RU2463523C1 - Method of controlling aircraft engine capacitive ignition system - Google Patents
Method of controlling aircraft engine capacitive ignition system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2463523C1 RU2463523C1 RU2011104121/06A RU2011104121A RU2463523C1 RU 2463523 C1 RU2463523 C1 RU 2463523C1 RU 2011104121/06 A RU2011104121/06 A RU 2011104121/06A RU 2011104121 A RU2011104121 A RU 2011104121A RU 2463523 C1 RU2463523 C1 RU 2463523C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ignition system
- storage capacitor
- ignition
- discharge current
- voltage
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике розжига горючих смесей с помощью электрической искры, в частности к емкостным агрегатам зажигания, и может быть использовано для контроля системы зажигания, установленной на двигатель, в т.ч. в процессе его запуска, а также в перерывах между запусками двигателей летательных аппаратов.The invention relates to techniques for igniting combustible mixtures using an electric spark, in particular to capacitive ignition units, and can be used to control an ignition system mounted on an engine, including in the process of its launch, as well as in breaks between launches of aircraft engines.
Известен способ контроля емкостной системы зажигания реактивных двигателей, заключающийся в определении наличия плазменного факела, генерируемого свечой, на нормируемом расстоянии от рабочего торца свечи, установленной в запальное устройство при работе в составе системы зажигания, при этом смачивают искровой зазор свечи нормируемым количеством жидкого топлива, измеряют ионизационный ток плазменного факела, генерируемого свечой, сравнивают параметры ионизационного тока с эталонными и по результатам сравнения делают вывод о пригодности системы зажигания [1].There is a method of monitoring a capacitive ignition system of jet engines, which consists in determining the presence of a plasma torch generated by a candle at a normalized distance from the working end of the candle installed in the ignition device when operating as part of the ignition system, while the spark gap of the candle is wetted by the normalized amount of liquid fuel, measured The ionization current of a plasma torch generated by a candle compares the parameters of the ionization current with the reference ones and, based on the results of the comparison, concludes that STI ignition system [1].
К недостаткам этого способа контроля следует отнести невозможность его применения для контроля емкостных систем зажигания, установленных на двигатель.The disadvantages of this control method include the impossibility of its use for monitoring capacitive ignition systems installed on the engine.
Известен также способ обнаружения неисправности конденсаторной системы зажигания газотурбинного двигателя [2], заключающийся в обнаружении неисправности путем продувки газа через внутренние полости свечи и соединительного кабеля, измерении тока разряда накопительного конденсатора и давления внутри этих полостей. В итоге, о неисправности системы зажигания судят по появлению импульсов повышенного давления в течение времени протекания тока разряда конденсатора. Импульсное повышение давления характеризует наличие отказа в системе зажигания. Этот способ контроля позволяет выявить отказ в системе зажигания как в процессе запуска двигателя, так и при проверках работоспособности системы зажигания между запусками двигателя. Однако контроль отсутствия отказов в системе зажигания в описанном способе контроля не позволяет оценить соответствие выходных параметров системы зажигания требованиям обеспечения розжига топливной смеси в камере сгорания двигателя в заданном диапазоне высот и скоростей полета летательного аппарата, давления и температуры окружающей среды.There is also a known method for detecting a malfunction of a condenser ignition system of a gas turbine engine [2], which consists in detecting a malfunction by blowing gas through the internal cavity of the plug and the connecting cable, measuring the discharge current of the storage capacitor and the pressure inside these cavities. As a result, the malfunction of the ignition system is judged by the appearance of high pressure pulses during the flow time of the capacitor discharge current. A pulsed pressure increase indicates a failure in the ignition system. This control method allows you to identify a failure in the ignition system both during the engine start-up, and during the operation tests of the ignition system between engine starts. However, the control of the absence of failures in the ignition system in the described control method does not allow to assess the compliance of the output parameters of the ignition system with the requirements for ensuring the ignition of the fuel mixture in the engine combustion chamber in a given range of altitudes and flight speeds of the aircraft, pressure and ambient temperature.
Для различных типов двигателей летательных аппаратов способность емкостной системы зажигания обеспечивать розжиг топливной смеси в камере сгорания в заданных условиях запуска, например, газотурбинного двигателя (наземный высотный запуск, запуск с режима авторотации, противопомпажный запуск) характеризуется минимальной энергией, запасенной на накопительном конденсаторе агрегата зажигания, которая коммутируется на свечу зажигания, и частотой следования искровых разрядов на свече зажигания, генерируемых при коммутации запасенной на накопительном конденсаторе энергии на свечу зажигания, заданных для каждого типа двигателя по условиям запуска. Эти параметры должны соответствовать определенному минимальному значению запасенной энергии Qmin и минимальной частоте искрообразования на свечах fmin [3-5].For various types of aircraft engines, the ability of a capacitive ignition system to provide ignition of the fuel mixture in the combustion chamber under specified starting conditions, for example, a gas turbine engine (ground-based high-altitude start, autorotation start, anti-surge start) is characterized by the minimum energy stored on the storage capacitor of the ignition unit, which is switched to the spark plug, and the frequency of the spark discharges on the spark plug generated by switching stored on energy storage capacitor to the spark plug, set for each type of engine according to the starting conditions. These parameters must correspond to a certain minimum value of the stored energy Q min and the minimum frequency of spark formation on candles f min [3-5].
Таким образом, для контроля работоспособности емкостных систем зажигания требуется контролировать факт, что выходные параметры системы зажигания - запасаемая на накопительном конденсаторе энергия Q и фактическая частота следования искровых разрядов на свечах f - превышают минимально допустимые соответственно Qmin и fmin.Thus, to control the operability of capacitive ignition systems, it is necessary to control the fact that the output parameters of the ignition system — the energy Q stored on the storage capacitor and the actual frequency of spark discharges on the candles f — exceed the minimum allowable Q min and f min, respectively.
Частично указанных недостатков, имеющихся в аналогах, лишен способ контроля емкостной системы зажигания, описанный в [6], заключающийся в том, что при работе емкостной системы зажигания измеряют время между последовательно следующими импульсами разрядного тока, обусловленными периодической коммутацией запасенной на накопительном конденсаторе энергии на свечу зажигания, по превышению этим временем заданного значения времени судят о работоспособности системы зажигания. Измерение этого промежутка времени между последовательно следующими разрядными токами накопительного конденсатора агрегата зажигания, определяющими частоту следования искровых разрядов в искровом промежутке свечи зажигания, сравнение его с заданным максимально допустимым интервалом времени позволяет оценить факт превышения фактической частоты следования искровых разрядов на свечах (частоты искрообразования) значения минимально допустимой частоты искрообразования fmin. Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ, описанный в [6], принятый за прототип.Partially indicated drawbacks available in the analogs are deprived of the method for monitoring a capacitive ignition system described in [6], which consists in the fact that during operation of a capacitive ignition system, the time between successively subsequent discharge current pulses is measured due to periodic switching of the energy stored in the storage capacitor to the candle ignition, by exceeding the set time value by this time, they judge the operability of the ignition system. Measurement of this period of time between successively following discharge currents of the storage capacitor of the ignition unit, determining the repetition rate of spark discharges in the spark gap of the spark plug, comparing it with a given maximum allowable time interval makes it possible to evaluate the fact that the actual repetition rate of spark discharges on candles (sparking frequency) exceeds the minimum permissible sparking frequency f min . Closest to the claimed invention is the method described in [6], adopted as a prototype.
Недостатком способа контроля системы зажигания, принятого за прототип, является то, что решение о работоспособности системы зажигания принимают только по факту превышения фактической частоты следования искровых разрядов на свечах над минимально допустимой, т.е. f более fmin. Однако при уменьшении пробивного напряжения коммутирующих разрядников, с помощью которых осуществляется коммутация запасенной на накопительном конденсаторе энергии на свечу зажигания (типовая схема разрядного контура емкостной системы зажигания приведена на фиг.1) постоянной мощности преобразователя, осуществляющего преобразование напряжения питания агрегата зажигания в напряжение, используемое для заряда накопительного конденсатора, частота искрообразования на свечах зажигания увеличивается, т.к. частота искрообразования на свечах, мощность преобразователя, пробивные напряжения коммутирующего разрядника связаны следующим соотношением:The disadvantage of the control system of the ignition system adopted for the prototype is that the decision on the operability of the ignition system is made only upon the fact that the actual frequency of the spark discharges on the candles exceeds the minimum acceptable, i.e. f more than f min . However, when the breakdown voltage of the switching arresters is reduced, with the help of which the energy stored in the storage capacitor is switched onto the spark plug (a typical circuit of the discharge circuit of a capacitive ignition system is shown in Fig. 1), the constant power of the converter, which converts the supply voltage of the ignition unit to the voltage used for the charge of the storage capacitor, the frequency of sparking on the spark plugs increases, because the frequency of sparking on candles, the power of the converter, the breakdown voltage of a switching arrester are connected by the following ratio:
где Сн - емкость накопительного конденсатора системы зажигания;where C n - the capacity of the storage capacitor of the ignition system;
Uпр - пробивное напряжение коммутирующего разрядника;U CR - breakdown voltage of a switching arrester;
P2 - мощность преобразователя;P 2 - power converter;
- запасенная на накопительном конденсаторе энергия Q, коммутируемая на свечу зажигания;- energy Q stored at the storage capacitor, switched to the spark plug;
f - частота следования искровых разрядов на свече.f is the frequency of spark discharges on the candle.
При этом уменьшение напряжения Uпр может привести к уменьшению запасенной энергии Q менее Qmin, что в свою очередь приводит к невоспламенению топливной смеси (срыву розжига камеры сгорания) и, как следствие, к незапуску двигателя. Уменьшение пробивного напряжения коммутирующего разрядника может быть вызвано различными причинами: скрытыми дефектами при изготовлении, выявленными только в процессе эксплуатации, воздействием внешних условий (например, воздействие излучения), сбоями в работе схемы управления при использовании управляемых разрядников или твердотельных высоковольтных коммутаторов [7, 8]. При уменьшении пробивного напряжения коммутирующего разрядника частота следования искровых разрядов на свече увеличивается, что будет идентифицироваться как работоспособное состояние системы зажигания, в то время как фактическое значение запасенной энергии не будет обеспечивать воспламенение топлива. Следовательно, при проверках систем зажигания между запусками двигателя и в процессе его запуска может быть получена ложная информация о соответствии выходных параметров системы зажигания заданным, при этом впоследствии при оценке причин невоспламенения топливной смеси не будет получена достоверная информация и о причинах срыва запуска двигателя.In this case, a decrease in voltage U pr can lead to a decrease in the stored energy Q less than Q min , which in turn leads to non-ignition of the fuel mixture (failure to ignite the combustion chamber) and, as a consequence, to engine failure. A decrease in the breakdown voltage of a switching arrester can be caused by various reasons: latent manufacturing defects, identified only during operation, exposure to external conditions (for example, radiation), malfunctioning of the control circuit when using controlled arrester or solid-state high-voltage switches [7, 8] . With a decrease in the breakdown voltage of the switching arrester, the frequency of spark discharges on the candle increases, which will be identified as a working state of the ignition system, while the actual value of the stored energy will not provide ignition of the fuel. Therefore, when checking ignition systems between engine starts and during its start-up, false information can be obtained about the correspondence of the output parameters of the ignition system to the specified ones, and subsequently, when assessing the causes of non-ignition of the fuel mixture, reliable information about the reasons for the failure to start the engine will be obtained.
Кроме того, уменьшение запасенной на накопительном конденсаторе энергии Q менее Qmin или частоты f менее fmin может привести не только к незапуску двигателя, но и к его запуску с большой задержкой воспламенения топливной смеси в камере сгорания. Это приводит при больших расходах топлива к так называемым «пушечным» запускам [9] с броском давления в камере сгорания, которое за счет ударного воздействия может повредить элементы двигателя и элементы систем автоматического управления.In addition, a decrease in the energy Q stored on the storage capacitor is less than Q min or frequency f less than f min can lead not only to the engine not starting, but also to its starting with a large delay in ignition of the fuel mixture in the combustion chamber. This leads at high fuel consumption to the so-called “cannon” launches [9] with a pressure surge in the combustion chamber, which, due to shock, can damage engine elements and elements of automatic control systems.
Таким образом, использование технического решения, реализующего способ согласно прототипу, не позволяет идентифицировать состояние системы зажигания, при котором необходимо срочно прекратить запуск двигателя в целях исключения повреждения аппаратуры управления и самого двигателя как в условиях эксплуатации, так и в процессе его разработки и стендовой отработки.Thus, the use of a technical solution that implements the method according to the prototype does not allow to identify the state of the ignition system, in which it is urgent to stop starting the engine in order to prevent damage to the control equipment and the engine itself both in operating conditions and in the process of its development and bench testing.
Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является повышение достоверности контроля работоспособности емкостной системы зажигания двигателя летательных аппаратов.The problem solved by the claimed invention is to increase the reliability of monitoring the performance of a capacitive ignition system of an aircraft engine.
Поставленная задача решается способом контроля емкостной системы зажигания двигателей летательных аппаратов, заключающимся в том, что измеряют интервал времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока накопительного конденсатора на свечу, вызванными только коммутацией запасенной на накопительном конденсаторе энергии, превышающей установленное контрольное значение энергии, измеренный интервал времени между указанными импульсами разрядного тока накопительного конденсатора сравнивают с заданным интервалом времени, характеризующим допустимую минимальную частоту следования искровых разрядов в искровом промежутке свечи, по их разнице судят о работоспособности системы зажигания.The problem is solved by monitoring the capacitive ignition system of aircraft engines, which consists in measuring the time interval between successively subsequent pulses of the discharge current of the storage capacitor per candle, caused only by switching the energy stored in the storage capacitor in excess of the set reference energy value, the measured time interval between the indicated pulses of the discharge current of the storage capacitor are compared with a predetermined time interval changes characterizing the permissible minimum repetition rate of spark discharges in the spark gap of the candle, judging by their difference about the performance of the ignition system.
Новым согласно изобретению является то, что проводят измерения интервала времени между импульсами разрядного тока накопительного конденсатора, вызванными только коммутацией запасенной на нем энергии, превышающей контрольное значение энергии, которое выбрано по условиям обеспечения надежности запуска.New according to the invention is that they measure the time interval between pulses of the discharge current of the storage capacitor, caused only by switching the stored energy on it, exceeding the reference value of the energy, which is selected according to the conditions for ensuring reliable start-up.
Измерение интервала времени между импульсами разрядного тока накопительного конденсатора, вызванными только коммутацией запасенной на накопительном конденсаторе энергии, превышающей заданные контрольные значения, позволяет оценивать состояние (работоспособность) емкостной системы зажигания не только по частоте следования искровых разрядов, равнойThe measurement of the time interval between the discharge current pulses of the storage capacitor, caused only by switching the energy stored on the storage capacitor in excess of the specified control values, makes it possible to evaluate the state (performance) of the capacitive ignition system not only by the spark discharge repetition rate equal to
где tu - интервал времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока накопительного конденсатора, но и по энергии, запасенной на накопительном конденсаторе Q.where t u is the time interval between successively subsequent pulses of the discharge current of the storage capacitor, but also for the energy stored on the storage capacitor Q.
Заявляемый способ контроля позволяет измерять только частоту следования искровых разрядов на свечах зажигания с накопленной энергией, превышающей заданное контрольное значение. Таким образом, при его использовании реализуется возможность контроля превышения необходимой энергии в агрегатах зажигания заданного значения Qmin, превышения частоты f следования искровых разрядов на свече, обусловленных коммутацией на свечу запасенной энергии Q более Qmin, значения fmin. В том случае, если за контрольное значение энергии Qконтр и минимальное значение частоты fmin принять соответственно минимальное значение запасенной энергии на накопительном конденсаторе агрегата зажигания Qmin и значение частоты следования искровых разрядов на свече зажигания, обеспечивающих необходимый диапазон розжига камеры сгорания и заданные пусковые характеристики двигателя по давлению и температуре при наземном запуске, высоте и скорости полета при высотном запуске, применение предлагаемого способа контроля позволяет повысить достоверность контроля статуса (работоспособности) системы зажигания. Проверки состояния системы зажигания могут проводиться как в процессе запуска двигателей, так и между их запусками. Применение предлагаемого способа контроля позволяет своевременно выявить параметрические отказы агрегата зажигания, приводящие к выходу запасенной энергии на накопительном конденсаторе, частоты следования искровых разрядов на свечах зажигания за допустимые пределы, исключить так называемые «пушечные» запуски двигателей и связанное с этим нарушение работы аппаратуры систем управления, нарушение целостности двигателей, получить более объективную информацию при исследовании причин срыва запуска двигателей, сократить затраты на их доводку в процессе выполнения работ по отработке запуска двигателей летательных аппаратов на этапе ОКР.The inventive control method allows you to measure only the repetition rate of spark discharges on spark plugs with stored energy in excess of a given control value. Thus, when using it, it is possible to control the excess of required energy in the ignition units of the set value Q min , the excess of the frequency f of spark discharges in the candle due to switching the stored energy Q to the candle more than Q min , and f min . In the event that the reference energy value Q counter and the minimum frequency value f min are, respectively, the minimum value of the stored energy on the storage capacitor of the ignition unit Q min and the value of the frequency of spark discharges on the spark plug, providing the necessary range of ignition of the combustion chamber and predetermined starting characteristics engine pressure and temperature at ground launch, altitude and flight speed at high-altitude launch, the application of the proposed control method allows to increase s accuracy control status (performance) of the system ignition. Checking the state of the ignition system can be carried out both in the process of starting the engines, and between their starts. The application of the proposed monitoring method allows timely detection of parametric failures of the ignition unit, leading to the release of stored energy on the storage capacitor, the frequency of spark discharges on the spark plugs beyond the permissible limits, to exclude the so-called “cannon” engine starts and the associated malfunction of the control system equipment, violation of the integrity of engines, to obtain more objective information when investigating the causes of failure to start engines, to reduce their costs ovodku during the work to simulate aircraft engine run at step OCD.
На фиг.1 представлена типовая схема разрядного контура емкостной системы зажигания.Figure 1 presents a typical diagram of the discharge circuit of a capacitive ignition system.
На фиг.2 представлено устройство, поясняющее один из вариантов реализации предлагаемого способа контроля работоспособности емкостных систем зажигания двигателей летательных аппаратов, в котором измерения запасенной энергии на накопительном конденсаторе осуществляют путем измерения амплитуды значения разрядного тока накопительного конденсатора.Figure 2 presents a device explaining one embodiment of the proposed method for monitoring the health of capacitive ignition systems of aircraft engines, in which the measurement of stored energy on the storage capacitor is carried out by measuring the amplitude of the discharge current value of the storage capacitor.
Измеренное значение информационного параметра - амплитуды разрядного тока, характеризующего запасенную на конденсаторе энергию, сравнивают со значением эталонного напряжения, соответствующего контрольному значению энергии Qконтр (Qmin).The measured value of the parameter information - the discharge current amplitude, characterizing the stored energy in the capacitor is compared with a reference voltage value corresponding to the control energy counter value Q (Q min).
Устройство, реализующее предлагаемый способ контроля, показанное на фиг.2, содержит датчик 1 разрядного тока (например, трансформатор тока), сравнивающее устройство (компаратор) 2, задатчик контрольного (эталонного) напряжения амплитуды разрядного тока 3, измеритель временного интервала (времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока) 4, исполнительный элемент (например, реле) 5. Кроме того, на фиг.2 показаны преобразователь напряжения 6, преобразующий напряжение бортовой сети в высокое напряжение, используемое для заряда накопительного конденсатора 7, выпрямитель 8, используемый для выпрямления выходного напряжения преобразователя 6, коммутирующий неуправляемый разрядник 9, резистор гальванической связи 10, свеча зажигания 11.A device that implements the proposed control method, shown in figure 2, contains a discharge current sensor 1 (for example, a current transformer), a
Устройство, реализующее предлагаемый способ контроля емкостной системы зажигания, работает следующим образом. Напряжение питания через преобразователь 6 и выпрямитель 8 заряжает накопительный конденсатор 7, который при достижении на нем напряжения, равного напряжению пробоя коммутирующего разрядника 9, разряжается на свечу зажигания 11. При пробое разрядника 9 происходит коммутация фактически запасенной на накопительном конденсаторе энергии, равнойA device that implements the proposed method for monitoring a capacitive ignition system operates as follows. The supply voltage through the
на свечу зажигания.to the spark plug.
При разряде запасенной на накопительном конденсаторе энергии на свечу в ее искровом промежутке генерируется искровой разряд. Процесс заряда-разрядки накопительного конденсатора периодически повторяется с частотойWhen the energy stored in the storage capacitor is discharged onto a candle in its spark gap, a spark discharge is generated. The charge-discharge process of the storage capacitor is periodically repeated with a frequency
где P2 - мощность преобразователя,where P 2 is the power of the Converter
Q - запасенная на накопительном конденсаторе энергия.Q is the energy stored at the storage capacitor.
При разряде накопительного конденсатора 7 на свечу зажигания 11 в разрядном контуре протекает ток в форме затухающей амплитуды [10], амплитудное значение которого равно:When a
где Im - амплитудное значение разрядного тока;where I m is the amplitude value of the discharge current;
Uпр - пробивное напряжение коммутирующего разрядника;U CR - breakdown voltage of a switching arrester;
Lp - индуктивность цепи разрядного контура;L p is the inductance of the circuit of the discharge circuit;
Rp - активное сопротивление цепи разрядного контура.R p is the resistance of the circuit of the discharge circuit.
Из представленной формулы следует, что амплитудное значение разрядного тока системы зажигания при фактических параметрах разрядного контура агрегата зажигания определяется емкостью накопительного конденсатора 7 Сн, пробивным напряжением коммутируемого разрядника 9 Uпр. Емкость накопительного конденсатора для каждого конкретного агрегата зажигания имеет определенное значение, которое может изменяться в определенном диапазоне. Разброс значений пробивного напряжения неуправляемых коммутирующих разрядников может составлять значения диапазона напряжения 2,4-3,4 кВ [11].From the presented formula it follows that the amplitude value of the discharge current of the ignition system with the actual parameters of the discharge circuit of the ignition unit is determined by the capacity of the storage capacitor 7 C n , the breakdown voltage of the switched arrester 9 U pr The capacity of the storage capacitor for each specific ignition unit has a certain value, which can vary in a certain range. The scatter of the breakdown voltage values of uncontrolled switching arresters can be the values of the voltage range 2.4-3.4 kV [11].
Для обеспечения надежного розжига топливной смеси в камере сгорания двигателя требуется, чтобыTo ensure reliable ignition of the fuel mixture in the combustion chamber of the engine, it is required that
где Qконтр, равное Qmin, fmin - соответственно контрольное (минимальное) значение энергии, запасенной на накопительном конденсаторе, коммутируемой на свечу зажигания, минимальная частота следования искровых разрядов на свече, достаточные для надежного розжига топливной смеси в камере сгорания во всех условиях запуска двигателя.where Q counter , equal to Q min , f min is respectively the control (minimum) value of the energy stored on the storage capacitor, switched to the spark plug, the minimum repetition rate of spark discharges on the candle, sufficient for reliable ignition of the fuel mixture in the combustion chamber in all starting conditions engine.
Таким образом, имеется определенное значение минимальной амплитуды разрядного тока, соответствующее Qконтр (Qmin). Контроль превышения фактической амплитуды разрядного тока при каждой коммутации запасенной на накопительном конденсаторе энергии над этим минимально допустимым значением амплитуды разрядного тока позволяет определить соответствие системы зажигания требованиям Q более Qконтр (более Qmin).Thus, there is a certain value of the minimum amplitude of the discharge current, corresponding to Q counter (Q min ). Monitoring the excess of the actual amplitude of the discharge current during each switching of the energy stored on the storage capacitor over this minimum acceptable value of the amplitude of the discharge current allows us to determine whether the ignition system meets the requirements of Q more than Q count (more than Q min ).
При протекании разрядного тока во вторичной обмотке датчика 1 индуктируется напряжение, по форме аналогичное форме разрядного тока, а по величине пропорциональное ему. Следовательно, с датчика 1 на вход устройства сравнения 2 (компаратора) поступает напряжение, пропорциональное разрядному току агрегата зажигания, амплитудное значение которого (амплитуда первой полуволны) пропорционально величине запасенной на накопительном конденсаторе энергии. На второй вход устройства сравнения 2 поступает эталонное напряжение, соответствующее значению запасенной энергии на накопительном конденсатореWhen the discharge current flows in the secondary winding of the
где ΔQ обеспечивает принятый запас по запасенной энергии, обеспечивающей надежное воспламенение топливной смеси и розжиг камеры сгорания в наиболее тяжелых условиях запуска двигателя.where ΔQ provides an accepted reserve of stored energy, which provides reliable ignition of the fuel mixture and ignition of the combustion chamber in the most difficult conditions of engine start.
При превышении величины напряжения, снимаемого с датчика 1, над величиной постоянного напряжения, поступающего на устройство сравнения 2 с задатчика контрольного значения амплитуды разрядного тока 3, т.е. при выполнении условия Q более Qконтр (более Qmin), на выходе устройства сравнения 2 возникает импульс напряжения. Последовательно следующие друг за другом разряды накопительного конденсатора, обусловленные коммутацией запасенной на накопительном конденсаторе энергии Q более Qконтр (более Qmin), создают на выходе устройства сравнения 2 последовательность импульсов напряжения. Измеритель временного интервала обеспечивает сравнение времени между последовательно следующими импульсами напряжения с заданным максимально допустимым временем между этими импульсами 
Реализация подобного измерителя интервала времени не представляет сложности и может быть выполнена различными устройствами, например, описанными в [12]. При частоте следования искровых разрядов на свечах (последовательно следующих импульсов разрядного тока накопительного конденсатора при энергии Q более Qконтр (более Qmin)) более установленного значения fmin (интервал времени между импульсами менее 
Представленное описание работы устройства, реализующее предлагаемый способ контроля системы зажигания двигателей летательных аппаратов, иллюстрирует его преимущества над известными аналогами и прототипом:The presented description of the operation of the device, which implements the proposed method for controlling the ignition system of aircraft engines, illustrates its advantages over the known analogues and prototype:
- большую информативность и достоверность контроля;- greater information content and reliability of control;
- возможность параметрического контроля соответствия выходных параметров системы зажигания: запасенной энергии, частоты следования искровых разрядов на свечах зажигания, требованиям по условиям запуска двигателя.- the possibility of parametric control of compliance of the output parameters of the ignition system: the stored energy, the frequency of spark discharges on the spark plugs, the requirements for engine starting conditions.
Применение предлагаемого способа контроля также позволяет исключить запуск двигателя с большей задержкой воспламенения топлива в камере сгорания («пушечный» запуск), тем самым исключить повреждения аппаратуры управления двигателя и самого двигателя при имеющих место бросках давления, ударных нагрузках на конструкцию двигателя летательного аппарата.Application of the proposed control method also allows to exclude engine starting with a greater delay in fuel ignition in the combustion chamber (“cannon” start), thereby eliminating damage to the engine control equipment and the engine itself during pressure surges, shock loads on the aircraft engine structure.
Очевидно, что возможны и другие схемные решения, реализующие предлагаемый способ контроля емкостной системы зажигания, например, с использованием прямого измерения напряжения на накопительном конденсаторе для оценки превышения накопляемой энергии над заданным значением Qконтр (Qmin) или путем контроля величины напряжения обмотки обратной связи при использовании обратноходовых электронных преобразователей напряжения для заряда накопительного конденсатора, по аналогии с использованием напряжения этой обмотки для стабилизации и управления значением пробивного напряжения управляемых разрядников [13].Obviously, there are other possible circuit solutions realizing the proposed method of controlling a capacitive ignition system, for example, using a direct measurement of voltage on the storage capacitor to estimate exceeding the accumulated energy over the predetermined value Q counter (Q min) or by controlling the magnitude of the feedback winding voltage during the use of flyback electronic voltage converters for charging the storage capacitor, by analogy with the use of the voltage of this winding for stabilization and control the value of the breakdown voltage of controlled arrester [13].
Предлагаемый способ контроля может быть с успехом применен для перевода систем зажигания на эксплуатацию по техническому состоянию, т.к. позволяет выявлять момент времени, при котором начинаются процессы изменения основных параметров, определяющих надежность запуска камеры сгорания двигателя, исключить досрочный съем агрегатов и свечей зажигания по выработке установленного времени работы по запускам (включениям, часам наработки) с выполнением этого по фактическому состоянию системы зажигания. Заявляемый способ позволяет уменьшить затраты на логистику двигателя летательных аппаратов в эксплуатации в части используемых систем зажигания, что отвечает требованиям рынка комплектующих летательные аппараты изделий.The proposed control method can be successfully applied to transfer ignition systems to operation according to the technical condition, because allows you to identify the point in time at which the processes of changing the main parameters that determine the reliability of starting the combustion chamber of the engine begin, to exclude premature removal of units and spark plugs to generate the set operating time for starts (starts, hours of operation) with the implementation of this according to the actual state of the ignition system. The inventive method allows to reduce the cost of logistics of the aircraft engine in operation in terms of the used ignition systems, which meets the requirements of the market for components of aircraft products.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ на изобретение №2338080, 10.11.2008 г.1. RF patent for the invention No. 2338080, 10.11.2008
2. Авторское свидетельство №1083716, дата приоритета 02.02.1983 г.2. Copyright certificate No. 1083716, priority date 02/02/1983
3. В.А.Сосунов, Ю.А.Литвинов. Неустановившиеся режимы работы авиационных газотурбинных двигателей, М.: Машиностроение, 1975, 216 с. (см. с.147).3. V.A. Sosunov, Yu.A. Litvinov. Unsteady modes of operation of aircraft gas turbine engines, Moscow: Mashinostroenie, 1975, 216 p. (see p. 147).
4. М.А.Алабин, Б.М.Кац, Ю.А.Литвинов // Запуск авиационных газотурбинных двигателей // М.: Машиностроение, 1968 (см. с.62).4. M.A. Alabin, B.M. Katz, and Yu.A. Litvinov // Launch of aircraft gas-turbine engines // M .: Mechanical Engineering, 1968 (see p. 62).
5. А.Н.Лефевр. Измерение минимальной энергии зажигания в струе керосиновоздушной смеси. Combustion and Flame №1, август 1976.5. A.N. Lefebvre. Measurement of the minimum ignition energy in a jet of kerosene-air mixture. Combustion and Flame No. 1, August 1976.
6. Агрегат зажигания СК-44-3Б. Руководство по технической эксплуатации 8Г3.246.180 РЭ.6. Ignition assembly SK-44-3B. Manual for technical operation 8Г3.246.180 РЭ.
7. А.В.Краснов, А.Н.Мурысев. Емкостные системы зажигания нового поколения для современных и перспективных ГТД. Авиационно-космическая техника и технология: сб. научных трудов. Выпуск 19. Тепловые двигатели и энергоустановки. - Харьков; гос. аэрокосмический университет «Харьковский авиационный институт», 2000 г.7. A.V. Krasnov, A.N. Murysev. Capacitive ignition systems of a new generation for modern and promising gas turbine engines. Aerospace engineering and technology: Sat. scientific works. Issue 19. Thermal engines and power plants. - Kharkiv; state Aerospace University "Kharkov Aviation Institute", 2000
8. А.В.Краснов, И.Г.Низамов, В.Н.Гладченко, А.Н.Мурысев, О.А.Попов, Ф.А.Гизатуллин. Емкостные системы зажигания для современных и перспективных ГТД. Тезисы докладов международной научной конференции «Двигатели XXI века», часть II, ЦИАМ, Москва, 2000 г.8. A.V. Krasnov, I. G. Nizamov, V. N. Gladchenko, A. N. Murysev, O. A. Popov, F. A. Gizatullin. Capacitive ignition systems for modern and promising gas turbine engines. Abstracts of the international scientific conference "Engines of the XXI Century", part II, TsIAM, Moscow, 2000
9. X.В.Кесаев, Р.С.Трофимов. Надежность двигателей летательных аппаратов. - М.: - Машиностроение, 1982 г.9.X.V. Kesaev, R.S. Trofimov. Reliability of aircraft engines. - M.: - Engineering, 1982
10. В.А.Балагуров. Агрегаты зажигания. М.: Машиностроение, 1968 (см. с.259).10. V.A. Balagurov. Ignition Units. M .: Engineering, 1968 (see p. 259).
11. Разрядник Р26 ТУ11-ОДО.339.365ТУ-85.11. Discharger R26 TU11-ODO.339.365TU-85.
12. У.Титце, К.Шенк. Полупроводниковая схемотехника. Справочное руководство. Пер. с нем. - М.: Мир, 1982, 512 с. (см. с.34, рис.18.38).12. W. Titze, C. Schenk. Semiconductor circuitry. Reference guide. Per. with him. - M .: Mir, 1982, 512 p. (see p. 34, fig. 18.38).
13. Патент РФ на изобретение №2106518, 10.03.1998 г.13. RF patent for the invention No. 2106518, 03/10/1998
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011104121/06A RU2463523C1 (en) | 2011-02-04 | 2011-02-04 | Method of controlling aircraft engine capacitive ignition system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011104121/06A RU2463523C1 (en) | 2011-02-04 | 2011-02-04 | Method of controlling aircraft engine capacitive ignition system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011104121A RU2011104121A (en) | 2012-08-10 |
| RU2463523C1 true RU2463523C1 (en) | 2012-10-10 |
Family
ID=46849361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011104121/06A RU2463523C1 (en) | 2011-02-04 | 2011-02-04 | Method of controlling aircraft engine capacitive ignition system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2463523C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2558751C1 (en) * | 2014-07-07 | 2015-08-10 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" (АО УНПП "Молния") | Control over aircraft engine capacitive ignition system |
| RU2608888C1 (en) * | 2015-09-14 | 2017-01-26 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | Method of controlling aircraft engines capacitive ignition system |
| RU2614388C2 (en) * | 2015-09-14 | 2017-03-27 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | Aircraft engines capacitive ignition system control device |
| RU2678231C1 (en) * | 2018-03-14 | 2019-01-24 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | Method of controlling aircraft engines capacitive ignition system |
| RU2680724C1 (en) * | 2018-03-14 | 2019-02-26 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | Method of controlling aircraft engines capacitive ignition system |
| RU2738210C1 (en) * | 2020-03-12 | 2020-12-09 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | Control method of capacitive ignition unit |
| RU2752014C1 (en) * | 2020-11-11 | 2021-07-21 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | Method for controlling capacitive ignition system of aircraft engines |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5224015A (en) * | 1990-12-19 | 1993-06-29 | Labo Industrie | High energy ignition generator in particular for a gas turbine |
| RU2106518C1 (en) * | 1995-01-11 | 1998-03-10 | Уфимское агрегатное конструкторское бюро "Молния" | Capacitor-type ignition system of gas-turbine engine |
| RU2134816C1 (en) * | 1992-12-24 | 1999-08-20 | Орбитал Энджин Компани (Аустралиа) ПТИ Лимитед | Ignition system and process of feed of charge from assemblage of charging means to assemblage of means for accumulation of charge in ignition system |
| KR20030046695A (en) * | 2001-12-06 | 2003-06-18 | 현대자동차주식회사 | Hybrid electric vehicle of engine control system |
-
2011
- 2011-02-04 RU RU2011104121/06A patent/RU2463523C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5224015A (en) * | 1990-12-19 | 1993-06-29 | Labo Industrie | High energy ignition generator in particular for a gas turbine |
| RU2134816C1 (en) * | 1992-12-24 | 1999-08-20 | Орбитал Энджин Компани (Аустралиа) ПТИ Лимитед | Ignition system and process of feed of charge from assemblage of charging means to assemblage of means for accumulation of charge in ignition system |
| RU2106518C1 (en) * | 1995-01-11 | 1998-03-10 | Уфимское агрегатное конструкторское бюро "Молния" | Capacitor-type ignition system of gas-turbine engine |
| KR20030046695A (en) * | 2001-12-06 | 2003-06-18 | 현대자동차주식회사 | Hybrid electric vehicle of engine control system |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГИЗАТУЛЛИН Ф.А. Емкостные системы зажигания. - Уфа: Уфимский государственный авиационный технический университет, 2002, с.39-48, рис.2.9. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2558751C1 (en) * | 2014-07-07 | 2015-08-10 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" (АО УНПП "Молния") | Control over aircraft engine capacitive ignition system |
| RU2608888C1 (en) * | 2015-09-14 | 2017-01-26 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | Method of controlling aircraft engines capacitive ignition system |
| RU2614388C2 (en) * | 2015-09-14 | 2017-03-27 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | Aircraft engines capacitive ignition system control device |
| RU2678231C1 (en) * | 2018-03-14 | 2019-01-24 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | Method of controlling aircraft engines capacitive ignition system |
| RU2680724C1 (en) * | 2018-03-14 | 2019-02-26 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | Method of controlling aircraft engines capacitive ignition system |
| RU2738210C1 (en) * | 2020-03-12 | 2020-12-09 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | Control method of capacitive ignition unit |
| RU2752014C1 (en) * | 2020-11-11 | 2021-07-21 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | Method for controlling capacitive ignition system of aircraft engines |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011104121A (en) | 2012-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2463523C1 (en) | Method of controlling aircraft engine capacitive ignition system | |
| RU2558751C1 (en) | Control over aircraft engine capacitive ignition system | |
| US9726140B2 (en) | Internal combustion engine control apparatus | |
| CN101002016B (en) | Ion current detecting apparatus for internal combustion engine | |
| JP5309134B2 (en) | Measuring device for high-frequency ignition system for internal combustion engine | |
| JP2006300065A (en) | Method and device for gas turbine engine ignition system | |
| RU2614388C2 (en) | Aircraft engines capacitive ignition system control device | |
| RU2608888C1 (en) | Method of controlling aircraft engines capacitive ignition system | |
| RU2636602C2 (en) | Method for monitoring engine start cycle of gas-turbine plant | |
| US20090292438A1 (en) | Circuit Detecting Combustion-Related Variables | |
| US8359869B2 (en) | Method and systems for adaptive ignition energy | |
| KR100424214B1 (en) | Ignition device of internal combustion engine | |
| CN108051217B (en) | The online fault detection method of aero-engine ignition driver | |
| CN110821681B (en) | Method for setting current-limiting resistor of ignition circuit of double discharge tubes of aircraft engine | |
| RU2680724C1 (en) | Method of controlling aircraft engines capacitive ignition system | |
| RU2338080C2 (en) | Method for controlling jet engine capacitive ignition system | |
| CN207892709U (en) | Aero-engine ignition driver with online fault detection system | |
| RU2678231C1 (en) | Method of controlling aircraft engines capacitive ignition system | |
| RU2628224C2 (en) | Method of controlling capacitor ignition unit with induction coil as part of ignition system | |
| CN112628050B (en) | Withstand voltage value determination method for boost capacitor of aircraft engine ignition circuit | |
| US9170175B2 (en) | Method for determining a zone where a combustion chamber ignition plug is to be positioned, and associated combustion chamber | |
| RU2738210C1 (en) | Control method of capacitive ignition unit | |
| US11798324B2 (en) | Spark igniter life detection | |
| RU2767663C1 (en) | Aircraft gas turbine engine capacitive ignition system control device | |
| RU2752014C1 (en) | Method for controlling capacitive ignition system of aircraft engines |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |