本发明专利技术具体涉及燃料喷射控制的优化。为此，各个设备的传动速度根据动力通过控制自由涡轮的速度而得到调节。根据本发明专利技术，优化航空器自由涡轮动力装置控制的方法，所述航空器配有低压体，其向各个设备(E1，E2，...)提供动力(Pd1，Pd2，...)并与高压体相连接，所述方法包括改变低压体的速度(VBP)，从而获得高压体的最小速度(VHP)，这样，各个设备(E1，E2，...)提供的动力(Pf)保持恒定不变。特别是，因为各个设备(E1，E2，...)提供的动力取决于低压体驱动所述设备时的速度，涡轮的低压体的速度设定值(CBP)取决于各个设备(E1，E2，...)最小速度(Vm1，Vm2，...)的最大值(Max?Vm(i))，以优化方式获得各自所需动力数量，并取决于添加到低压体速度设定值(CBP)上的正增量或零增量(e)，以便最大限度地降低高压体速度(VHP)至各个设备(E1，E2，...)的ISO动力供应上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及到优化自由涡轮动力装置的调节方法，所述动力装置可向航空器提供动力，以及实施该方法的调节控制装置。本专利技术涉及到安装在航空器(例如，飞机和直升机)上的自由涡轮动力装置，能够提供动力。特别是，这些装置可通过带有多级减速器的动力传输箱来直接和/或间接地向航空器的设备(交流发动机、泵、增压器、空调)提供动力。这些动力装置包括辅助动力装置(缩写形式:APUs)和主动力装置(缩写形式:MPUs) 0辅助动力装置用于飞机主发动机的起动和/或在地面时提供非推进能量(气动、电动和/或液压)。某些牢固的辅助动力装置也可在发动机出现故障时干预飞行并试图重新起动发动机和/或向上述设备提供能量。主动力装置属于发动机类，因为它们可满足主发动机的安全标准，特别是在发动机出现故障时。不论是在材料还是尺寸上，这些装置都是基于更为可靠的辅助动力装置，从而获得发动机类型的标识。通常，动力装置包括压气机组件/燃烧室/构成燃气发生器的涡轮。在空气/燃料混合并燃烧后，热的燃气在高压涡轮级(缩写形式:HP)膨胀，高压涡轮经由高压轴或高压体将所产生的热动力部分地传输给高压压气机级。排出气体的热动力也可驱动自由涡轮(缩写形式:TL)，后者进而经由低压自由涡轮轴机械地将动力传输给动力发生器的设备(交流发电机、泵、增压器等)。现有技术状态通常，调节系统提供并测量喷入燃气发生器燃烧室内的燃料的量，从而将其调整到所要求的动力级。在加速或减速之后，高压体的速度适合这种喷射，从而达到恒定速度级并提供热动力给低压体。传输给低压体的动力而后以电子控制箱(BEC)所需要的恒速而提供所需要动力。在动力装置中，已知燃料喷射调节包括如下步骤:-对燃料进行加压，以合适的压力将燃料喷入燃烧室，-测量燃料流量是否在预定的流量范围内，以便将燃气发生器所提供的动力级调节到所需动力级，-测量并控制高压体转子转速，以便所述转速保持在预定工作范围内，-测量并控制低压体的转子转速，以及-根据低压体转速设定值和其测量转速之间的差，确定高压体转速的设定值，以及根据高压体转速的确定设定值和其此前测量值之间的差，确定喷入燃烧室的燃料流量的设定值。而后，通过初步选择其转速，该转速接近其允许最大转速，施加每个设备的转速，此时，其动力供应能力最大。在这些情况下，对于在这个转速时的长期使用来讲，每台设备的质量和成本最小。此外，诸如增压器这样的一些设备必须能够提供不同的经调整的流量，即在地面时为低流量，飞行时为高流量。流速按调整值表示，从而可以对流速进行比较，不论进气口处的环境条件如何。为此，对于在整个飞行包线中的使用来讲，在增压器上设置了可变几何的空气流量。对这种燃料喷射调节构型的优化是通过低压体保持被驱动设备的转速接近最大转速来实现的，以便提供所需量的动力。特别是，采用增压器的驱动转速不发生变化。而且，只选择可变几何的空气流量，从而使得增压器笨重，成本高。于是，只通过实现提供最大动力来引导自由涡轮转速的最初选择，在提供不同动力级期间，不进行任何有效优化。在这些情况下，在动力瞬变过程期间，动力装置的调节系统仅在低压体欠速(underspeed)时起作用，所述欠速是指低于低压体设定转速。然而，在动力瞬变过程中，低压体的速度偏移是很重要的，因为相对于与所连接动力涡轮的燃气发生器来讲，控制环路的长响应时间和低压轴的低惯性。可以看出，转速偏移远远超过了允许范围，特别是，在突然卸载(power shed)情况下,速度偏移幅度会超过最大转速,或在高需求动力的情况下，转速偏移幅度会低于最低转速。为此，在超速的情况下，被一起驱动的设备不再能够提供每个设备所需求的动力。在超速的情况下，监测装置会根据要求而立即停止动力装置，于是，不再提供所有动力了。
技术实现思路
确切地来讲，本专利技术的目的是优化燃料喷射调节，以避免出现上述问题。为此，设备的传动速度根据动力情况通过调节自由涡轮转速来匹配。更确切地说，本专利技术的目的是优化上述类型的自由涡轮动力装置的调节方法，所述装置能够向航空器设备提供动力。按照这种方法，低压体的转速是变化的，目的是获得最小高压体转速，以便使得各个设备所提供的动力保持恒定不变。根据优选的实施例，因为各个设备所提供的动力数量取决于低压体所驱动的转速，自由涡轮低压体转速设定值取决于设备最小转速的最大值，所述转速能够以优化方式获得所要求的动力数量，并取决于补充到低压体转速设定值的正增量或零增量，从而以各个设备提供的相等动力来使得高压体转速达到最小。根据具体实施例，每台设备不断提供的动力测量可以检测出需要提供动力的稳定操作，而且，在这种情况下，激活增量处理。按照有利实施例，根据各个设备和自由涡轮的有效曲线，通过计算确定增量，或通过检测高压体转速的变化来确定增量，而后施加所述增量，直到高压体转速最小时为止。特别是，对于每台设备，对于传输到低压体的高压体热动力级和对于动力装置进气口处温度和压力的每个环境条件，在增量是由计算而确定时，都会存在低压体转速的问题，因为低压体可将最大机械动力提供给其轴。有利的是，提供给每台设备的动力保持在制造商所计算的范围内，而由低压涡轮直接或间接驱动该设备的转速决定了在这些范围内提供动力的能力。根据该能力提供所述动力可以仅使用一部分动力，从而避免了任何浪费，而且，这部分动力是在动力需求和提供动力级之间确定的。对于每台设备来讲，于是，所提供的动力级是该设备被驱动的转速的函数，而所需动力的提供是根据其被驱动的转速来优化的。此外低压涡轮的设定转速的确定可以增加设备转速至最大，目的是:-使得设备功能在整个飞行包线中达到最大，-增加低压涡轮和各个设备的整体效能，以便减少燃料消耗，-通过在确定范围内改变转速来限定设备所产生的噪音，特别是在地面时。此外，在飞行时，增压器通过转速变化而带有一个附加自由度。从而可以实现体积的减小，且同时保持其性能不变。飞行中调节的空气流量是按增压器设定的。其可在最大速度时进行。为此，在地面时，因为所要求的调节空气流量较低，驱动速度得以降低。此外，自由涡轮的效能的变化则会引起在飞行中相对于地面时的速度增加。这两个因素的结合则会实现燃料消耗的下降。此外，根据设备被驱动时的速度，可获得每个设备的最佳效能和噪音级，该速度消耗(deduct from)根据上述方法提供给每台设备的动力。特别是,该速度的下降则会降低增压器和燃气发生器所发出的噪声级，从而满足地面和最后进场时对噪声污染的要求。根据有利的实施例，低压体转速设定值首先且可一直进行调节，目的是:-将低压体转速调整到提供每台设备所需的动力上；-根据所需动力，将高压体提供的动力降到最小，从而将低压体转速调整到最大整体效能；-将低压体的转速调整到具体应用条件，特别是，将噪声级降到最小。根据最佳实施例，所述方法提供了附加预期步骤，在这个步骤时，动力装置高压体速度设定值是根据所需动力和/或所测量动力的变化来调节的。有利的是，该“预期”功能可预期发动机转速调节的正常反应。可以预期高压体转速的应用变化，从而将与此前高压体速度相关的动力需求调整到与高压体速度相关的新的动力需求，而所述高压体速度是以稳态条件下获得的。有关所需动力变化的数据很快便可获知，从而可以最佳预期高压体的反应情况。对所需动力的快速知晓会立即作用在高压体设定值上并本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.25 FR 10567741.一种调节航空器自由涡轮动力装置的优化方法，所述航空器配有向设备(El, E2,...)提供动力并与高压体相连的低压体，其特征在于，该方法包括根据各个设备最小速度(Vml，Vm2)的最大值(Max(Vmi))和正增量或零增量(e)来改变低压体速度(Vbp)，以获得高压体最小速度(Vhp)，从而使得设备所提供的动力(Pf)保持恒定不变。2.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，因为各个设备提供的动力(Pf)取决于所述低压体驱动所述设备时的速度，自由涡轮的所述低压体的速度设定值(Cbp)取决于所述设备的最小速度(Vml，Vm2)的最大值(Max(Vmi))，可使各个所要求的动力数量以最佳方式获得并取决于加到所述低压体的速度设定值(Cbp)上的正增量或零增量(e)，以便以所述各个设备提供的相等动力 来使得所述高压体的速度(Vhp)达到最小。3.根据权利要求1和2中任一项所述的优化方法，其特征在于，每个设备连续提供的动力测量(Pf)可以检测提供动力需求的稳定操作，而且，在这种情况下，可激活增量处理。4.根据权利要求1到3中任一项所述的优化方法，其特征在于，该增量是通过计算各个设备和自由涡轮的效能曲线确定。5.根据前面权利要求所述的优化方法，其特征在于，对于所述每台设备，对于传送给所述低压体的所述高压体的热动力级和对于所述动力装置进口处温度和压力的每个环境条件，所述低压体的速度可将最大机械动力提供给其轴。6.根据权利要求1到3中任一项所述的优化方法，其特征在于，增量是通过检测所述高压体的速度变化来确定的，然后施加所述增量一直到所述高压体的速度最小为止。7.根据前面任一项权利要求所述的优化方法，其特征在于，首先并一直对所述低压体的转速设定值(Cbp)进行调节，以便将等到低压体的转速(Vbp)调整到提供每个设备所需动力(Pd)上，和/或通过根据所需动力来对低压涡轮所提供的动力最小化而将等到低压体的转速(Vbp)调节到最大整体效能，和/或将等到低压体的转速(Vbp)调整到具体使用条件，特别是使噪声级(BI)降到最小。8.根据前面任一项权利要求所述的优化方法，其特征在于，所述方法提供了附加的预期步骤，按照该步骤，所述动力装置的等到高压体的速度设定值(Vhp)是根据各个设备所需动力(Pd)变化并根据传动轴上所测动力(Pm)变化来调节。...
【专利技术属性】
技术研发人员：吉恩米歇尔·阿约，
申请(专利权)人：涡轮梅坎公司，
类型：
国别省市：
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