CN206115516U - 一种发动机历程记录仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于航空电子技术领域，特别是涉及到一种发动机历程记录仪。本实用新型发动机历程记录仪包括信号采集电路、数据处理电路、程序存储电路、数据存储电路、驱动接口电路、显示电路。其中，数据处理电路经信号采集电路连接发动机燃气涡轮传感器，显示电路经驱动接口电路连接到数据处理电路上，程序存储电路和数据存储电路直接连接在数据处理电路上，另外，数据处理电路经接口电路连接外部通用计算机。本实用新型按照发动机的实际工作状况采用发动机燃气涡轮转速信号科学、准确计算航空发动机使用中的工作时间和循环寿命消耗，为外场监控发动机的使用寿命提供科学依据。

Description

一种发动机历程记录仪

技术领域

本实用新型属于航空电子技术领域，特别是涉及到一种发动机历程记录仪。

背景技术

航空发动机的寿命控制是保证其安全使用的有效手段之一。通常发动机的寿命分为工作小时寿命和日历期寿命。其中，发动机的空中工作时间和地面维护开车时间决定了工作小时寿命；使用和维护条件决定了日历期寿命。但是，最新研究表明，循环寿命更能科学、准确地反映发动机的使用寿命。而发动机的循环寿命则由飞行状况决定。然而还没有一种可以科学、准确地计算循环寿命的方法，

目前用户通常采用工作小时寿命和日历期寿命两种方法监控航空发动机的使用寿命，这两种方法虽然实现了对发动机使用寿命的部分监控，但不能真实反映航空发动机的实际工作情况，容易造成估算值过大或估算值过小两种后果，而估算值过大会浪费航空发动机的使用寿命，造成巨大的经济损失，估算值过小则会危及到飞行安全。

实用新型内容

实用新型目的：提供一种能自动统计发动机循环寿命的发动机历程记录仪。通过运算发动机燃气涡轮转速信号(Ng)，采用最新寿命监控算法科学、准确计算航空发动机的循环数，为外场监控发动机的使用寿命提供科学依据，保证发动机服役期间的使用安全。

技术方案：一种发动机历程记录仪，其包括信号采集电路、数据处理电路、程序存储电路、数据存储电路、驱动接口电路、显示电路，其中，数据处理电路经信号采集电路连接发动机燃气涡轮传感器，显示电路经驱动接口电路连接到数据处理电路上，程序存储电路和数据存储电路直接连接在数据处理电路上，另外，数据处理电路经接口电路连接外部通用计算机，所述数据处理电路包括频率转换电路、微处理器电路、编码电路和逻辑电路，其中，频率转换电路、编码电路和逻辑电路直接连接在微处理器电路上。

微处理器电路通过编码电路识别旋钮开关的指示值，通过I/O端口控制显示电路。

微处理器电路包括频率量信号的采集、历程信息的计算、数据记录控制、任务调度、对工作状态的判断、与地面设备的通讯、历程数据的修改和配置参数的加载。

有益效果：本实用新型主要解决航空发动机使用寿命的监控，通过采集发动机燃气涡轮转速信号，科学、准确地计算并记录航空发动机使用中的工作时间和循环寿命消耗。这种通过监控循环寿命来监控航空发动机使用寿命的方法具有以下几点有益效果：

1、更科学、准确地反映发动机的使用寿命，更好地保障了飞行安全

发动机循环寿命是一种结构寿命的表示形式，是控制那些因低循环疲劳而损坏、危及飞机和乘员安全的关键零件的一种手段。本实用新型是通过发动机的完整循环和部分循环两部分来统计其循环寿命的，是通过统计转速最大值确定完整循环，然后统计部分循环进行累加，最后完整循环与部分循环累加值相加得到当次飞行的循环寿命。因此，循环寿命监控方法划分更加精细，更能科学、准确地反映发动机的使用寿命，同时有效地保证飞行安全。而使用工作小时寿命来计算的发动机使用寿命容易出现估算过大或过小的情况，造成估算不准确，甚至危及飞行安全。

2、节省成本

最新研究表明，循环寿命更能准确反映发动机的使用寿命。采用工作小时寿命方法监控航空发动机的使用寿命时，会出现发动机使用寿命估算过小的情况，即发动机的使用已达到工作小时寿命，但实际上其循环寿命还未达到，这样就造成了发动机使用寿命的浪费，造成巨大的经济损失。

3、体积小、重量轻、操作简单、显示直观、易于维护

本实用新型是智能化电子设备，综合数据采集、运算处理、数据下载、显示等诸多功能，可以在软硬件不发生更改的情况下，仅需使用通用计算机对产品更改不同发动机的最大转速和门限值就可满足不同发动机的需要，具有体积小、重量轻、操作简单、显示直观、易于维护等特点。

附图说明

图1为发动机历程记录仪硬件组成示意图；

图2为数据处理电路组成示意图；

图3为循环寿命记录流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述。

请参阅图1，本实用新型发动机历程记录仪包括信号采集电路、数据处理电路、程序存储电路、数据存储电路、驱动接口电路、显示电路。其中，数据处理电路经信号采集电路连接发动机燃气涡轮传感器，显示电路经驱动接口电路连接到数据处理电路上，程序存储电路和数据存储电路直接连接在数据处理电路上，另外，数据处理电路经接口电路连接外部通用计算机。

其中各电路功能如下：

信号采集电路：采集发动机燃气涡轮转速传感器的发动机燃气涡轮转速信号(通常信号为幅值最大为50V的频率信号，试验过程中信号可用信号源发送)，并将信号转换为+5V的频率信号，直接送到处理器。

数据处理电路：数据处理电路是整个硬件平台的核心部分，主要实现发动机历程算法的解算和任务调度等功能。

如图2所示，所述数据处理电路进一步包括频率转换电路、微处理器电路、编码电路和逻辑电路，其中，频率转换电路、编码电路和逻辑电路直接连接在微处理器电路上。

程序存储电路：装载执行程序。

数据存储电路：存储循环数、累计的循环数和配置信息等。

驱动接口电路：驱动显示设备。

显示电路：显示循环数等(8位数码管就能满足要求)。

接口电路：可以与通用计算机通讯，实现发动机历程算法中相关参数的修改和修正，可以在不更改软硬件设计的条件下，满足对不同发动机燃气涡轮转速信号的需求，且接口电路预留有RS422接口和HDLC接口，可以适应不同的通讯方式。

请参阅图3，本实用新型发动机历程记录仪工作时，信号采集电路采集发动机燃气涡轮转速传感器的发动机燃气涡轮转速信号，信号采集电路将采集到的50V频率信号转换为5V频率信号后，发送到数据处理电路，统计出最大转速(发动机额定功率100％时的转速)和最小转速(发动机减速至85％而不停车再加速)，以及最大转速和最小转速出现的次数，通过完整循环和部分循环计算系数解算出循环数，并计算出发动机的循环寿命，通过驱动接口电路送到显示电路进行显示，同时将计算结果存储在数据存储电路中。

本实用新型发动机历程记录过程如下：

步骤1：接收来自信号采集电路的频率信号；

步骤2：统计整个飞行过程中出现的最大转速，并根据最大转速所在区间确定出K1；同时统计出整个飞行过程中，最小转速出现在部分循环各区间的次数，确定出当次K2，并根据最小转速出现的次数累计K2；

步骤3：将K1与各累计K2相加运算得出发动机的循环数。

步骤4：通过驱动接口电路送到显示电路进行显示，同时将计算结果存储在数据存储电路中。

其中，所述的K1为与最大转速相关的完整循环计算系数，K2为与最小转速相关的部分循环计算系数。

另外，在地面通讯状态时，可以通过RS232接口进行通讯，完成系统的自检、数据下载、配置参数加载和数据修正等功能。同时硬件平台中的接口电路可以与通用计算机通讯，实现发动机历程算法中完整循环和部分循环门限值的修改，可以在不更改软硬件设计的条件下，满足对不同发动机燃气涡轮转速信号的需求。

Claims (3)

1.一种发动机历程记录仪，其特征在于，包括信号采集电路、数据处理电路、程序存储电路、数据存储电路、驱动接口电路、显示电路，其中，数据处理电路经信号采集电路连接发动机燃气涡轮传感器，显示电路经驱动接口电路连接到数据处理电路上，程序存储电路和数据存储电路直接连接在数据处理电路上，另外，数据处理电路经接口电路连接外部通用计算机，所述数据处理电路包括频率转换电路、微处理器电路、编码电路和逻辑电路，其中，频率转换电路、编码电路和逻辑电路直接连接在微处理器电路上。

2.根据权利要求1所述的发动机历程记录仪，其特征在于，微处理器电路通过编码电路识别旋钮开关的指示值，通过I/O端口控制显示电路。

3.根据权利要求1所述的发动机历程记录仪，其特征在于，微处理器电路包括频率量信号的采集、历程信息的计算、数据记录控制、任务调度、对工作状态的判断、与地面设备的通讯、历程数据的修改和配置参数的加载。