专利汇可以提供一种弹用涡喷发动机快速起动控制装置及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种弹用涡喷 发动机 的快速起动控制装置及方法,发动机在 蒸发 管 燃烧室 基础 上,增加离心 喷嘴 点火油路,通过控制多个附件先后起动顺序与油 泵 供油量并给出供油规律,在低温低压等蒸发管型燃烧室难于点火的环境条件下,使得发动机在短时间内进入高转速稳定运行状态。实现弹用蒸发管型燃烧室的涡喷发动机在10s达到95%以上高转速。本发明可以为发动机在宽广的包线范围内的起动提供了可靠保障,解决了弹用涡喷发动机快速起动的难题,具有显著的工程应用价值。,下面是一种弹用涡喷发动机快速起动控制装置及方法专利的具体信息内容。
1.一种弹用涡喷发动机的快速起动控制装置,包括发动机控制器、油箱、低压电控油泵、压气机、扩压器、蒸发管燃烧室、烟火点火器、烟火起动器,其特征在于,所述油泵为低压电控油泵,所述油箱和油泵之间的连通管路上设有燃油流量计,所述油泵、燃油流量计均与所述发动机控制器通信连接;
所述油泵的出口处设置泵后压力传感器和密封电爆阀,所述密封电爆阀的出口管路分为两路,一路经主油电磁阀与所述蒸发管燃烧室中的蒸发管主油路连通,另一路经点火电磁阀与所述蒸发管燃烧室中的离心喷嘴点火油路连通,且所述主油电磁阀、点火电磁阀均与所述发动机控制器通信连接;
所述烟火点火器布置在所述蒸发管燃烧室的离心喷嘴点火油路附近,并与所述发动机控制器通信连接,用以在发动机起动阶段对蒸发管中的燃油进行预热雾化;
所述烟火起动器设置在所述涡喷发动机的动力涡轮机匣外,所述动力涡轮的上游设置蒸发管燃烧室及涡轮导向器,下游设置发动机尾喷管,所述烟火起动器与所述发动机控制器通信连接,用以在发动机起动阶段冲击所述动力涡轮并使其转速达到发动机的起动转速;
所述发动机尾喷管的出口处设置排气温度传感器,所述排气温度传感器与所述发动机控制器通信连接;
所述扩压器的上游设置压气机,下游设置蒸发管燃烧室,所述压气机的进口处设置与所述发动机控制器通信连接的压气机进口温度总静压综合传感器,所述压气机进口温度总静压综合传感器用以检测压气机进口处的进气温度、进气静压、进气总压;
所述扩压器的出口处设置与所述发动机控制器通信连接的扩压器后总压总温综合传感器,所述扩压器后总压总温综合传感器用以检测扩压器出口处的扩压器后总温及扩压器后总压;
所述燃油流量计、泵后压力传感器、压气机进口温度总静压综合传感器、扩压器后总压总温综合传感器、排气温度传感器将检测到的信号传输至所述发动机控制器,所述发动机控制器根据各传感器采集的信号控制所述油泵的开闭及供油量的大小,控制密封电爆阀、主油电磁阀、点火电磁阀的开闭,以及控制烟火点火器、烟火起动器的开闭。
2.根据权利要求1所述的弹用涡喷发动机的快速起动控制装置,其特征在于,所述涡喷发动机中还设置有与烟火点火器配合使用的电爆氧气瓶,且所述电爆氧气瓶与所述发动机控制器通信连接。
3.根据权利要求1所述的弹用涡喷发动机的快速起动控制装置,其特征在于,所述发动机控制器在接到起动控制指令时刻t0,立即开启所述油泵、密封电爆阀和点火电磁阀,所述油泵通过所述点火电磁阀向所述蒸发管燃烧室中的离心喷嘴点火油路供油,供油量保持常数不变,供油量M=a,a为供油常数。
4.根据权利要求3所述的弹用涡喷发动机的快速起动控制装置,其特征在于,供油常量a高于起动转速下燃烧室的贫油点火边界,低于燃烧室的富油点火边界,偏向富油点火边界,不同的发动机规格,供油常量a的绝对值不同。
5.根据权利要求1所述的弹用涡喷发动机的快速起动控制装置,其特征在于,所述发动机控制器在t0+Δt1时刻,引爆至少一个所述烟火点火器,在t0+Δt2时刻,所述发动机控制器引爆至少另一个所述烟火点火器,其中,Δt1、Δt2为预设的两个时间间隔,且Δt2>Δt1;
此外,从t0+Δt1时刻开始,所述发动机控制器开始判断发动机尾喷管的排气温度是否不低于一预设温度,当发动机尾喷管的排气温度不低于所述预设温度且持续一预设时间后,所述发动机控制器引爆所述烟火起动器,同时增加所述油泵的供油速率,保证发动机转速按一预设速率增长。
6.根据权利要求5所述的弹用涡喷发动机的快速起动控制装置,其特征在于,待到所述烟火起动器工作结束,所述发动机控制器进一步提高所述油泵的供油量速率,增补燃油量,使发动机维持原有转速增长速率,并根据判断准则实时修正供油曲线,在维持发动机转速增长速率的同时,远离熄火边界及喘振边界。
7.根据权利要求6所述的弹用涡喷发动机的快速起动控制装置,其特征在于,所述判断准则包括:
(1)实时计算不同燃烧室特征速度下的油气比以及压气机压比π;
(2)使压气机压比π保持与压气机喘振边界的安全距离,并使油气比保持与燃烧室贫富油熄火边界的安全距离,使油气比在安全工作裕度范围内;
其中,
根据所述扩压器后总压总温综合传感器检测的扩压器后总压,以及所述压气机进口温度总静压综合传感器检测的压气机进气总压,计算获得压气机压比π;
根据所述压气机进口温度总静压综合传感器检测的压气机进口处的进气总压、进气静压、进气温度,计算获得压气机进口空气流量Mair;
根据所述扩压器后总压总温综合传感器检测的扩压器后总温、计算获得的压气机进口空气流量Mair以及燃烧室当量面积,计算获得燃烧室特征速度;
根据所述所述燃油流量计检测的燃油质量流量与计算获得的压气机进口空气流量Mair,计算获得油气比;
所述压气机喘振边界、燃烧室贫富油熄火边界,均通过发动机部件高空试验获取,并在此基础上留一定的安全裕度。
8.根据权利要求7所述的弹用涡喷发动机的快速起动控制装置,其特征在于,待到发动机转速到达点火油路转速极限时,所述发动机控制器开启所述主油电磁阀,同时油泵阶跃增补燃油量,维持切换时刻前后油泵出口压力不变,在一设定时间间隔Δt3后,待发动机转速斜率明显增加,关闭所述点火电磁阀,油泵阶跃减少燃油量,维持切换前后油泵出口压力不变后,继续增补供油量速率,维持原有转速增长速率。
9.一种弹用涡喷发动机的快速起动控制方法,利用上述权利要求1至8任一项所述的弹用涡喷发动机的快速起动控制装置,其特征在于,所述控制方法包括以下步骤:
SS1.所述发动机控制器在接到起动控制指令时刻t0,立即开启所述油泵、密封电爆阀和点火电磁阀,所述油泵通过所述点火电磁阀向所述蒸发管燃烧室中的离心喷嘴点火油路供油,供油量保持常数不变,供油量M=a,a为供油常量;
SS2.所述发动机控制器在t0+Δt1时刻,引爆至少一个所述烟火点火器,在t0+Δt2时刻,所述发动机控制器引爆至少另一个所述烟火点火器,其中,Δt1、Δt2为预设的两个时间间隔,且Δt2>Δt1;此外,从t0+Δt1时刻开始,所述发动机控制器开始判断发动机尾喷管的排气温度是否不低于一预设温度,当发动机尾喷管的排气温度不低于所述预设温度且持续一预设时间后,所述发动机控制器引爆所述烟火起动器,同时增加所述油泵的供油速率,保证发动机转速的增长满足发动机转速N=f(t3),t为发动机起动时间,同时根据判断准则,修正供油曲线关系,在保持转速增长速率的同时,远离燃烧室贫富油熄火边界及压气机喘振边界;
SS3.待到所述烟火起动器工作结束,发动机转速曲线斜率明显减小,所述发动机控制器进一步提高所述油泵的供油量速率,增补燃油量,并根据判断准则实时修正供油曲线,在维持发动机转速增长速率的同时,远离燃烧室贫富油熄火边界及压气机喘振边界;
SS4.待到发动机转速到达点火油路转速极限时,所述发动机控制器开启所述主油电磁阀,同时油泵阶跃增补燃油量,维持切换时刻前后油泵出口压力不变,在一设定时间间隔Δt3后,待发动机转速斜率明显增加,关闭所述点火电磁阀,油泵阶跃减少燃油量,维持切换前后油泵出口压力不变后,继续增补供油量速率,并根据判断准则实时修正供油曲线,在维持发动机转速增长速率的同时,远离燃烧室贫富油熄火边界及压气机喘振边界,其中,发动机油门与转速变化呈线性关系,时间上有一定迟滞。
10.根据权利要求9所述的弹用涡喷发动机的快速起动控制方法,其特征在于,步骤SS1中,供油常量a高于起动转速下燃烧室的贫油点火边界,低于燃烧室的富油点火边界,偏向富有点火边界,不同的发动机规格,供油常量a的绝对值不同。
11.根据权利要求9所述的弹用涡喷发动机的快速起动控制方法,其特征在于,所述判断准则包括:
(1)实时计算不同燃烧室特征速度下的油气比以及压气机压比π;
(2)使压气机压比π保持与压气机喘振边界的安全距离,并使油气比保持与燃烧室贫富油熄火边界的安全距离,使油气比在安全工作裕度范围内;
其中,
根据所述扩压器后总压总温综合传感器检测的扩压器后总压,以及所述压气机进口温度总静压综合传感器检测的压气机进气总压,计算获得压气机压比π;
根据所述压气机进口温度总静压综合传感器检测的压气机进口处的进气总压、进气静压、进气温度,计算获得压气机进口空气流量Mair;
根据所述扩压器后总压总温综合传感器检测的扩压器后总温、计算获得的压气机进口空气流量Mair以及燃烧室当量面积,计算获得燃烧室特征速度;
根据所述燃油流量计检测的燃油质量流量与计算获得的压气机进口空气流量Mair,计算获得油气比;
所述压气机喘振边界、燃烧室贫富油熄火边界,均通过发动机部件高空试验获取,并在此基础上留一定的安全裕度。
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