RU2608888C1

RU2608888C1 - Method of controlling aircraft engines capacitive ignition system

Info

Publication number: RU2608888C1
Application number: RU2015139130A
Authority: RU
Inventors: Андрей Николаевич Мурысев; Александр Владимирович Краснов; Евгений Викторович Распопов
Original assignee: Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния"
Priority date: 2015-09-14
Filing date: 2015-09-14
Publication date: 2017-01-26

Abstract

FIELD: engines and pumps, devices for fuel combustion.

SUBSTANCE: invention relates to ignition of combustible mixtures by means of electric spark, particularly to capacitive ignition units, and can be used to control ignition systems installed on the engine. Method of controlling an aircraft engines capacitive ignition system involves measurement of a time interval between sequential reservoir capacitor discharge current pulses running to the spark plug and caused solely by switching of power stored at the said capacitor and exceeding the preset check magnitude, measured time interval between the said reservoir capacitor discharge current pulses is compared with the preset time interval describing the allowable minimum repetition frequency of spark discharges in the plug spark gap characterized by that during operation of the ignition system measured is ambient pressure in the volume, where the working end of the plug is arranged, caused by effect on the medium of the spark discharge on the plug working end caused by switching to the plug of the stored at the storage capacitor energy exceeding the preset reference value, serviceability of the ignition system is determined by the measured pressure of the preset reference value.

EFFECT: higher reliability of controlling an aircraft engines capacitive ignition system.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике розжига горючих смесей с помощью электрической искры, в частности к емкостным агрегатам зажигания, и может быть использовано для контроля систем зажигания, установленных на двигатель.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 ignition systems mounted on an engine.

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 [Патент РФ №2338080, 21.02.2006].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 [RF patent №2338080, 21.02.2006].

К недостаткам этого способа контроля следует отнести невозможность его применения для контроля емкостных систем зажигания, установленных на двигательThe disadvantages of this control method include the impossibility of its use for monitoring capacitive ignition systems installed on the engine

Частично указанных недостатков, имеющихся в аналогах, лишен способ контроля емкостной системы зажигания, описанный в [Агрегат зажигания СК-44-3Б. Руководство по технической эксплуатации 8ГЗ.246.180РЭ], 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 f_min.Partially indicated drawbacks available in analogues are deprived of the method for monitoring a capacitive ignition system described in [Ignition unit SK-44-3B. Manual for technical operation 8GZ.246.180RE], which consists in the fact that during operation of a capacitive ignition system, the time between successively subsequent pulses of a discharge current is measured, due to periodic switching of the energy stored in the storage capacitor to the spark plug; 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 .

Недостатком указанного способа контроля системы зажигания 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 f_min. Однако при уменьшении пробивного напряжения коммутирующих разрядников, с помощью которых осуществляется коммутация запасенной на накопительном конденсаторе энергии на свечу зажигания (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 this method of monitoring the ignition system is that the decision on the operability of the ignition system is made only after the actual frequency of spark discharges on the candles exceeds the minimum acceptable, i.e. f more than f _min . However, when the breakdown voltage of switching arrester is reduced, with the help of which the energy stored in the storage capacitor is switched to the spark plug (Fig. 1), the constant power of the converter that converts the supply voltage of the ignition unit to the voltage used to charge the storage capacitor, the sparking frequency on candles ignition increases as 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 P₂ - мощность преобразователя;where P ₂ is the power of the Converter;

С_н - емкость накопительного конденсатора системы зажигания;With _n - the capacity of the storage capacitor of the ignition system;

U_пр - пробивное напряжение коммутирующего разрядника;U _CR - breakdown voltage of a switching arrester;

f - частота следования искровых разрядов на свече.f is the frequency of spark discharges on the candle.

где Q - запасенная на накопительном конденсаторе энергия, коммутируемая на свечу зажигания.where Q is the energy stored at the storage capacitor, switched to the spark plug.

При этом уменьшение напряжения U_np может привести к уменьшению запасенной энергии Q менее Q_min, 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 [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.; 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.]. При уменьшении пробивного напряжения коммутирующего разрядника частота следования искровых разрядов на свече увеличивается, что будет идентифицироваться как работоспособное состояние системы зажигания.In this case, a decrease in voltage U _np 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 [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; 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 reports of the international scientific conference “Engines of the XXI Century”, part II, TsIAM, Moscow, 2000]. With a decrease in the breakdown voltage of the switching spark gap, the frequency of the spark discharges on the candle increases, which will be identified as a working state of the ignition system.

Таким образом, использование способа контроля работоспособности емкостной системы зажигания, описанного в [Агрегат зажигания СК-44-3Б. Руководство по технической эксплуатации 8ГЗ.246.180 РЭ], для двигателей летательных аппаратов, к которым предъявляются повышенные требования к надежности осуществляемых запусков, не позволяет обеспечить достаточную контролепригодность системы зажигания, т.к. при его реализации может быть получена ложная информация о статусе (работоспособности) системы зажигания. Повышение фактической частоты f следования искровых разрядов на свечах зажигания значения более минимально допустимой частоты f_min (при уменьшении запасенной на накопительном конденсаторе энергии Q менее Q_min, вызванного, например, уменьшением пробивного напряжения коммутирующего разрядника), по которой судят о работоспособности системы зажигания, дает недостаточно достоверную информацию о состоянии системы зажигания. 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.Thus, the use of the method of monitoring the performance of a capacitive ignition system described in [Ignition unit SK-44-3B. Technical Maintenance Manual 8GZ.246.180 OM], for aircraft engines, which are subject to increased requirements for the reliability of the launches, does not provide sufficient control of the ignition system, because during its implementation, false information about the status (operability) of the ignition system can be obtained. An increase in the actual frequency f following the spark discharges on the spark plugs to a value of more than the minimum permissible frequency f _min (when the energy Q stored on the storage capacitor is less than Q _min , caused, for example, by a decrease in the breakdown voltage of the switching spark gap), by which the performance of the ignition system is judged, insufficiently reliable information about the state of the ignition system. 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 not be obtained.

Кроме того, уменьшение запасенной на накопительном конденсаторе энергии Q_min или частоты f менее f_min 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 [Х.В. Кесаев, Р.С. Трофимов Надежность летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1982 г.] 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 _min stored on the storage capacitor 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 [Kh.V. Kesaev, R.S. Trofimov Reliability of aircraft. - M .: Engineering, 1982] with a pressure surge in the combustion chamber, which due to shock can damage engine elements and elements of automatic control systems.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ контроля емкостной системы зажигания, описанный в [Патент РФ №2463523, 04.02.2011], принятый за прототип, заключающийся в том, что измеряют интервал времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока накопительного конденсатора на свечу, вызванными коммутацией запасенной на накопительном конденсаторе энергии, превышающей установленное контрольное значение энергии, коммутируемой на свечу зажигания, 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.Closest to the claimed invention is a method for monitoring a capacitive ignition system described in [RF Patent No. 2463523, 02/04/2011], adopted as a prototype, namely, that they measure the time interval between successively subsequent pulses of the discharge current of the storage capacitor per candle caused by switching the energy stored at the storage capacitor in excess of the set control value of the energy switched to the spark plug, the measured time interval between the indicated pulses of the discharge the current of the storage capacitor is compared with a predetermined time interval 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.

Однако способ контроля емкостной системы зажигания, принятый за прототип, имеет недостаточную достоверность в части идентификации наличия искрового разряда непосредственно на рабочем торце свечи зажигания (в искровом зазоре). При нарушении электропрочности высоковольтных соединений, например, высоковольтного провода кабеля зажигания, высоковольтных соединений кабеля зажигания с агрегатом и свечей зажигания, электрическом пробое изоляции свечи зажигания, разряд накопительного конденсатора в виде искрового разряда может локализоваться в месте потери электрической прочности, пробоя изоляции, т.е. без протекания искрового разряда на рабочем торце свечи. В ряде случаев разряд накопительного конденсатора агрегата может происходить параллельно, как в искровом зазоре свечи зажигания, так и в месте пробоя изоляции (потере электропрочности высоковольтных элементов системы зажигания). В обоих указанных выше случаях реализация для контроля работоспособности системы зажигания способа контроля, принятого за прототип, дает недостоверный результат, т.к. электрические разряды по месту потери электропрочности изоляции (пробою изоляции) будут обусловлены разрядами накопительного конденсатора с запасенной энергией, превышающей контрольное значение с частотой следования разрядных импульсов большей, чем минимально допустимое. Таким образом, реализация способа контроля, принятого за прототип, не выявит отсутствия искрообразования на рабочем торце свечи в ее искровом зазоре. Аппаратная реализация прототипа выдаст в САУ двигателя ложный сигнал о работоспособности системы зажигания. При протекании электрических разрядов параллельно в искровом зазоре свечи и по месту пробоя изоляции в искровом зазоре свечи выделяется значительно меньше энергии, что приводит к невоспламенению компонентов топлива в камере сгорания при запуске двигателя со значительной задержкой воспламенения, приводящей к накоплению в камере сгорания компонентов топлива с последующим их воспламенением с «хлопком».However, the method of monitoring a capacitive ignition system, adopted as a prototype, has insufficient reliability in identifying the presence of a spark discharge directly at the working end of the spark plug (in the spark gap). In case of violation of the electrical strength of high-voltage connections, for example, a high-voltage wire of the ignition cable, high-voltage connections of the ignition cable with the unit and spark plugs, electrical breakdown of the insulation of the spark plug, the discharge of the storage capacitor in the form of a spark discharge can be localized at the place of loss of electric strength, breakdown of insulation, i.e. . without leakage of spark at the working end of the candle. In some cases, the discharge of the storage capacitor of the unit can occur in parallel, both in the spark gap of the spark plug and in the place of breakdown of insulation (loss of electrical strength of high-voltage elements of the ignition system). In both of the above cases, the implementation for monitoring the performance of the ignition system of the control method adopted for the prototype gives an unreliable result, because electrical discharges at the site of loss of electrical strength of insulation (breakdown of insulation) will be caused by discharges of the storage capacitor with stored energy exceeding the control value with a discharge pulse repetition rate greater than the minimum allowable. Thus, the implementation of the control method adopted for the prototype does not reveal the absence of sparking on the working end of the candle in its spark gap. The hardware implementation of the prototype will give a false signal to the engine about the operability of the ignition system. When electric discharges occur in parallel in the spark gap of the candle and at the place of breakdown of insulation in the spark gap of the candle, much less energy is released, which leads to non-ignition of the fuel components in the combustion chamber when the engine starts, with a significant ignition delay, which leads to the accumulation of fuel components in the combustion chamber, followed by their ignition with "cotton".

Задачей, решаемой заявленным изобретением, является повышение достоверности контроля емкостной системы зажигания двигателей летательных аппаратов.The problem solved by the claimed invention is to increase the reliability of the control of the capacitive ignition system of aircraft engines.

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, в процессе работы системы зажигания измеряют изменение давления окружающей среды в объеме, в котором размещен рабочий торец свечи, обусловленное воздействием на эту среду искрового разряда на рабочем торце свечи, вызванного коммутацией на свечу запасенной на накопительном конденсаторе энергии, превышающей установленное значение, о работоспособности системы зажигания судят по превышению измеряемого давления установленного контрольного значения.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 In the course of operation of the ignition system, the change in the ambient pressure in the volume in which the working end of the candle is located due to the effect of a spark discharge on this medium of the working end of the candle caused by switching on the candle is measured the energy stored at the storage capacitor in excess of the set value, the performance of the ignition system is judged by the excess of the measured pressure set the reference value.

Новым в заявляемом изобретении является то, что измеряют изменение давления окружающей среды в объеме, в котором размещен рабочий торец свечи, обусловленное воздействием на эту среду искрового разряда на рабочем торце, вызванного коммутацией на свечу запасенной на накопительном конденсаторе энергии, превышающей установленное значение, судят о работоспособности системы зажигания по превышению измеряемым давлением контрольного значения.New in the claimed invention is that they measure the change in environmental pressure in the volume in which the working end of the candle is located, due to the impact on this medium of a spark discharge at the working end, caused by switching to a candle stored in an energy storage capacitor in excess of the set value, judge about the efficiency of the ignition system when the measured pressure exceeds the reference value.

В заявляемом способе контроля измеряют дополнительно к частоте следования искровых разрядов на свече зажигания с накопительной энергией, превышающей заданное контрольное значение, амплитудное значение давления окружающей среды, обусловленное воздействием на эту среду конденсированного искрового разряда накопительного конденсатора, генерируемого в искровом зазоре свечи разрядом накопительного конденсатора агрегата зажигания накопленной энергии, превышающей установленные контрольные значения. Известно, что уровень (амплитуда) такого давления является функцией мощности и энергии в конденсированном искровом разряде, величины искрового зазора, характеристики среды, в которой происходит искровой (конденсированный) разряд, длительности протекания фронта нарастания первой полуволны тока в разряде, формы разрядной камеры междуэлектродного промежутка [Физика быстропротекающих процессов. Под редакцией Н.А. Злобина, 2 т., М.: Мир, 1971 г. (с. 257); В.А. Балагуров. Агрегаты зажигания, М., Машиностроение, 1968 (см. с. 259)]. Для неизменной конструкции разрядного промежутка свечи (рабочего торца), одинаковой величины искрового зазора и параметрах разрядного контура агрегата зажигания: накопленной энергии, сопротивлении и индуктивности (в т.ч. высоковольтного кабеля зажигания), т.е одном и том же агрегате зажигания или типе агрегатов зажигания, изменение давления окружающей среды (максимальная амплитуда кратковременного повышения давления) будет практически одинаковой. Соответственно контроль и сравнение фактически имеющего место амплитудного значения этого давления с заданным контрольным значением позволяет однозначно идентифицировать наличие искрового разряда на рабочем торце свечи в искровом зазоре с заданной энергетической эффективностью использования запасенной в накопительном конденсаторе энергии.In the inventive control method, in addition to the repetition rate of spark discharges on the spark plug with storage energy exceeding a predetermined control value, the amplitude value of environmental pressure due to exposure to this medium of a condensed spark discharge of the storage capacitor generated in the spark gap of the spark plug by the discharge of the storage capacitor of the ignition unit accumulated energy exceeding the established control values. It is known that the level (amplitude) of such pressure is a function of power and energy in a condensed spark discharge, the size of the spark gap, the characteristics of the medium in which the spark (condensed) discharge occurs, the duration of the rise of the front of the first half-wave current in the discharge, the shape of the discharge chamber of the interelectrode gap [Physics of fast processes. Edited by N.A. Zlobin, 2 vols., M .: Mir, 1971 (p. 257); V.A. Balagurov. Ignition aggregates, M., Mechanical Engineering, 1968 (see p. 259)]. For a constant design of the discharge gap of the spark plug (working end), the same size of the spark gap and the parameters of the discharge circuit of the ignition unit: stored energy, resistance and inductance (including the high-voltage ignition cable), i.e. the same ignition unit or type ignition units, the change in ambient pressure (maximum amplitude of a short-term increase in pressure) will be almost the same. Accordingly, monitoring and comparing the actual amplitude value of this pressure with a given control value allows you to uniquely identify the presence of a spark discharge on the working end of the candle in the spark gap with a given energy efficiency of using the energy stored in the storage capacitor.

По мере электроэрозионной выработки контактов электродов свечи зажигания в связи с увеличением величины искрового зазора свечи и увеличением энергии и мощности конденсированного разряда [В.А. Балагуров. Агрегаты зажигания, М., Машиностроение, 1968 (см. с. 259)], уровень измеряемого пикового значения измеряемого давления окружающей среды будет увеличиваться [Физика быстропротекающих процессов. Под редакцией Н.А. Злобина, 2 т., М.: Мир, 1971 г. (с. 257)]. С другой стороны, при пробое изоляции высоковольтных элементов системы зажигания: высоковольтных соединителей кабеля зажигания с агрегатом зажигания или свечой, пробое изоляции свечи зажигания, в искровом зазоре свечи зажигания, будет отсутствовать расширяющийся с большой скоростью искровой конденсированный разряд, а следовательно и значимые изменения давления окружающей среды, превышающие заданные контрольные значения. При возникновении параллельных искровых разрядов по месту пробоя изоляции высоковольтных цепей и в искровом зазоре свечи - в последнем значительно уменьшается мощность и энергия разряда и, таким образом, скорость расширения канала искрового разряда. Это также значительно уменьшает амплитуду измеряемого давления окружающий рабочий торец свечи среды, и следовательно амплитуда этого давления становится менее заданного контрольного значения.As electroerosive generation of the electrode contacts of the spark plug occurs due to an increase in the spark gap of the spark plug and an increase in the energy and power of the condensed discharge [V.A. Balagurov. Ignition Units, M., Mechanical Engineering, 1968 (see p. 259)], the level of the measured peak value of the measured ambient pressure will increase [Physics of fast processes. Edited by N.A. Zlobin, 2 vols., M .: Mir, 1971 (p. 257)]. On the other hand, during the breakdown of the insulation of the high-voltage elements of the ignition system: high-voltage connectors of the ignition cable with the ignition unit or the spark plug, the breakdown of the insulation of the spark plug, in the spark gap of the spark plug, there will be no spark condensed discharge expanding at high speed, and therefore significant changes in the ambient pressure environments exceeding specified control values. In the event of parallel spark discharges at the breakdown location of the insulation of high-voltage circuits and in the spark gap of the spark plug, the latter significantly reduces the discharge power and energy and, thus, the expansion speed of the spark discharge channel. It also significantly reduces the amplitude of the measured pressure surrounding the working end of the candle medium, and therefore the amplitude of this pressure becomes less than the specified reference value.

Кроме этого, в случае нарушения целостности потенциальных цепей систем зажигания, таких как соединение контактных устройств кабеля зажигания с проводом зажигания, вызванных значительными механическими воздействиями на него, например, виброударными нагрузками, резонансными явлениями из-за неоптимальной трассировки и закрепления кабеля зажигания на двигателе и т.д., потери запасенной в конденсаторе энергии в этих дополнительных искровых промежутках в процессе разряда также приведут к уменьшению мощности и энергии электрического разряда в искровом промежутке свечи, а следовательно, и уменьшению скорости расширения канала искрового разряда в последнем, соответственно к уменьшению амплитуды изменения давления окружающей среды менее заданного контрольного значения.In addition, in case of violation of the integrity of potential circuits of the ignition system, such as the connection of the contact devices of the ignition cable with the ignition wire, caused by significant mechanical stresses on it, for example, vibration shock loads, resonance phenomena due to non-optimal tracing and fixing of the ignition cable to the engine, etc. .d., the losses of energy stored in the capacitor in these additional spark gaps during the discharge process will also lead to a decrease in the power and energy of the electric discharge yes spark in the spark gap, and consequently, a decrease in the rate of expansion of the spark discharge channel in the latter, respectively, to decrease environmental changes in pressure amplitude less than a predetermined reference value.

При коротком замыкании контактов электродов свечи, вызванном их подплавлением вследствие перегрева рабочего торца свечи выше допустимой температуры, полном закоксовании искрового зазора свечи твердыми продуктами неполного сгорания компонентов топлива (например, рабочей камеры стреляющих свечей), уровень изменения давления окружающей среды будет практически неизменным, т.е. менее заданного контрольного значения давления.With a short circuit of the contacts of the candle electrodes caused by their melting due to overheating of the working end of the candle above the permissible temperature, complete coking of the spark gap of the candle with solid products of incomplete combustion of fuel components (for example, the working chamber of shooting candles), the level of change in environmental pressure will be practically unchanged, i.e. e. less than the specified pressure reference value.

Измерение изменения давления окружающей среды в объеме, в котором размещен рабочий торец свечи, обусловленного воздействием на окружающую среду искрового разряда на рабочем торце свечи, вызванного коммутацией на свечу запасенной на накопительном конденсаторе энергии, превышающей установленное контрольное значение, сравнение амплитуды измеряемого давления с заданным контрольным значением позволяет значительно повысить достоверность известного способа контроля. Одновременный контроль превышения запасенной на накопительном конденсаторе энергии и изменения давления окружающей среды позволяет исключить ложную оценку нормальной работоспособности системы зажигания и в том случае, если амплитуда изменения давления окружающей среды превышает заданное контрольное значение, а запасенная энергия на накопительном конденсаторе не превышает установленное контрольное значение. Это может быть в том случае, если превышение заданного контрольного значения давления окружающей среды обеспечено за счет использования свечей со значительно увеличенным искровым зазором. Очевидно, что при этом запасенная энергия на накопительном конденсаторе менее заданного контрольного значения свидетельствует о том, что при смене свечи зажигания на новую (с начальным значением величины искрового зазора, т.е без электроэрозионной выработки) энергия, выделяемая в искровом зазоре свечи будет менее необходимой для обеспечения требуемого диапазона воспламенения компонентов топлива. Более того, такое соотношение уже свидетельствует об изменении параметров искрового разряда, что также еще до замены свечи на новую может значительно уменьшить диапазон условий, при которых происходит надежное воспламенение компонентов топлива.Measurement of changes in ambient pressure in the volume in which the working end of the candle is placed, due to the impact on the environment of a spark discharge on the working end of the candle, caused by switching to the candle stored in an energy storage capacitor exceeding the set reference value, comparing the amplitude of the measured pressure with a given reference value can significantly increase the reliability of the known control method. Simultaneous monitoring of excess energy stored in the storage capacitor and changes in the ambient pressure eliminates the false assessment of the normal operability of the ignition system even if the amplitude of the change in ambient pressure exceeds the specified control value, and the stored energy on the storage capacitor does not exceed the set control value. This can be the case if the excess of the specified control value of the ambient pressure is ensured through the use of candles with a significantly increased spark gap. It is obvious that in this case, the stored energy at the storage capacitor less than the specified reference value indicates that when the spark plug is replaced with a new one (with the initial value of the spark gap, i.e., without electrical discharge emission), the energy released in the spark gap of the spark plug will be less than necessary to provide the required ignition range of the fuel components. Moreover, this ratio already indicates a change in the parameters of the spark discharge, which even before replacing the spark plug with a new one can significantly reduce the range of conditions under which reliable ignition of the fuel components occurs.

Следовательно, предлагаемый способ контроля работоспособности обеспечивает не только повышение достоверности контроля работоспособности емкостной системы зажигания, но и повышает глубину контроля работоспособности системы зажигания.Therefore, the proposed method for monitoring the health provides not only an increase in the reliability of monitoring the health of the capacitive ignition system, but also increases the depth of monitoring the health of the ignition system.

Предлагаемый способ контроля работоспособности емкостных систем зажигания может использоваться и для эксплуатации элементов систем зажигания по техническому состоянию, в том числе свечей зажигания по значению увеличенного давления окружающей среды, обусловленного увеличением энергии искрового разряда на рабочем торце. Такое увеличение значения давления в общем случае определяется увеличением искрового зазора. Это влечет и повышение пробивного напряжения свечи зажигания, работающих совместно с высоковольтным агрегатом зажигания. В пределе увеличения искрового зазора ведет к превышению пробивного напряжения свечи над максимальным напряжением, развивающим агрегатом зажигания и к отказу свечи - отсутствию искрообразования и отсутствию искрообразования на рабочем торце по этой причине. Использование предлагаемого способа контроля позволяет обеспечить замену свечи до ее отказа в процессе запуска двигателя.The proposed method for monitoring the performance of capacitive ignition systems can also be used to operate ignition system elements in technical condition, including spark plugs in terms of increased ambient pressure due to an increase in spark discharge energy at the working end. Such an increase in pressure is generally determined by an increase in the spark gap. This leads to an increase in the breakdown voltage of the spark plug, working in conjunction with a high-voltage ignition unit. In the limit of increasing the spark gap leads to an excess of the breakdown voltage of the spark plug over the maximum voltage, the developing ignition unit and to the failure of the spark plug - the absence of sparking and the absence of sparking at the working end for this reason. Using the proposed control method allows the replacement of the spark plug before its failure in the process of starting the engine.

Заявленный способ контроля емкостной системы зажигания позволит своевременно выявить параметрические отказы агрегата зажигания и свечи, приводящие к выходу запасенной энергии на накопительном конденсаторе, частоты следования искровых разрядов непосредственно на рабочем торце свечи зажигания за допустимые пределы, исключить так называемые «пушечные» запуски двигателей и связанные с этим нарушения работы аппаратуры систем управления, нарушения целостности двигателей, получить более достоверную информацию, в т.ч. по глубине контроля отказов и причин их возникновения при исследовании причин срыва запуска двигателей, сократить затраты на их доводку в процессе выполнения работ по отработке двигателей летательных аппаратов на этапе ОКР.The claimed method for monitoring a capacitive ignition system will allow timely identification of parametric failures of the ignition unit and the spark plugs leading to the release of stored energy on the storage capacitor, the frequency of spark discharges directly on the working end of the spark plug beyond the permissible limits, and the so-called “cannon” engine starts and associated by this, malfunctions of the control system equipment, impaired engine integrity, to obtain more reliable information, including by the depth of control of failures and the causes of their occurrence in the study of the causes of failure to start the engines, to reduce the costs of their refinement in the process of performing work on the development of aircraft engines at the stage of design and development.

На чертеже представлен один из вариантов устройства, реализующего заявляемый способ контроля емкостной системы зажигания двигателей летательных аппаратов, в котором измерение запасенной энергии на накопительном конденсаторе осуществляют путем измерения амплитудного значения разрядного тока накопительного конденсатора.The drawing shows one of the variants of the device that implements the inventive method of controlling a capacitive ignition system for aircraft engines, in which the measurement of the stored energy at the storage capacitor is carried out by measuring the amplitude value of the discharge current of the storage capacitor.

Устройство, реализующее предлагаемый способ контроля, содержит датчик разрядного тока 1 (например трансформатор тока), устройство сравнения 2 (компаратор), задатчик контрольного (эталонного) напряжения амплитуды разрядного тока 3, измерительный преобразователь 4, включающий в себя высокочастотный датчик давления (например ЛХ 610) 5, и усилитель напряжения 6, задатчик контрольного (заданного) значения изменения давления окружающей среды 7, устройство сравнения 8, ждущий одновибратор 9, логическое устройство «И» 10, измеритель интервала времени 11, исполнительный элемент 12. На чертеже также показаны элементы емкостной системы зажигания: преобразователь напряжения 13, выпрямитель 14, накопительный конденсатор 15, неуправляемый разрядник 16, резистор гальванической связи 17, свеча зажигания 18. Измерительный преобразователь 4 или высокочастотный датчик давления 5 может быть установлен в камере сгорания двигателя или в испытательной камере, в которой свеча зажигания проходит автономные испытания (например, при совместном воздействии давления и повышенной температуры), измерительный преобразователь 4 может также размещаться в зоне расположения двигателя, например со стороны его сопла. Размещение измерительного преобразователя и выбор высокочастотного датчика давления 5 зависит от задач, которое должно решаться описываемым устройством контроля: контроль при автономных испытаниях свечей зажигания, межполетный контроль или предполетный контроль статуса системы зажигания, в том числе при эксплуатации ее по техническому состоянию.A device that implements the proposed control method comprises a discharge current sensor 1 (for example, a current transformer), a comparison device 2 (comparator), a control (reference) voltage regulator for the amplitude of the discharge current 3, a measuring transducer 4, which includes a high-frequency pressure sensor (for example, LX 610 ) 5, and a voltage amplifier 6, a control unit (set) value for changing the ambient pressure 7, a comparison device 8, a one-shot standby 9, an AND logic device 10, a time interval meter 11 , actuator 12. The figure also shows the elements of a capacitive ignition system: voltage converter 13, rectifier 14, storage capacitor 15, uncontrolled discharger 16, galvanic coupling resistor 17, spark plug 18. Measuring transducer 4 or high-frequency pressure sensor 5 can be installed in the combustion chamber of the engine or in the test chamber in which the spark plug passes autonomous tests (for example, under the combined action of pressure and elevated temperature), photoelectret 4 may also be placed in the location area of the engine, for example from its nozzle. The placement of the measuring transducer and the choice of a high-frequency pressure sensor 5 depends on the tasks that should be solved by the described monitoring device: monitoring during autonomous tests of spark plugs, inter-flight monitoring or pre-flight monitoring of the status of the ignition system, including during operation according to its technical condition.

Устройство, реализующее предлагаемый способ контроля, работает следующим образом: напряжение питания через преобразователь напряжения 13 и выпрямитель 14 заряжает накопительный конденсатор 15, который при достижении на нем напряжения, равного напряжению пробоя неуправляемого разрядника 16, запасенная на конденсаторе энергия разряжается на свечу зажигания 18.A device that implements the proposed control method operates as follows: the supply voltage through the voltage converter 13 and the rectifier 14 charges the storage capacitor 15, which when it reaches a voltage equal to the breakdown voltage of the uncontrolled spark gap 16, the energy stored on the capacitor is discharged to the spark plug 18.

При пробое неуправляемого разрядника 16 происходит коммутация запасенной на накопительном конденсаторе энергии на свечу зажигания, равнойIn the breakdown of an uncontrolled spark gap 16, the energy stored in the storage capacitor is switched to the spark plug equal to

При разряде запасенной на накопительном конденсаторе энергии на свечу в ее искровом промежутке генерируется искровой разряд. Процесс заряда-разряда 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

- частота заряда-разряда накопительного конденсатора;Where

- frequency of the charge-discharge of the storage capacitor;

P₂ - выходная мощность преобразователя;P ₂ - output power of the Converter;

Q - запасенная на накопительном конденсаторе энергия.Q is the energy stored at the storage capacitor.

При разряде накопительного конденсатора 15 на свечу зажигания 18 в разрядном контуре протекает ток в форме затухающей синусоиды [В.А. Балагуров. Агрегаты зажигания, М., Машиностроение, 1968 (см. с. 259)], амплитудное значение которого равно:When a storage capacitor 15 is discharged, a current in the form of a damped sinusoid flows in the discharge circuit 18 in the spark plug [V.A. Balagurov. Ignition units, M., Mechanical Engineering, 1968 (see p. 259)], the amplitude value of which is equal to:

где I_m - амплитудное значение разрядного тока;where I _m is the amplitude value of the discharge current;

С_н - емкостью накопительного конденсатора;With _n - capacity of the storage capacitor;

ω - круговая частота изменения тока;ω is the circular frequency of the current;

U_пр - пробивное напряжение коммутирующего разрядника 16;U _CR - breakdown voltage of the switching arrester 16;

L_р - индуктивность цепи разрядного контура;L _p - the inductance of the circuit of the discharge circuit;

R_р - активное сопротивление цепи разрядного контура.R _p - the active resistance of the circuit of the discharge circuit.

Из представленных формул следует, что амплитудное значение разрядного тока системы зажигания при фактических параметрах разрядного контура агрегата зажигания, кабеля зажигания, определяется емкостью накопительного конденсатора С_н, пробивным напряжением коммутирующего разрядника U_пр. Емкость накопительного конденсатора для каждого конкретного агрегата зажигания имеет определенное значение, которое может изменяться в определенном диапазоне. Разброс значений пробивного напряжения неуправляемых разрядников может составлять значение диапазона напряжения 2,4-3,4 кВ [Разрядник Р26 ТУ 11-ОДО. 339.365 ТУ-85].From the presented formulas it follows that the amplitude value of the discharge current of the ignition system at the actual parameters of the discharge circuit of the ignition unit, ignition cable, is determined by the capacity of the storage capacitor C _n , the breakdown voltage of the switching spark gap U _etc. The capacity of the storage capacitor for each specific ignition unit has a certain value, which may vary in a certain range. The spread of breakdown voltage values of uncontrolled arresters can be the value of the voltage range 2.4-3.4 kV [Discharger P26 TU 11-ODO. 339.365 TU-85].

Для обеспечения надежного розжига топливной смеси (компонентов топлива) в камере сгорания двигателя требуется выполнение условийTo ensure reliable ignition of the fuel mixture (fuel components) in the combustion chamber of the engine, the conditions

Q>Q_min;Q> Q _min ;

f>f_min,f> f _min

где Q_min - минимальная энергия, запасенная на накопительном конденсаторе, коммутируемая на свечу зажигания;where Q _min is the minimum energy stored on the storage capacitor, switched to the spark plug;

f_min - минимальная частота следования искры разрядов на свече, достаточная для надежного розжига топливной смеси в камере сгорания во всех условиях запуска двигателя [В.А. Сосунов, Ю.А. Литвинов. Неустановившиеся режимы работы авиационных газотурбинных двигателей, М., Машиностроение, 1975, 216 стр. (см. с. 147); М.А. Алабин, Б.М. Кац, Ю.А. Литвинов // Запуск авиационных газотурбинных двигателей // М.: Машиностроение, 1968 (см. с. 62); А.Н. Лефевр. Измерение минимальной энергии зажигания в струе керосиновоздушной смеси. Combustion and Flame №1, август 1976].f _min - the minimum repetition rate of spark discharges on the candle, sufficient for reliable ignition of the fuel mixture in the combustion chamber in all conditions of engine start [V.A. Sosunov, Yu.A. Litvinov. Unsteady operating modes of aviation gas turbine engines, M., Mashinostroenie, 1975, 216 pages (see p. 147); M.A. Alabin, B.M. Katz, Yu.A. Litvinov // Launch of aircraft gas turbine engines // M .: Mechanical Engineering, 1968 (see p. 62); A.N. Lefebvre. Measurement of the minimum ignition energy in a jet of kerosene-air mixture. Combustion and Flame No. 1, August 1976].

Таким образом, имеется определенное значение минимальной амплитуды разрядного тока, соответствующее Q_min. 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 Q_min.Thus, there is a certain value of the minimum amplitude of the discharge current corresponding to 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 Q more than Q _min .

При протекании разрядного тока по вторичной обмотке датчика разрядного тока 1 индуктируется напряжение по форме, аналогичной форме разрядного тока, а по величине - пропорционально ему. Следовательно, с датчика разрядного тока 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 накопленной энергии на накопительном конденсаторе Q_min плюс ΔQ, где ΔQ обеспечивает запас по запасенной энергии Q, обеспечивающий надежное воспламенение компонентов топлива и розжиг камер сгорания в наиболее тяжелых условиях запуска двигателя.When the discharge current flows through the secondary winding of the discharge current sensor 1, the voltage is induced in a shape similar to the shape of the discharge current, and in magnitude proportional to it. Therefore, a voltage proportional to the discharge current of the ignition unit, the amplitude value of which (the amplitude of the first half-wave) is proportional to the amount of energy stored on the storage capacitor, is supplied from the discharge current sensor 1 to the input of the comparison device 2 (comparator). The reference voltage corresponding to the accumulated energy at the storage capacitor Q _min plus ΔQ, where ΔQ provides a reserve of stored energy Q, which provides reliable ignition of the fuel components and ignition of the combustion chambers under the most severe conditions of engine starting, is supplied to the second input of the comparison device 2.

При превышении величины напряжения, снимаемого с датчика разрядного тока 1, над величиной постоянного напряжения, поступающего на устройство сравнения 2 с задатчика контрольного напряжения амплитуды разрядного тока 3, т.е. при выполнении условия Q более Q_min, на выходе устройства сравнения 2 возникает импульс напряжения, формирующий на выходе ждущего одновибратора 9 импульс, длительность которого выбирается с учетом места расположения высокочастотного датчика давления 5 (т.е. длительность этого импульса равна и больше времени достижения импульса изменяемого давления от канала искрового разряда на рабочем торце свечи до высокочастотного датчика давления 5). Этот импульс напряжения поступает на первый вход логического устройства «И» 10. В том случае, если в искровом зазоре свечи зажигания на рабочем торце генерируется нормальный конденсированный искровой разряд. Он формирует изменение давления окружающей среды, воспринимаемое измерительным преобразователем 4, напряжение, с которого поступает на первый вход устройства сравнения 8, на второй вход которого поступает постоянное эталонное напряжение, пропорциональное заданному контрольному значению изменения давления. При нормальном искрообразовании полезный сигнал (напряжение) с измерительного преобразователя 4 превышает эталонный сигнал с задатчика контрольного давления окружающей среды 7. В этом случае на выходе устройства сравнения 8 формируется импульс напряжения, поступающего на второй вход логического устройства «И» 10.If the voltage taken from the discharge current sensor 1 exceeds the value of the direct voltage supplied to the comparison device 2 from the control unit of the control voltage of the discharge current amplitude 3, i.e. when the condition Q is met more than Q _min , a voltage pulse arises at the output of the comparator 2, which generates a pulse at the output of the standby one-shot 9, the duration of which is selected taking into account the location of the high-frequency pressure sensor 5 (i.e., the duration of this pulse is equal to and longer than the pulse variable pressure from the spark discharge channel on the working end of the candle to the high-frequency pressure sensor 5). This voltage pulse is supplied to the first input of the logic device “10.” In the event that a normal condensed spark discharge is generated at the working end in the spark gap of the spark plug. It generates a change in the ambient pressure, perceived by the measuring transducer 4, the voltage from which is supplied to the first input of the comparison device 8, the second input of which receives a constant reference voltage proportional to the set control value of the pressure change. Under normal sparking, the useful signal (voltage) from the measuring transducer 4 exceeds the reference signal from the setpoint of the control pressure of the environment 7. In this case, a voltage pulse is generated at the output of the comparison device 8 and is supplied to the second input of the logical device “I” 10.

Таким образом, при нормальной работе системы зажигания на выходе логического устройства «И» формируется импульс напряжения, подаваемый на вход измерителя интервала времени 11. В том случае, если частота сравнения импульсов с логического устройства «И» 10 соответствует или больше f_min, то исполнительный элемент 12 формирует сигнал о нормальной работе системы зажигания.Thus, during normal operation of the ignition system, a voltage pulse is generated at the output of the logical device “I”, which is supplied to the input of the time interval meter 11. In the event that the pulse comparison frequency from the logical device “I” 10 corresponds to or more than f _min , then the executive element 12 generates a signal about the normal operation of the ignition system.

В случае электрического пробоя изоляции высоковольтной цепи системы зажигания с высоковольтным выводом агрегата зажигания (пробой изоляции кабеля, высоковольтных соединителей кабеля зажигания с высоковольтным выводом агрегата зажигания, со свечей), изоляции свечи, исключается формирование искрового разряда на рабочем торце свечи, не смотря на то, что запасенная на накопительном конденсаторе энергия превышает контрольное заданное значение Q_min или Q_min плюс ΔQ, а частота следования разрядов накопительного конденсатора f больше f_min.In the case of an electrical breakdown of the insulation of the high-voltage circuit of the ignition system with a high-voltage output of the ignition unit (breakdown of the insulation of the cable, high-voltage connectors of the ignition cable with the high-voltage output of the ignition unit, with candles), insulation of the plug, the formation of a spark discharge at the working end of the plug is excluded, despite the fact that the energy stored at the storage capacitor exceeds the control setpoint Q _min or Q _min plus ΔQ, and the repetition rate of the discharges of the storage capacitor f is greater than f _min .

Однако, отсутствие искрового разряда на рабочем торце свечи исключает характерное изменение давления окружающей среды, и следовательно не формируется выходное напряжение в цепи измерительного преобразователя 4, устройства сравнения 8, на выходе логического устройства «И» 10 не формируется выходной сигнал, соответственно на исполнительный элемент 12 не поступает сигнал, характеризующий нормальную работу системы зажигания.However, the absence of a spark discharge at the working end of the candle eliminates a characteristic change in the ambient pressure, and therefore, the output voltage is not generated in the circuit of the measuring transducer 4, the comparison device 8, the output signal, respectively, to the actuator 12 is not generated at the output of the logical device “I” 10 no signal is received characterizing the normal operation of the ignition system.

При пробое изоляции высоковольтной цепи системы зажигания с образованием параллельно в искровом зазоре свечи искрового конденсированного разряда амплитуда изменения давления окружающей среды будет меньше, чем при нормальном искровом разряде. Поэтому напряжение на входе и соответственно на выходе измерительного преобразователя 4 будет меньше, чем контрольное эталонное напряжение, подаваемое на вход устройства сравнения 8 с задатчика контрольного давления окружающей среды 7. Это, как уже показано выше, приводит к отсутствию формирования в выходных цепях устройства контроля сигнала, идентифицирующего нормальную работу систем зажигания.In the case of breakdown of the insulation of the high-voltage circuit of the ignition system with the formation of a spark condensed discharge in the spark gap of the spark plug, the amplitude of the change in the ambient pressure will be less than with a normal spark discharge. Therefore, the voltage at the input and, accordingly, at the output of the measuring transducer 4 will be less than the control reference voltage supplied to the input of the comparison device 8 from the setpoint of the control ambient pressure 7. This, as already shown above, leads to the absence of the formation of a signal monitoring device in the output circuits identifying the normal operation of ignition systems.

Таким образом, при этом виде отказа устройство контроля, реализующее предлагаемый способ контроля емкостной системы зажигания, позволяет его идентифицировать и исключить получение ложного сигнала о работоспособности системы зажигания. Аналогично работает устройство контроля и при разрыве потенциальных цепей разрядного контура (обрыве высоковольтного провода, его соединения с контактными устройствами), а также при уменьшении величины искрового зазора из-за подплавления контактов электродов свечи, сформированной в разрядной камере стреляющей свечи пробки из кокса (продуктов неполного сгорания компонентов топлива), или отложениях между электродами свечи в искровом зазоре «стеклянной пробки», образующейся при попадании на вход двигателя песка при работе газотурбинного двигателя в условиях повышенной концентрации песка на входе в его воздухосборник.Thus, with this type of failure, the control device that implements the proposed method for monitoring a capacitive ignition system allows it to be identified and to prevent the receipt of a false signal about the operability of the ignition system. The monitoring device works similarly when the potential circuits of the discharge circuit break (breakage of the high-voltage wire, its connection with contact devices), and also when the spark gap decreases due to the fusion of the electrode contacts of the plug formed in the discharge chamber of the firing plug of the coke plug (products of incomplete combustion of fuel components), or deposits between the spark plug electrodes in the spark gap of a “glass plug”, which is formed when sand enters the engine’s inlet during gas turbine operation th engine in conditions of increased concentration of sand at the entrance to its air intake.

Очевидно, что при подаче на устройство сравнения 8 с задатчика контрольного напряжения давления окружающей среды напряжения, равного сумме контрольного напряжения и вольтдобавки, пропорциональной текущему изменению давления в камере сгорания до генерации искрового конденсированного разряда в искровом зазоре и размещении датчиков давления в камере сгорания, устройство контроля, реализующее предлагаемый способ контроля емкостной системы зажигания, позволит обеспечить и контроль работы системы зажигания в процессе запуска двигателя (при изменении давления в камере сгорания), что также обеспечивает повышение достоверности контроля. Это позволяет для двигателей, критичных к выходным параметрам системы зажигания, вывести выходной сигнал устройства контроля в систему управления двигателя и при их несоответствии заданным требованиям выполнить аварийный останов двигателя.It is obvious that when applying to the comparison device 8 from the control voltage reference setpoint the pressure of the ambient pressure equal to the sum of the control voltage and voltage addition proportional to the current pressure change in the combustion chamber before generating a spark condensed discharge in the spark gap and placing pressure sensors in the combustion chamber, the control device that implements the proposed method for monitoring a capacitive ignition system, it will also provide control over the operation of the ignition system in the process of starting the engine ( when the pressure in the combustion chamber changes), which also provides an increase in the reliability of control. This allows for engines critical to the output parameters of the ignition system to output the output signal of the monitoring device to the engine control system and, if they do not meet the specified requirements, perform an emergency engine shutdown.

Представленное описание работы устройства, реализующее предлагаемый способ контроля системы зажигания двигателей летательных аппаратов, иллюстрирует его преимущество над известными аналогами и прототипом:The presented description of the operation of the device that implements the proposed method for controlling the ignition system of aircraft engines illustrates its advantage over the known analogues and prototype:

- большую информативность, глубину и достоверность контроля;- greater information content, depth and reliability of control;

- возможность параметрического контроля соответствия выходных параметров систем зажигания: запасенной энергии, частоты следования искровых разрядов, косвенно мощности и энергии искрового разряда (через контроль изменения давления окружающей свечу среды) требованиям по условиям запуска двигателя.- the possibility of parametric control of the compliance of the output parameters of the ignition system: stored energy, repetition rate of spark discharges, indirectly the power and energy of the spark discharge (through control of changes in the pressure of the environment surrounding the spark plug) to the requirements for engine starting conditions.

Предлагаемый способ контроля может быть применен для перевода системы зажигания на эксплуатацию по техническому состоянию, т.к. позволяет выявить момент времени, при котором только начинаются процессы изменения основных параметров, определяющие надежность запуска камеры сгорания двигателя. Заявленный способ позволяет уменьшить затраты на логистику двигателей летательных аппаратов в эксплуатации в части использования емкостных систем зажигания, что отвечает требованиям рынка комплектующих летательных аппаратов изделий, его применение позволяет уменьшить время на поиск отказавших элементов системы зажигания сократить время вынужденного простоя воздушного судна или летательного аппарата, что в свою очередь повышает достоверности контроля емкостной системы зажигания двигателей летательных аппаратов.The proposed control method can be applied to transfer the ignition system to operation according to the technical condition, because allows you to identify a point in time at which only the process of changing the basic parameters that determine the reliability of starting the combustion chamber of the engine. The claimed method allows to reduce the cost of logistics of aircraft engines in operation in terms of the use of capacitive ignition systems, which meets the requirements of the market for components of aircraft products, its use allows to reduce the time spent on the search for failed elements of the ignition system to reduce the time of forced downtime of an aircraft or aircraft, which in turn, increases the reliability of the control of the capacitive ignition system of aircraft engines.

Проведенные испытания подтвердили эффективность предлагаемого устройства контроля. Аппаратно-схемная реализация функциональных узлов устройства контроля, реализующего заявляемый способ контроля емкостной системы зажигания, может быть построена на известных схемных построениях [У. Титце, К. Шенк. Полупроводниковая схемотехника. Справочное руководство. Пер. с нем. - М., Мир, 1982, 512 стр.].The tests confirmed the effectiveness of the proposed control device. Hardware-circuit implementation of the functional units of the control device that implements the inventive method for monitoring a capacitive ignition system can be built on well-known circuit designs [U. Titz, C. Schenck. Semiconductor circuitry. Reference guide. Per. with him. - M., Mir, 1982, 512 pp.].

Claims

A method for monitoring a capacitive ignition system for 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 pulse of the discharge the current of the storage capacitor is compared with a predetermined time interval characterizing the permissible the minimum repetition rate of spark discharges in the spark gap of a candle, characterized in that during the operation of the ignition system the change in ambient pressure is measured in the volume in which the working end of the candle is located, due to the effect of a spark discharge on this medium on the working end of the candle caused by switching on a candle stored in an energy storage capacitor in excess of the set control value, the performance of the ignition system is judged by the measured pressure exceeding the set o reference value.