口换算流量的VSV影响关系和压比影响关系；并根据所述VSV影响关系和压比影响关系，基于整机试验获取目标转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV修正系数、以及压气机的压比偏差对进口换算流量的压比修正系数；而后再基于所述VSV修正系数和所述压比修正系数，将所述初始进口换算流量修正为目标进口换算流量；最后基于所述整机试验中测得的压气机的进口总温和进口总压、以及所述目标进口换算流量，计算得到整机试验中压气机的进口物理流量。可见，本发明通过对压比、VSV角度偏差进行修正，消除了压比、VSV角度偏差对流量的影响，从而使得到的整机试验中压气机的进口物理流量更加准确。
虽然以上描述了本公开的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本公开的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本公开的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本公开的保护范围。

Claims (10)

1.一种发动机整机试验中压气机进口流量的测量方法，其特征在于，包括：
在多个转速下分别进行核心机试验，对应每个转速分别获取核心机试验件中压气机的第一进口换算流量、第一压比、以及主控级VSV的第一实测角度，其中，所述核心机试验件中的压气机与发动机整机中的压气机构型一致；
获取各所述转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV影响关系；
基于各所述转速下所述主控级VSV的设计目标角度与所述第一实测角度、以及对应的所述VSV影响关系，将各所述转速下的所述第一进口换算流量修正为对应的第一修正进口换算流量；
根据各所述转速下的所述第一压比，获取各所述转速下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比影响关系；
基于各所述转速下的所述第一修正进口换算流量，获取整机试验中压气机在目标转速下的初始进口换算流量；
在所述目标转速下进行整机试验，获取所述目标转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV修正系数；
基于所述整机试验及所述压比影响关系，获取所述目标转速下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比修正系数；
基于所述VSV修正系数和所述压比修正系数，将所述初始进口换算流量修正为目标进口换算流量；
基于所述整机试验中测得的压气机的进口总温和进口总压、以及所述目标进口换算流量，计算得到整机试验中压气机的进口物理流量。
2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述获取各所述转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV影响关系，包括：
在预设的多个第一典型转速下分别进行压气机部件试验，对应每个第一典型转速分别 获取压气机在主控级VSV的角度
Figure DEST_PATH_IMAGE001
分别为
Figure 973055DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 599340DEST_PATH_IMAGE004
时的进口换算流量
Figure DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 986065DEST_PATH_IMAGE006
，其中，
Figure 147925DEST_PATH_IMAGE002
表示主控级VSV在相应转速下 的设计目标角度，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
表示主控级VSV的角度偏差，所述主控级VSV的角度偏差为所述主控级 VSV的实测角度与设计目标角度之间的偏差；
对应每个第一典型转速，根据如下公式获取该第一典型转速对应的中间系数
Figure 193504DEST_PATH_IMAGE008
：
Figure 279272DEST_PATH_IMAGE010
根据各第一典型转速对应的中间系数
Figure DEST_PATH_IMAGE011
，拟合得到中间系数
Figure 973034DEST_PATH_IMAGE011
随转 速N2R的变化关系如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE013
对于任意转数N2R，按如下公式获取该转速N2R下所述主控级VSV的角度偏差
Figure 243478DEST_PATH_IMAGE007
对压气 机的进口换算流量的VSV影响关系：
Figure DEST_PATH_IMAGE015
其中，
Figure 776353DEST_PATH_IMAGE016
为拟合参数，KVSV表示所述主控级VSV的角度偏差为
Figure 383920DEST_PATH_IMAGE007
时，所述压气机的进口 换算流量的相对变化量。
3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述基于各所述转速下所述主控级VSV的设计目标角度与所述第一实测角度、以及对应的所述VSV影响关系，将各所述转速下的所述第一进口换算流量修正为对应的第一修正进口换算流量，包括对应于每个所述转速N2R，分别执行以下步骤：
计算该转速下所述主控级VSV的设计目标角度
Figure 59752DEST_PATH_IMAGE002
与所述第一实测角度
Figure DEST_PATH_IMAGE017
之间的偏差
Figure 288650DEST_PATH_IMAGE018
：
Figure 604094DEST_PATH_IMAGE020
其中，
Figure 782396DEST_PATH_IMAGE018
表示核心机试验下的
Figure 250418DEST_PATH_IMAGE007
；
计算该转速下所述主控级VSV的角度偏差为
Figure 924982DEST_PATH_IMAGE018
时，所述进口换算流量的相对变化 量
Figure DEST_PATH_IMAGE021
：
Figure DEST_PATH_IMAGE023
按如下公式将该转速下的所述第一进口换算流量
Figure 616470DEST_PATH_IMAGE024
修正为对应的第一修 正进口换算流量：
Figure 582152DEST_PATH_IMAGE026
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE027
表示所述第一修正进口换算流量。
4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述根据各所述转速下的所述第一压比，获取各所述转速下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比影响关系，包括：
在预设的多个第二典型转速下分别进行压气机部件试验，对应每个第二典型转速获取压气机在等转速下的换算流量-压比特性线；
对应于每个第二典型转速，基于各所述转速下的第一修正进口换算流量，通过插值计算得到该第二典型转速下的第一修正进口换算流量；
对应于每个第二典型转速，基于各所述转速下的所述第一压比，通过插值计算得到该 第二典型转速下的第一压比
Figure 45625DEST_PATH_IMAGE028
；
对应于每个第二典型转速，获取该第二典型转速对应的所述换算流量-压比特性线上 的每个压比点的压比
Figure DEST_PATH_IMAGE029
和进口换算流量
Figure 327309DEST_PATH_IMAGE030
，并按如下公式计算每个压比点对应的压 比偏差度和流量偏差度：
Figure 148503DEST_PATH_IMAGE032
Figure 606291DEST_PATH_IMAGE034
其中，所述压比偏差度和流量偏差度之间的对应关系（
Figure DEST_PATH_IMAGE035
，
Figure 501435DEST_PATH_IMAGE036
）即为所述压比影响关 系。
5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述基于各所述转速下的所述第一修正进口换算流量，获取整机试验中压气机在目标转速下的初始进口换算流量，包括：
基于各所述转速下的所述第一修正进口换算流量，通过插值算法获取整机试验中压气机在目标转速下的初始进口换算流量。
6.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述在所述目标转速下进行整机试验，获取所述目标转速下所述主控级VSV的角度偏差对压气机的进口换算流量的VSV修正系数，包括：
获取所述目标转速下所述主控级VSV的设计目标角度
Figure 16337DEST_PATH_IMAGE002
；
在所述目标转速下进行整机试验，以测量所述目标转速下所述主控级VSV的第二实测 角度
Figure DEST_PATH_IMAGE037
，并计算
Figure 996931DEST_PATH_IMAGE037
与
Figure 55148DEST_PATH_IMAGE002
之间的角度偏差
Figure 149006DEST_PATH_IMAGE038
，其中，
Figure 336274DEST_PATH_IMAGE038
表示整 机试验下的
Figure 882793DEST_PATH_IMAGE007
；
按如下公式获取所述目标转速下所述角度偏差
Figure 741771DEST_PATH_IMAGE038
对压气机的进口换算流量的VSV 修正系数：
Figure 690135DEST_PATH_IMAGE040
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE041
表示所述VSV修正系数。
7.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于，所述基于所述整机试验及所述压比影响关系，获取所述目标转速下压气机的压比偏差对进口换算流量的压比修正系数，包括：
基于所述整机试验，测量压气机在所述目标转速下的第二压比
Figure 2299DEST_PATH_IMAGE042
，同时获取压 气机在所述目标转速下的第一压比
Figure 36114DEST_PATH_IMAGE028
；
计算所述目标转速下的压比偏差度
Figure DEST_PATH_IMAGE043
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE045
基于所述压比影响关系、所述目标转速和
Figure 26679DEST_PATH_IMAGE043
，通过插值计算得到所述压比偏差 度
Figure 829550DEST_PATH_IMAGE043
对应的流量偏差度
Figure 420937DEST_PATH_IMAGE046
，并将
Figure 161623DEST_PATH_IMAGE046
作为所述压比修正系数。
8.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于，所述基于所述压比影响关系、所述目标转速和 QUOTE
Figure DEST_PATH_IMAGE048A
Figure DEST_PATH_IMAGE048AA
，通过插值计算得到所述压比偏差度 QUOTE
Figure DEST_PATH_IMAGE048AAA
Figure DEST_PATH_IMAGE048AAAA
对应的流量偏差度 QUOTE
Figure DEST_PATH_IMAGE050A
Figure DEST_PATH_IMAGE050AA
，包括：
基于所述压比影响关系、所述目标转速和 QUOTE
Figure DEST_PATH_IMAGE048_5A
Figure DEST_PATH_IMAGE048_6A
，通过二维插值算法计算得到所述压比偏差度 QUOTE
Figure DEST_PATH_IMAGE048_7A
Figure DEST_PATH_IMAGE048_8A
对应的流量偏差度 QUOTE
Figure DEST_PATH_IMAGE050AAA
Figure DEST_PATH_IMAGE050AAAA
。
9.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述基于所述VSV修正系数和所述压比修正系数，将所述初始进口换算流量修正为目标进口换算流量，包括：
按照如下公式将所述初始进口换算流量 QUOTE
Figure DEST_PATH_IMAGE052A
Figure DEST_PATH_IMAGE052AA
修正为目标进口换算流量 QUOTE
Figure DEST_PATH_IMAGE054A
Figure DEST_PATH_IMAGE054AA
：
Figure DEST_PATH_IMAGE056A
其中， QUOTE
Figure DEST_PATH_IMAGE058A
Figure DEST_PATH_IMAGE058AA
表示所述VSV修正系数， QUOTE
Figure DEST_PATH_IMAGE050_5A
Figure DEST_PATH_IMAGE050_6A
表示所述压比修正系数。
10.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述基于所述整机试验中测得的压气机的进口总温和进口总压、以及所述目标进口换算流量，计算得到整机试验中压气机的进口物理流量，包括：
按照如下公式计算整机试验中压气机的进口物理流量 QUOTE
Figure DEST_PATH_IMAGE060A
Figure DEST_PATH_IMAGE060AA
：
Figure DEST_PATH_IMAGE062A
其中， QUOTE
Figure DEST_PATH_IMAGE054AAA
Figure DEST_PATH_IMAGE054AAAA
表示所述目标进口换算流量， QUOTE
Figure DEST_PATH_IMAGE064A
Figure DEST_PATH_IMAGE064AA
表示所述进口总温， QUOTE
Figure DEST_PATH_IMAGE066A
Figure DEST_PATH_IMAGE066AA
表示所述进口总压。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113569363B (zh) * 2021-09-22 2022-02-11 中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司 多级压气机特性线获取方法和装置
CN113972860B (zh) * 2021-10-08 2024-03-22 东风汽车集团股份有限公司 一种电机转子位置的补偿方法及电子设备
CN114169084B (zh) * 2021-10-20 2023-09-05 中国航发四川燃气涡轮研究院 基于核心机特性试验数据修正核心机性能数学模型的方法
CN114151214B (zh) * 2021-11-03 2023-08-18 潍柴动力股份有限公司 发动机进气信号修正方法、装置和发动机
CN114577484B (zh) * 2022-03-04 2024-02-02 中国航发沈阳发动机研究所 一种核心机试验性能修正方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06103211B2 (ja) * 1987-05-19 1994-12-14 日産自動車株式会社 機関の空気量検出装置
JP2000192845A (ja) * 1998-12-25 2000-07-11 Hitachi Ltd 診断装置を備えたエンジンの吸入空気量制御装置
JP2008184987A (ja) * 2007-01-31 2008-08-14 Denso Corp 空気流量測定値補正装置
FR2950927B1 (fr) * 2009-10-06 2016-01-29 Snecma Systeme de commande de la position angulaire d'aubes de stator et procede d'optimisation de ladite position angulaire
JP6032966B2 (ja) * 2012-06-27 2016-11-30 日野自動車株式会社 ターボ回転数検出装置
CN110131034B (zh) * 2018-02-02 2021-03-19 上汽通用汽车有限公司 发动机涡轮增压器超速诊断方法以及诊断系统和车辆
CN112067304B (zh) * 2020-11-11 2021-01-19 中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司 发动机整机试验中压气机进口流量的测量方法

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