调节燃料流量的阈值的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术的方法包括：获取喷入所述涡轮发动机的燃烧室内的并由涡轮发动机的燃料计量装置传送的燃料流量的第一估算值(E1)的获取步骤(E20)；获取喷入该燃烧室内的燃料流量的第二估算值(E2)的获取步骤(E30)，该第二估算值在燃料流量值的至少一个范围内比该第一估算值更精确，该第二估算值由带有流量计的估算装置传送；以及，利用第一估算值(E1)和第二估算值(E2)之间的估算差值(ΔE)调节所述燃料流量的阈值(C0(acc)、C0(dec))的调节步骤(E70，E80)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】调节燃料流量的阈值的方法和装置
本专利技术涉及涡轮发动机的一般领域，并优选应用于航空领域。本专利技术特别涉及在飞机飞行的过渡阶段(诸如加速或减速阶段)调节飞机涡轮发动机引擎(诸如涡轮喷气发动机)的燃料流量。
技术介绍
众所周知，涡轮喷气发动机的燃料流量的调节是为了确保在加速阶段或减速阶段喷入涡轮喷气发动机燃烧室内的燃料质量流量不会超越某个限定值，因为超过该值时涡轮喷气发动机会出现故障。例如，这种故障可能是在加速阶段涡轮喷气发动机的压缩器喘振或在减速阶段涡轮喷气发动机熄火。目前，这种调节依赖于对喷入燃烧室的燃料的质量流量的估算，该燃料的质量流量是根据涡轮喷气发动机的燃料计量装置的位置来建立的。更确切地说，燃料计量装置带有位置滑块，又称之为燃料计量阀(FMV)，如果穿过滑块的压力差保持恒定时，滑块的位置与喷入燃烧室内的燃料容积流量成比例。移动时，滑块会或多或少地阻挡燃料计量装置中的燃料流动截面S。截面S(又称之为燃料计量装置的流通面积)可根据滑块位置而很容易地确定。其与喷入燃烧室内的燃料的容积流量成比例。截面S通过发动机电子控制装置(ECU)经由伺服控制回路来控制，电子控制装置(ECU)是飞机全权限数字发动机控制系统(FADEC)的组成部分。电子控制装置(ECU)以设定值信号的形式建立对燃料质量流量的需求，该设定值信号经由伺服控制回路被发送到燃料计量装置，该燃料质量流量需求然后被转换成容积流量。于是，在测量燃料计量装置的位置和本领域技术人员已知的其相关关系的基础上，可以从而估算出喷入燃烧室的燃料的质量流量。这种关系取决于飞机所使用燃料的密度(即，每个单位容积的质量)。燃料密度通常假定为在飞机执行任务期间是恒定的。其可根据基准条件来预先确定，即其作为在基准温度下的基准燃料的函数可被预先确定。然而，这种假设并没有考虑相对于基准燃料所使用的燃料特性的可能变化，也没有考虑当涡轮喷气发动机运行时相对于基准温度的燃料温度的可能变化。也没有考虑如下情况，对于给定燃料来讲，在该关系中使用的基准值附近，可能存在密度值的不同。此外，特别是，这种假设存在与处理计量装置的位置的测量结果时所使用的电子设备的部件的互换性相关的各种不确定性，以及与电子设备的这些部件的精度相关的各种不确定性。结果，使用这种关系会导致喷入燃烧室的燃料的估算的质量流量的不精确，而该流量在调节涡轮喷气发动机时会被用到。非常遗憾的是，如果喷入燃烧室的燃料的质量流量被燃料计量装置估计得过低，这意味着在加速的瞬态级期间涡轮喷气发动机可用的加速余量反而会被估计得过高(即，会推定涡轮喷气发动机的加速余量大于正确估算时的燃料质量流量的推定余量)。于是，存在涡轮喷气发动机加速的风险，而这并不是预期的，而且，潜在的风险是，在加速期间会出现压缩机喘振。反之，在减速级期间，涡轮喷气发动机的减速余量被低估(即，会推定涡轮喷气发动机的减速余量小于正确估算时的燃料质量流量的推定余量)。于是，存在的风险是不能正常减速。相反，如果喷入燃烧室的燃料的质量流量被燃料计量装置估算得过高，这意味着在减速的瞬态级期间涡轮喷气发动机可用的减速余量会被估计得过高(即，会推定涡轮喷气发动机的减速余量大于正确估算时的燃料质量流量的推定余量)。于是，存在的风险是涡轮喷气发动机会出现速度不足或熄火的风险。反之，在加速级的涡轮喷气发动机的加速余量会被估计得过低(即，会推定涡轮喷气发动机的加速余量小于正确估算时的燃料质量流量的推定余量)。于是，存在的风险是，不能够正常加速。于是，由计量装置所提供的估算的不精确会对涡轮喷气发动机的调节和对其所实现的性能带来不可忽视的影响。因此，需要采用一种不会出现上述缺陷的方式来对涡轮喷气发动机进行调节。
技术实现思路
本专利技术可满足这种需求，特别是，本专利技术提出了一种调节燃料流量的阈值的方法，用于在开环中调节推进飞行器的涡轮发动机，该方法包括：--获取喷入所述涡轮发动机的燃烧室内的并由涡轮发动机的燃料计量装置传送的燃料流量的第一估算值的获取步骤；--获取喷入该燃烧室内的燃料流量的第二估算值的获取步骤，该第二估算值在燃料流量值的至少一个范围内比该第一估算值更精确，该第二估算值由带有流量计的估算装置传送；以及--利用第一估算值和第二估算值之间的估算差值调节所述燃料流量的阈值的调节步骤。同样，本专利技术还提供了一种调节燃料流量的阈值的装置，用来在开环中调节推进飞行器的涡轮发动机，该装置包括：--用于获取喷入涡轮发动机的燃烧室内的并由涡轮发动机的燃料计量装置传送的燃料流量的第一估算值的获取装置；--用于获取喷入燃烧室内的燃料流量的第二估算值的获取装置，该第二估算值在燃料流量值的至少一个范围内比第一估算值更精确，该第二估算值由带有流量计的估算装置传送；以及--用于利用第一估算值和第二估算值之间的估算差值来调节燃料流量的阈值的调节装置。按照本专利技术的定义，燃料流量的阈值确定了在给定时刻喷入涡轮发动机的燃烧室内的最大或最小的燃料流量。特别是在加速或减速阶段，当调节发动机时，该阈值特别重要，因为在开环中将该阈值与喷入涡轮发动机的燃烧室内的实际燃料流量的估算值进行比较后，有利于调节燃料传送量和估算涡轮发动机可用的加速或减速余量。这个阈值也称之为加速停止值或减速停止值。于是，这些加速和减速停止值对涡轮发动机的性能进行了限制。通常，这些值都是由负责涡轮发动机运行性的矢量来设定，以避免涡轮发动机出现故障，诸如加速时的喘振(引起加速功率的下降)，或减速时涡轮发动机熄火。特别是，按已知方式，在确定加速和减速停止值时，要参照涡轮发动机的压缩器的喘振线，同时也要考虑涡轮发动机的部件磨损、测量设备的不精度以及各种涡轮发动机之间可能遇到的基准值的不同等。有利的是，本专利技术提出了在调节这些阈值或停止值时，考虑到了计量装置以某些流量传送的燃料流量的估算值的精度(或更确切地说，不精确性)的问题。优选地，确保了采用第一估算值和第二估算值之间的估算差值来对阈值进行调节，而该调节只有在喷入燃烧室的燃料流量值是在第二估算值比第一估算值更精确的这个范围内时才进行。按照本专利技术的定义，由涡轮发动机的燃料计量装置传送的有关燃料流量的术语“估算值”，或者是指由燃料计量装置直接传送的估算值，或者是指从计量装置(即，包含上述燃料计量阀(FMV)的装置)的状态中推导得出的估算值的延伸，该估算值是在运用本领域技术人员熟知的适当关系时从阀的滑块位置推导得出的。更确切地说，本专利技术提出了，在用于调节涡轮发动机的阈值(即加速和/或减速停止值)中，结合了由计量装置传送的燃料流量估算值和由带有流量计的估算装置传送的更精确的估算值之间的差值。例如在文献FR2958976或文献EP1510795中介绍的这种估算装置。按已知方式，在喷入涡轮发动机的燃烧室的燃料流量的至少一个范围内，这种估算值比计量装置的更精确。在加速停止值和/或减速停止值中结合该差值可避免对涡轮发动机在加速或减速阶段期间限制过大或限制不足。这样可提高可用的加速余量和减速余量。根据所进行的调节方式，从而可以：--节省加速和减速所需时间；涡轮发动机的性能从而得到改善；和/或--保护涡轮发动机，防止出现喘振或转速不足或熄火。此外，由估算装置传送的估算值尽管在至少一个燃料流量值的范围内比计量装置所传送的燃料流量估算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调节燃料流量的阈值(C0(acc)、C0(dec))的方法，用于在开环中调节推进飞行器的涡轮发动机(1)，所述方法包括：‑‑获取喷入涡轮发动机(1)的燃烧室内的并由涡轮发动机的燃料计量装置(2)传送的燃料流量的第一估算值(E1)的获取步骤(E20)；‑‑获取喷入该燃烧室内的燃料流量的第二估算值(E2)的获取步骤(E30)，该第二估算值在燃料流量值的至少一个范围内比该第一估算值更精确，该第二估算值由带有流量计(5A)的估算装置(5)传送；以及‑‑利用第一估算值(E1)和第二估算值(E2)之间的估算差值(ΔE)调节所述燃料流量的阈值(C0(acc)、C0(dec))的调节步骤(E70，E80)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.21 FR 12558521.一种调节燃料流量的阈值(C0(acc)、C0(dec))的方法，用于在开环中调节推进飞行器的涡轮发动机(1)，所述方法包括：--获取喷入涡轮发动机(1)的燃烧室内的并由涡轮发动机的燃料计量装置(2)传送的燃料流量的第一估算值(E1)的获取步骤(E20)；--获取喷入该燃烧室内的燃料流量的第二估算值(E2)的获取步骤(E30)，该第二估算值在燃料流量值的至少一个范围内比该第一估算值更精确，该第二估算值由带有流量计(5A)的估算装置(5)传送；以及--利用第一估算值(E1)和第二估算值(E2)之间的估算差值(ΔE)调节所述燃料流量的阈值(C0(acc)、C0(dec))的调节步骤(E70，E80)。2.根据权利要求1所述的调节方法，其中，该调节步骤(E70，E80)包括：将被预先确定的加权因子(γ)加权后的第一估算值与第二估算值之间的估算差值，加到燃料流量的阈值(C0(acc),C0(dec))上。3.根据权利要求2所述的调节方法，进一步包括比较步骤(E50)，即，将被预先确定的加权因子(γ)加权后的第一估算值和第二估算值之间的估算差值，与第一估算值和第二估算值之间的预期精度差值进行比较。4.根据权利要求1所述的调节方法，进一步包括比较步骤(E50)，即，将第一估算值和第二估算值之间的估算差值，与在由计量装置传送的第一估算值的预期精度的基础上确定的阈值进行比较。5.根据权利要求1所述的调节方法，其中，燃料流量的阈值(C0(acc))是在飞机加速阶段采用的数值。6.根据权利要求5所述的调节方法，其中，在调节步骤期间，如果第一估算值...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·扎维罗特，塞德里克·德杰拉希，布鲁诺·罗伯特·加利，伊斯梅尔·西拉，
申请(专利权)人：斯奈克玛，
类型：发明
国别省市：法国;FR