发动机最小点火转速预测方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种发动机最小点火转速预测方法、装置、设备及存储介质，所述发动机最小点火转速预测方法主要通过将涡轴发动机起动模型和燃烧室点火模型相结合，通过仿真计算手段确定发动机最小点火转速。不同于现有技术采用试验手段逐步摸索来获取发动机最小点火转速，本申请通过计算仿真手段提前确定一个发动机最小点火转速的合理范围，在满足试验目的的前提下，获取一个较为准确的发动机最小点火转速，大幅节省整机的试验时长和成本，降低试验风险。风险。风险。

【技术实现步骤摘要】
发动机最小点火转速预测方法、装置、设备及存储介质


[0001]本申请涉及发动机测试
，特别地，涉及一种发动机最小点火转速预测方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]涡轴发动机主要由核心机与动力涡轮转子组成，其中核心机由压气机、燃烧室、燃气涡轮组成，且压气机与燃气涡轮有一根轴相连，具有相同的转速，动力涡轮转子产生的功主要用于带动旋翼。涡轴发动机的起动过分三步：1、采用电机/空气涡轮起动机带动核心机转子加速旋转；2、在过程中的核心机到某转速A时燃烧室燃油喷嘴喷油点火燃烧，进一步驱动转子加速旋转，此时由电机/空气涡轮起动机及燃油产生的能量共同驱动燃气发动机；3、核心机进一步加速至某转速后，电机/空气涡轮起动停止工作，此时进一步供给燃油驱动燃气发动机至慢车。在上述步骤2中，某转速A的选取是一个关键因素，当转速A选取较大时，此时燃烧室进口的空气流量大，其导致燃烧室进口气流流速高且点火油气比(点火燃油流量/空气流量)较小(燃烧室点火燃油流量是个固定值)，使得燃烧室点不着火或者点着后无法联焰；当转速A选取较小时，此时燃烧室进口的空气流量小，导致燃烧室火油气比大，使得燃烧室由于富油无法点着，因此需要满足点火的合适的燃烧室进口空气流量。由于燃烧室进口空气流量无法测量，但燃烧室进口空气流量仅与核心机转子转速相关，所以涡轴发动机通常选择某合适的转速作为点火转速。
[0003]目前，国内在进行涡轴发动机点火转速确定时，主要采用试验的手段。在涡轴发动机试验中，当发动机通电后就开始让点火电嘴工作，起动机带转开始后，在某个转速下喷嘴喷出某燃油流量且涡轮出口温度突然大幅上升，则此时点火成功，并将此转速确定为点火转速，后续通过多次试验反复确定点火转速，保证在不同情况下均能完成点火。还有其它涡轴发动机点火转速是直接采用类似型号的试验结果，在自身试验中不断调整得到。
[0004]可见，现有的点火转速确定方法需要开展多次整机试验，不仅风险大，而且时间长、耗费较高。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种发动机最小点火转速预测方法，以解决现有的点火转速确定方法需要开展多次整机试验，不仅风险大，而且时间长、耗费较高的技术问题。
[0006]本申请采用的技术方案如下：
[0007]一种发动机最小点火转速预测方法，包括步骤：
[0008]S1、在给定燃烧室的初始供油量的情况下，将涡轴发动机核心机转速由小到大增加时，根据涡轴发动机起动模型获得不同转速下的燃烧室进口总压、燃烧室进口总温、燃烧室进口空气流量；
[0009]S2、根据不同转速下的燃烧室进口总压、燃烧室进口总温、燃烧室进口空气流量、燃烧室点火模型获得不同转速下的燃油索太尔平均直径最大值；
[0010]S3、根据燃烧室的初始供油量、燃烧室点火模型计算获得不同转速下的燃油索太尔平均直径；
[0011]S4、将不同转速下的燃油索太尔平均直径最大值与对应转速下的燃油索太尔平均直径进行对比，得到燃油索太尔平均直径小于燃油索太尔平均直径最大值的若干候选涡轴发动机核心机转速，从所述的若干候选涡轴发动机核心机转速中筛选燃油索太尔平均直径与燃油索太尔平均直径最大值的差值最小时的某一涡轴发动机核心机转速作为满足燃烧室点火要求的初始最小转速；
[0012]S5、将满足燃烧室点火要求的初始最小转速及燃烧室的初始供油量代入涡轴发动机起动模型中，获得对应的燃气涡轮出口总温；
[0013]S6、若燃气涡轮出口总温≤加速过程中的最大允许燃气涡轮出口总温，则将该初始最小转速作为发动机最小点火转速，反之，则逐步增加该初始最小转速直到燃气涡轮出口总温≤加速过程中的最大允许燃气涡轮出口总温，并将增加后的初始最小转速作为发动机最小点火转速。
[0014]进一步地，所述涡轴发动机起动模型用于给定初始转速n
g
,计算燃烧室进口参数：
[0015][P
t3
，T
t3
，W
a3
]＝f1(n
g
)
[0016]T
45
＝f2(n
g
，Wfb)
[0017]式中，n
g
是给定初始转速；P
t3
是燃烧室进口总压，T
t3
是燃烧室进口总温，W
a3
是燃烧室进口空气流量,T
45
是燃气涡轮出口总温，Wfb是燃烧室的初始供油量。
[0018]进一步地，所述燃烧室点火模型包括：
[0019]给定燃烧室的初始供油量，根据燃烧室喷嘴燃油流量和喷雾试验特性，获得如下关系：
[0020]ΔP＝f3(Wfb)
[0021]SMD＝f4(ΔP)
[0022]式中,ΔP为喷嘴压差，具体为燃油进口压力与燃烧室内压力之差，SMD为燃油索太尔平均直径；
[0023]根据燃烧室点火试验获得燃烧室能点火且能稳定燃烧的燃油索太尔平均直径最大值SMD
max
与燃烧室进口总温、总压、空气流量关系式：
[0024]SMD
max
＝f5(P
t3
，T
t3
，W
a3
)。
[0025]本申请另一方面还提供了一种发动机最小点火转速预测装置，包括：
[0026]燃烧室进口参数计算模块，用于在给定燃烧室的初始供油量的情况下，将涡轴发动机核心机转速由小到大增加时，根据涡轴发动机起动模型获得不同转速下的燃烧室进口总压、燃烧室进口总温、燃烧室进口空气流量；
[0027]燃油索太尔平均直径最大值计算模块，用于根据不同转速下的燃烧室进口总压、燃烧室进口总温、燃烧室进口空气流量、燃烧室点火模型获得不同转速下的燃油索太尔平均直径最大值；
[0028]燃油索太尔平均直径计算模块，用于根据燃烧室的初始供油量、燃烧室点火模型计算获得不同转速下的燃油索太尔平均直径；
[0029]初始最小转速计算模块，用于将不同转速下的燃油索太尔平均直径最大值与对应转速下的燃油索太尔平均直径进行对比，得到燃油索太尔平均直径小于燃油索太尔平均直
径最大值的若干候选涡轴发动机核心机转速，从所述的若干候选涡轴发动机核心机转速中筛选燃油索太尔平均直径与燃油索太尔平均直径最大值的差值最小时的某一涡轴发动机核心机转速作为满足燃烧室点火要求的初始最小转速；
[0030]燃气涡轮出口总温计算模块，用于将满足燃烧室点火要求的初始最小转速及燃烧室的初始供油量代入涡轴发动机起动模型中，获得对应的燃气涡轮出口总温；
[0031]发动机最小点火转速确定模块，用于若燃气涡轮出口总温≤加速过程中的最大允许燃气涡轮出口总温，则将该初始最小转速作为发动机最小点火转速，反之，则逐步增加该初始最小转速直到燃气涡轮出口总温≤加速过程中的最大允许燃气涡轮出口总温，并将增加后的初始最小转速作为发动机最小点火转速。
[0032]本申请另一方面还提供了一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机最小点火转速预测方法，其特征在于，包括步骤：S1、在给定燃烧室的初始供油量的情况下，将涡轴发动机核心机转速由小到大增加时，根据涡轴发动机起动模型获得不同转速下的燃烧室进口总压、燃烧室进口总温、燃烧室进口空气流量；S2、根据不同转速下的燃烧室进口总压、燃烧室进口总温、燃烧室进口空气流量、燃烧室点火模型获得不同转速下的燃油索太尔平均直径最大值；S3、根据燃烧室的初始供油量、燃烧室点火模型计算获得不同转速下的燃油索太尔平均直径；S4、将不同转速下的燃油索太尔平均直径最大值与对应转速下的燃油索太尔平均直径进行对比，得到燃油索太尔平均直径小于燃油索太尔平均直径最大值的若干候选涡轴发动机核心机转速，从所述的若干候选涡轴发动机核心机转速中筛选燃油索太尔平均直径与燃油索太尔平均直径最大值的差值最小时的某一涡轴发动机核心机转速作为满足燃烧室点火要求的初始最小转速；S5、将满足燃烧室点火要求的初始最小转速及燃烧室的初始供油量代入涡轴发动机起动模型中，获得对应的燃气涡轮出口总温；S6、若燃气涡轮出口总温≤加速过程中的最大允许燃气涡轮出口总温，则将该初始最小转速作为发动机最小点火转速，反之，则逐步增加该初始最小转速直到燃气涡轮出口总温≤加速过程中的最大允许燃气涡轮出口总温，并将增加后的初始最小转速作为发动机最小点火转速。2.根据权利要求1所述的发动机最小点火转速预测方法，其特征在于：所述涡轴发动机起动模型用于给定初始转速n
g
,计算燃烧室进口参数：[P
t3
，T
t3
，W
a3
]＝f1(n
g
)T
45
＝f2(n
g
，Wfb)式中，n
g
是给定初始转速；P
t3
是燃烧室进口总压，T
t3
是燃烧室进口总温，W
a3
是燃烧室进口空气流量,T
45
是燃气涡轮出口总温，Wfb是燃烧室的初始供油量。3.根据权利要求2所述的发动机最小点火转速预测方法，其特征在于：所述燃烧室点火模型包括：给定燃烧室的初始供油量，根据燃烧室喷嘴燃油流量和喷雾试验特性，获得如下关系：ΔP＝f3(Wfb)SMD＝f4(ΔP)式中,ΔP为喷嘴压...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄兴，杨宇飞，张伟锋，蒋尧，李维，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：