一种航空风冷小型发动机热管理部件的控制算法制造技术

本发明专利技术提供一种航空风冷小型发动机热管理部件控制的的计算方法，目的是为了风冷发动机通过实时调整热管理部件的风门开度，从而控制冷却发动机的气流量大小及流向让发动机工作在最优温度范围内。包括一下步骤：S1、发动机目标温度设置；S2、发动机不同工况下对应的热管理部件基本开度；S3、基于发动机温度热管理部件的热管理部件开度闭环调节；S4、最终输出的热管理部件开度；S5、仿真测试、S6、实测验证。针对新型开发的航空风冷小型发动机热管理部件控制，可以实现自动控制风冷发动机的温度在一定范围内。基于发动机温度自动实时调整热管理部件的开度，让发动机工作在最优范围内，这样大大减小操作人员的工作负荷。样大大减小操作人员的工作负荷。样大大减小操作人员的工作负荷。

【技术实现步骤摘要】
一种航空风冷小型发动机热管理部件的控制算法


[0001]本专利技术属于航空发动机
，具体地说，本专利技术涉及一种针对航空风冷小型发动机热管理部件控制的计算方法。

技术介绍

[0002]目前，航空发动机应用的环境复杂，带有热管理部件风冷小型发动机如果人为调整热管理部件需要操作人员频繁操作，而且飞控通讯与发动机通讯中断时就人为操作无效，热管理部件的控制算法集成到发动机控制器就可以基于发动机温度自动实时调整热管理部件的开度，让发动机工作在最优范围内，这样大大减小操作人员的工作负荷。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提供一种航空风冷小型发动机热管理部件控制的的计算方法，目的是为了风冷发动机通过实时调整热管理部件的风门开度，从而控制冷却发动机的气流量大小及流向让发动机工作在最优温度范围内。这种控制思路可以拓展到其他基于温度自动调整的控制系统。
[0004]一种航空风冷小型发动机热管理部件控制的计算方法，包括步骤：
[0005]S1、发动机目标温度设置；
[0006]S2、发动机不同工况下对应的热管理部件基本开度；
[0007]S3、基于发动机温度热管理部件的热管理部件开度闭环调节；
[0008]S4、最终输出的热管理部件开度；
[0009]所述的航空风冷小型发动机热管理部件控制还包括步骤：
[0010]S5、仿真测试；
[0011]S6、实测验证。
[0012]所述步骤S5包括：
[0013]S501、建立仿真模型，实现不同的热管理部件需求开度转变成发动机控制器可以驱动的脉冲宽度调制信号(PWM信号)；
[0014]S502、数据预设；
[0015]S503、进行仿真验证。
[0016]S503中，进行仿真验证时，主要包括软件在环，验证在发动机温度为目标温度时，热管理部件的风门开度应为固定值，当发动机实际温度出现变化时为闭环调节，当温度上升时热管理部件的风门开度增加，可以增加通过发动机本体的流量；当温度下降时热管理部件的风门开度减小，可以减小通过发动机本体的流量。
[0017]所述步骤S503中，包括以下：
[0018]步骤一、采集发动机在不同工况下的最佳工作温度：更改发动机冷却条件，从而更改发动机实际温度，记录不同温度下的功率输出，以安徽省砺德特种动力科技有限公司(以下简称砺德动力)的B2G70为例，发动机转速和负荷为区分工况的断点，记录不同工况下的
最佳温度(以下成为目标温度)，发动机最佳工作温度范围为80℃
‑
100℃。
[0019]步骤二、以发动机转速和负荷为区分工况的断点，在实验桨台上(标况)测试不同工况下闭环调节下稳态后输出的占空比，将此占空比填写到发动机不同工况下对应的热管理部件基本开度表内；
[0020]步骤三、闭环调节方案要有以下输入元素：温度偏差(目标温度
‑
发动机当前温度)、占空比调节步长(基于温度偏差查表得到，温度差越大调节步长越大，温度差越小调节步长越小)、调节关闭及开启时间(基于温度偏差查表得到，当外部环境条件改变时温度是滞后的，因此调节后激活后执行开启时间后需要关闭调节一定时间，该时间基于发动机实际温度响应填写)。因此闭环调节方案就是以温差查表后得出调节量，执行一定时间后关闭调节等待发动机实际温度更改后再进行下一步调节一致持续到发动机稳定到目标转速，整个过程为发动机在各工况下的稳态运行。
[0021]步骤四、最终输出的热管理部件开度，最终输出需要考虑热管理部件参与的整个运行工况，发动机控制器上电后发动机处于停机状态(简称上电状态)、发动机正常运行状态、发动机停止工作状态(停机状态)，在上电及停机状态无特殊要求下热管理部件应为关闭状态，发动机正常运行状态时为闭环调节，为了避免热管理部件风门调节时抖动需要做去抖处理增加滤波或梯度处理本专利技术采用的是梯度处理。
[0022]所述步骤S6包括：
[0023]S601、实验准备：搭载热管理部件的发动机、发动机控制器、桨台试验台用于更换工况、带有通讯设备的电脑用来监控发动机状态、发动机温度和热管理部件的风门开度；
[0024]S602、模拟发动机在使用过程中的工况，上电、正常运行的各工况，油门0％(怠速)、20％、40％、60％、80％、100％，每个点记录发动机实际温度变化与热管理部件的风门开度的调节趋势，采集数据后回怠速，发动机停机；
[0025]本专利技术的有益效果：针对新型开发的航空风冷小型发动机热管理部件控制，可以实现自动控制风冷发动机的温度在一定范围内。基于发动机温度自动实时调整热管理部件的开度，让发动机工作在最优范围内，这样大大减小操作人员的工作负荷。
[0026]以下将结合附图和实施例，对本专利技术进行较为详细的说明。
附图说明
[0027]图1是本专利技术的功能设计流程图。
[0028]图2是本专利技术航空风冷小型发动机热管理部件控制算法流程图；
[0029]图3是硬件在桨台测试台结构的示意图。
[0030]图中：1.试验台框架、2.滑轨机构、3.连接背板、4.数据采集模块、5.扭矩传感器、6.拉压力传感器、7.数据采集箱。
具体实施方式
[0031]申请文本中术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不
能理解为指示或暗示相对重要性。
[0032]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0033]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本专利技术的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
[0034]如图1所示，本专利技术提供了一种航空风冷小型发动机热管理部件控制的计算方法，包括如下的步骤：
[0035]S1、发动机目标温度设置；
[0036]S2、发动机不同工况下对应的热管理部件基本开度；
[0037]S3、基于发动机温度热管理部件的热管理部件开度闭环调节；
[0038]S4、最终输出的热管理部件开度；
[0039]具体地说，本专利技术的航空风冷小型发动机热管理部件控制的计算方法是基于发动机控制系统(ECU)，该控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空风冷小型发动机热管理部件控制的计算方法，其特征在于：包括步骤如下：S1、发动机目标温度设置；S2、发动机不同工况下对应的热管理部件基本开度；S3、基于发动机温度热管理部件的热管理部件开度闭环调节；S4、最终输出的热管理部件开度；S5、仿真测试；S6、实测验证；所述步骤S5包括：S501、建立仿真模型，实现不同的热管理部件需求开度转变成发动机控制器可以驱动的脉冲宽度调制信号；S502、数据预设；S503、进行仿真验证。2.如权利要求1所述的航空风冷小型发动机热管理部件控制的计算方法，其特征在于：S503中，进行仿真验证时，主要包括软件在MATLAB仿真测试，验证在发动机温度为目标温度时，热管理部件的风门开度应为固定值，当发动机实际温度出现变化时为闭环调节，当温度上升时热管理部件的风门开度增加，可以增加通过发动机本体的流量；当温度下降时热管理部件的风门开度减小，可以减小通过发动机本体的流量。3.如权利要求2所述的航空风冷小型发动机热管理部件控制的计算方法，其特征在于：所述步骤S503中，包括以下：步骤一、采集发动机在不同工况下的最佳工作温度：更改发动机冷却条件，从而更改发动机实际温度，记录不同温度下的功率输出，以一款70cc排量的二冲程发动机，发动机转速和负荷为区分工况的断点，记录不同工况下的最佳温度，发动机最佳工作温度范围为80℃
‑
100℃；步骤二、以发动机转速和...

【专利技术属性】
技术研发人员：任黎霞，侯建英，薛飞，
申请(专利权)人：安徽砺德特种动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：