CN113378320A - 一种滑油腔腔温的确定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种滑油腔腔温的确定方法,所述方法包括:构建基本假设;基于所述基本假设得到包括滑油腔回油温度、滑油通风系统腔压和通风流量的计算参数;构建滑油腔腔温计算模型,基于所述计算参数及所述滑油腔腔温计算模型得到滑油腔腔温;判断基于所述滑油腔腔温计算模型得到的滑油腔腔温与目标值的差值是否超过阈值,若不超过所述阈值,则基于所述滑油腔腔温计算模型得到的滑油腔腔温即为发动机滑油腔腔温,若超过所述阈值,则调整所述基本假设和/或修正滑油系统计算边界,直至基于滑油腔腔温计算模型得到的所述差值不超过阈值。本申请提出的滑油腔腔温确定方法可以有效控制滑油腔腔压计算精度。
Description
技术领域
本申请属于航空发动机技术领域,特别涉及一种滑油腔腔温的确定方法及装置。
背景技术
滑油是航空发动机中重要的润滑物质,同时其还身兼冷却、清洁等作用,滑油的循环利用是保证航空发动机正常工作的前提。为了保障滑油在使用中不泄露,通常在滑油系统的各滑油腔(轴承腔、齿轮箱、滑油箱)进行封严,即滑油腔腔压和封严压差在一定范围内。但随着飞机飞行包线的改变,在飞行包线极限状态,如包线左上边界要求封严压差的绝对误差不大于±(1~5)kPa,而包线右下边界,相比左上边界,封严引气压比增大约15~25倍,而要求腔压计算的绝对误差不大于±5kPa。这就要求计算模型与发动机结构和工况有超高的吻合度。
而滑油腔作为滑油系统通风子系统、供油子系统和回油子系统的传热传质的热流动交互耦合界面,内部流场为复杂的油气两相热流场,一直以来很难准确的计算获得滑油腔腔压,从而影响主轴封严压差、滑油系统内部各个位置的腔压计算精度。
现有技术中更多的是参考发动机地面试车数据,通过整机地面试车数据给定地面状态的轴承腔、滑油箱等滑油腔腔压/腔温,再逐步类比状态求解全包线的滑油腔腔压腔温。
然而上述方法往往腔温误差较大,而根据理想气体状态方程,腔温相差每1℃,大约影响腔压(0.3~1)kPa,由此导致滑油系统油温计算误差约±10℃,无法满足先进航空发动机的需求。
发明内容
本申请的目的是提供了一种滑油腔腔温的确定方法,以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。
在一方面,本申请提供了一种滑油腔腔温的确定方法,所述方法包括:
构建基本假设;
基于所述基本假设得到包括滑油腔回油温度、滑油通风系统腔压和通风流量的计算参数;
构建滑油腔腔温计算模型,基于所述计算参数及所述滑油腔腔温计算模型得到滑油腔腔温;
判断基于所述滑油腔腔温计算模型得到的滑油腔腔温与目标值的差值是否超过阈值,若不超过所述阈值,则基于所述滑油腔腔温计算模型得到的滑油腔腔温即为发动机滑油腔腔温,若超过所述阈值,则调整所述基本假设和/或修正滑油系统计算边界,直至基于滑油腔腔温计算模型得到的所述差值不超过阈值。
在该方案的优选实施方式中,所述基本假设为封严气带入滑油腔的热量等于封严气与滑油腔内部回油表面的换热量。
在该方案的优选实施方式中,构建的所述滑油腔腔温计算模型为:
式中,Tq为滑油腔油气腔腔温,Tin为封严气或回油油气的温度,Toh为滑油腔的回油温度,λgas、λoil分别为封严气和滑油的传热系数。
在该方案的优选实施方式中,,所述封严气的传热系数采用空气的传热系数。
在该方案的优选实施方式中,所述目标值根据经验值或发动机整机试车数据得到。
在另一方面,本申请提供了一种滑油腔腔温的确定装置,所述装置包括:
基本假设模块,用于构建基本假设;
计算参数模块,用于基于所述基本假设得到包括滑油腔回油温度、滑油通风系统腔压和通风流量的计算参数;
滑油腔腔温计算模块,用于构建滑油腔腔温计算模型,并基于所述计算参数及所述滑油腔腔温计算模型得到滑油腔腔温;
滑油腔腔温判断模块,用于判断基于所述滑油腔腔温计算模型得到的滑油腔腔温与目标值的差值是否超过阈值,若不超过所述阈值,则基于所述滑油腔腔温计算模型得到的滑油腔腔温即为发动机滑油腔腔温,若超过所述阈值,则调整所述基本假设和/或修正滑油系统计算边界,直至基于滑油腔腔温计算模型得到的所述差值不超过阈值。
在该方案的优选实施方式中,所述基本假设为封严气带入滑油腔的热量等于封严气与滑油腔内部回油表面的换热量。
在该方案的优选实施方式中,构建的所述滑油腔腔温计算模型为:
式中,Tq为滑油腔油气腔腔温,Tin为封严气或回油油气的温度,Toh为滑油腔的回油温度,λgas、λoil分别为封严气和滑油的传热系数。
在该方案的优选实施方式中,所述封严气的传热系数采用空气的传热系数。
在该方案的优选实施方式中,所述目标值根据经验值或发动机整机试车数据得到。
本申请所提供的滑油腔腔温的计算方法实现了全包线范围内的滑油系统腔温计算,且计算绝对误差很小。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案,下面将对附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请的滑油腔腔温的确定方法流程图。
图2为本申请的滑油腔腔温的确定装置组成图。
图3为适于用来实现本申请实施方式的计算机装置的结构示意图。
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例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
如图1所示,本申请提供的滑油腔腔温确定方法包括如下步骤:
S1、构建基本假设。
首先进行滑油系统计算的基本假设,其中,基本假设为封严气带入滑油腔(滑油腔通常包括轴承腔、传动腔、滑油箱等)的热量约等于封严气与轴承腔内部回油表面的换热量。
S2、基于基本假设得到包括滑油腔回油温度、滑油通风系统腔压和通风流量的计算参数。
在构建完基本假设后,对滑油腔腔压腔温进行初始赋初值,之后进行滑油系统的热分析、滑油通风系统腔压腔温计算以及滑油供油系统压力流量计算的迭代计算,获得包括滑油腔回油温度、滑油通风系统腔压和通风流量等的滑油腔腔温计算参数。
其中,上述的滑油系统热分析、滑油通风系统腔压腔温计算以及滑油供油系统压力流量计算等内容可参见现有技术,本处不在赘述。
S3、构建滑油腔腔温计算模型,基于计算参数及滑油腔腔温计算模型得到滑油腔腔温。
在本申请优选方案中,所述滑油腔腔温计算模型为:
式中,Tq为滑油腔的油气腔腔温(单位为K,下同),Tin为封严气或回油油气的温度,Toh为各滑油腔的回油温度,λgas、λoil分别为封严气和滑油的传热系数。
其中,在上述滑油腔腔温计算模型中,封严气可以采用空气的传热系数进行计算。
将步骤2中得到的计算参数带入滑油腔腔温计算模型中,可以获得各滑油腔腔温。
S4、判断基于滑油腔腔温计算模型得到的滑油腔腔温与目标值的差值是否超过阈值,若不超过阈值,则基于滑油腔腔温计算模型得到的滑油腔腔温即为发动机滑油腔腔温,若超过阈值,则调整基本假设和/或修正滑油系统计算边界,直至基于滑油腔腔温计算模型得到的目标值不超过阈值。
当通过步骤3获得了初始的各滑油腔腔温后,通过将其与目标值进行比较得到差值,进一步判断所述差值与阈值的关系,从而判断滑油腔腔温是否可用。当差值大于阈值时,即不满足要求,此时首先检查各个系统的基本假设,然后尽可能修正滑油系统的计算边界,将滑油腔腔温等计算结果对滑油腔腔压腔温重新赋值,直到满足设计要求后输出滑油系统参数。
其中,所述目标值可根据经验值或发动机整机试车数据来获得,而阈值δ为系统设计要求,不同发动机的阈值δ可取不同值。
本申请提出的滑油腔腔温确定方法,经与某型先进发动机整机高空台、地面的测试数据对比,计算绝对误差-(0.5~4)℃,有效控制了滑油腔腔压计算精度。
此外,本申请中还提供了一种滑油腔腔温的确定装置100,如图2所示,所述装置100包括:
基本假设模块101,用于构建基本假设;
计算参数模块102,用于基于所述基本假设得到包括滑油腔回油温度、滑油通风系统腔压和通风流量的计算参数;
滑油腔腔温计算模块103,用于构建滑油腔腔温计算模型,并基于所述计算参数及所述滑油腔腔温计算模型得到滑油腔腔温;
滑油腔腔温判断模块104,用于判断基于所述滑油腔腔温计算模型得到的滑油腔腔温与目标值的差值是否超过阈值,若不超过所述阈值,则基于所述滑油腔腔温计算模型得到的滑油腔腔温即为发动机滑油腔腔温,若超过所述阈值,则调整所述基本假设和/或修正滑油系统计算边界,直至基于滑油腔腔温计算模型得到的所述差值不超过阈值。
在该方案中,基本假设模块101构建的基本假设为封严气带入滑油腔的热量等于封严气与滑油腔内部回油表面的换热量。
在该方案的优选实施方式中,构建的所述滑油腔腔温计算模型为:
式中,Tq为滑油腔油气腔腔温,Tin为封严气或回油油气的温度,Toh为滑油腔的回油温度,λgas、λoil分别为封严气和滑油的传热系数。
进一步的,在上述方案中,封严气的传热系数可以采用空气的传热系数进行计算或求解。
此外,在该方案中,所述目标值根据经验值或发动机整机试车数据得到。
最后,继续参考图3,其示出了适于用来实现本申请上述方法的一种计算机系统200的结构示意图。
所述计算机系统200包括中央处理单元(CPU)201,其可以根据存储在只读存储器(ROM)202中的程序或者从存储部分208加载到随机访问存储器(RAM)203中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 203中,还存储有系统200操作所需的各种程序和数据。CPU201、ROM 202以及RAM 203通过总线204彼此相连。输入/输出(I/O)接口205也连接至总线204。
以下部件连接至I/O接口205:包括键盘、鼠标等的输入部分206;包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分207;包括硬盘等的存储部分208;以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分209。通信部分209经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至I/O接口205。可拆卸介质211,诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等,根据需要安装在驱动器610上,以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分208。
特别地,根据本申请的实施方式,上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如,本申请的实施例中包括一种计算机程序产品,其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序,该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中,该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被下载和安装,和/或从可拆卸介质611被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)201执行时,执行本申请的方法中限定的上述功能。
需要说明的是,本申请的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中,计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:无线、电线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图,图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
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)
1.一种滑油腔腔温的确定方法,其特征在于,所述方法包括:
构建基本假设;
基于所述基本假设得到包括滑油腔回油温度、滑油通风系统腔压和通风流量的计算参数;
构建滑油腔腔温计算模型,基于所述计算参数及所述滑油腔腔温计算模型得到滑油腔腔温;
判断基于所述滑油腔腔温计算模型得到的滑油腔腔温与目标值的差值是否超过阈值,若不超过所述阈值,则基于所述滑油腔腔温计算模型得到的滑油腔腔温即为发动机滑油腔腔温,若超过所述阈值,则调整所述基本假设和/或修正滑油系统计算边界,直至基于滑油腔腔温计算模型得到的所述差值不超过阈值。
2.如权利要求1所述的滑油腔腔温的确定方法,其特征在于,所述基本假设为封严气带入滑油腔的热量等于封严气与滑油腔内部回油表面的换热量。
4.如权利要求3所述的滑油腔腔温的确定方法,其特征在于,所述封严气的传热系数采用空气的传热系数。
5.如权利要求1所述的滑油腔腔温的确定方法,其特征在于,所述目标值根据经验值或发动机整机试车数据得到。
6.一种滑油腔腔温的确定装置,其特征在于,所述装置包括:
基本假设模块,用于构建基本假设;
计算参数模块,用于基于所述基本假设得到包括滑油腔回油温度、滑油通风系统腔压和通风流量的计算参数;
滑油腔腔温计算模块,用于构建滑油腔腔温计算模型,并基于所述计算参数及所述滑油腔腔温计算模型得到滑油腔腔温;
滑油腔腔温判断模块,用于判断基于所述滑油腔腔温计算模型得到的滑油腔腔温与目标值的差值是否超过阈值,若不超过所述阈值,则基于所述滑油腔腔温计算模型得到的滑油腔腔温即为发动机滑油腔腔温,若超过所述阈值,则调整所述基本假设和/或修正滑油系统计算边界,直至基于滑油腔腔温计算模型得到的所述差值不超过阈值。
7.如权利要求1所述的滑油腔腔温的确定装置,其特征在于,所述基本假设为封严气带入滑油腔的热量等于封严气与滑油腔内部回油表面的换热量。
9.如权利要求3所述的滑油腔腔温的确定装置,其特征在于,所述封严气的传热系数采用空气的传热系数。
10.如权利要求1所述的滑油腔腔温的确定方法,其特征在于,所述目标值根据经验值或发动机整机试车数据得到。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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