監(jiān)測渦輪機的液壓控制系統(tǒng)中的高壓泵的容積效率的方法
【專利摘要】一種監(jiān)測渦輪機的液壓控制系統(tǒng)中的高壓泵的容積效率的方法，所述液壓控制系統(tǒng)具有高壓容積式泵，該高壓容積式泵輸送流量Q，該流量Q為所述渦輪機的發(fā)動機轉速N的函數(shù)，所述發(fā)動機轉速N由控制計算機所限定，所述流量Q被輸送至用于驅動所述渦輪機的可變幾何葉片的執(zhí)行器，以及輸送至布置在所述渦輪機的發(fā)動機的給料管中的旁通閥，其特征在于，所述方法包括以下步驟：以低的發(fā)動機轉速N0啟動所述發(fā)動機，關閉所述閥；使執(zhí)行器運動；逐漸增大所述發(fā)動機轉速N，直到所述流量Q達到足以打開所述閥的預定值Q0；首先將所述執(zhí)行器的位置存儲到所述計算機中，然后將與所述閥的打開對應的發(fā)動機轉速N存儲到所述計算機中；在所述發(fā)動機的有效使用期內的連續(xù)的時刻t1、t2、tn重復上述的步驟；并且當所述發(fā)動機轉速N超過預定值N極限時，更換所述高壓容積式泵。
【專利說明】監(jiān)測渦輪機的液壓控制系統(tǒng)中的高壓泵的容積效率的方法
【背景技術】
[0001]本發(fā)明通常涉及燃氣渦輪領域，更具體地，涉及用于監(jiān)測渦輪機的液壓控制系統(tǒng)的高壓泵的容積效率的方法，而不需要求助于使用特定的傳感器或系統(tǒng)。
[0002]本發(fā)明的應用領域是用于飛機或直升機的發(fā)動機的燃氣渦輪，該燃氣渦輪通常包括用于產(chǎn)生液壓能的高壓容積式泵，該高壓容積式泵用于向發(fā)動機供應燃料，并且用于潤滑發(fā)動機的多個附件。
[0003]在已知的方法(例如FR2923871)中，通過用于對發(fā)動機增壓的高壓截流閥(HPSOV)監(jiān)測高壓泵的效率，并且在知道液壓系統(tǒng)的泄漏水平時高壓截流閥能夠通過減去由于系統(tǒng)中的其它部件(例如執(zhí)行器、伺服閥和多個其它中間閥)而引起的泄漏而確定高壓泵的泄漏水平。
[0004]然而，雖然上述方法完全滿足評價系統(tǒng)的總泄漏量的需求，但是它不能準確監(jiān)測高壓泵的效率，該效率由于系統(tǒng)的多個部件隨時間變化而退化，并且由于在低速時可變幾何形狀的葉片(variable geometry vane)的液壓控制沒有切斷,這樣會在需要評價系統(tǒng)能使發(fā)動機重新飛行的能力時候或在適合飛機更換高壓泵(不更換會導致重大的操作沖擊)時候產(chǎn)生問題。
[0005]發(fā)明目的和
【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的主要目的在于提出一種用于監(jiān)測渦輪機的液壓控制系統(tǒng)的高壓泵的容積效率的方法，該方法能夠減少上述缺陷。
[0007]上述目的通過一種監(jiān)測渦輪機的液壓控制系統(tǒng)中的高壓容積式泵的容積效率的方法實現(xiàn)，所述液壓控制系統(tǒng)具有高壓容積式泵，該高壓容積式泵輸送流量Q，該流量Q為所述渦輪機的發(fā)動機轉速N的函數(shù)，所述函數(shù)由控制計算機(28)所限定，所述流量Q被輸送至用于驅動所述渦輪機的可變幾何形狀的葉片的執(zhí)行器，還被輸送至布置在用于向所述渦輪機的所述發(fā)動機供應燃料的供料管中的旁通閥，其特征在于，所述方法包括以下步驟:
[0008]以低的發(fā)動機轉速NO啟動所述渦輪機的所述發(fā)動機，關閉所述閥；
[0009]利用所述計算機命令所述執(zhí)行器的運動；
[0010]逐漸增大所述發(fā)動機轉速N，直到所述流量Q達到足以打開所述閥的預定值QO ；
[0011]首先將所述執(zhí)行器的位置存儲到所述計算機中，然后將與所述閥的打開對應的發(fā)動機轉速N存儲到所述計算機中；
[0012]在所述渦輪機的所述發(fā)動機的使用期限內的連續(xù)的時刻tl、t2、tn重復上述的步驟；并且
[0013]當所述發(fā)動機轉速N超過預定值Nm時，更換所述高壓容積式泵。
[0014]因此，通過消除高壓泵和監(jiān)測閥之間的媒介，能夠準確監(jiān)測高壓泵的效率的退化，并因此能夠監(jiān)測渦輪機的發(fā)動機在飛行中重新起飛的能力。
[0015]優(yōu)選地，通過所述執(zhí)行器的線性可變位移(LVDT)傳感器測量所述執(zhí)行器的所述位置，并且用于所述流量的所述預定值QO與所述閥的彈簧的額定值對應。【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]通過以下參考附圖的描述，將凸顯本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，附圖顯示不具有限制特征的實施方式。在附圖中:
[0017]圖1是用于渦輪機的液壓系統(tǒng)的簡圖，旁通閥顯示為處于關閉狀態(tài)；
[0018]圖2是用于渦輪機的液壓系統(tǒng)的簡圖，旁通閥顯示為處于打開狀態(tài)；
[0019]圖3的兩條曲線分別表示在啟動發(fā)動機時執(zhí)行器的位置和發(fā)動機轉速隨時間變化；以及
[0020]圖4的曲線顯示用于打開旁通閥的條件隨時間變化。
【具體實施方式】
[0021]圖1和圖2是用于渦輪機的具有可變旁通閥(VBV)的液壓系統(tǒng)的簡圖,在該兩個附圖中，旁通閥以相反的狀態(tài)示出。
[0022]通常，高壓容積式泵(HP泵)10的下游緊接著的是旁通閥12，該旁通閥12用于升高液壓系統(tǒng)中的壓力。當施加到旁通閥上的流量能夠達到彈簧12A的精準的已知額定值時，該旁通閥打開。容積式泵10首先用于移動執(zhí)行器14，該執(zhí)行器14通過連接的伺服閥16移動可變節(jié)距葉片(未示出)，該伺服閥16通過上游的管18連接至高壓容積式泵并且通過下游的管20連接至旁通閥12，并且還通過將發(fā)動機(未示出)依次經(jīng)由連接在發(fā)動機供料管26中的燃料計量閥(FMV) 22和高壓截流閥(HPSOV) 24連接至容積式泵10，而使容積式泵10向發(fā)動機供應燃料。連接至液壓系統(tǒng)的多個部件的計算機28根據(jù)諸如所需的發(fā)動機轉速N或由線性可變位移傳感器(LVDT) 14B測出的執(zhí)行器14的活塞14A的位移等數(shù)據(jù)進行總體控制。當然，液壓油路具有其它傳統(tǒng)的部件(例如過濾器、閥、熱交換器……)，但是不需要為了理解本發(fā)明而對這些部件進行描述，因此也沒有示出這些部件。然而，應當注意，具有用于再循環(huán)來自旁通閥的流體的管30，該管30通過旁通閥12連接至下游的管20。
[0023]上述系統(tǒng)按照以下方式運行。通過位于高壓容積式泵上游的低壓泵(LP)(未示出)對該高壓容積式泵進行增壓，高壓容積式泵10將流量(通過伺服閥16)輸送至執(zhí)行器14，還將流量輸送至旁通閥12，所述流量是發(fā)動機轉速N的函數(shù)。當然，高壓泵存在泄漏，并且這種泄漏隨著泵的退化而增加。
[0024]當旁通閥12處于關閉狀態(tài)時(圖1)，位于伺服閥16的出口和旁通閥12之間的管20被旁通閥阻塞。執(zhí)行器14的兩個終端的壓力差為零，并且執(zhí)行器的兩個腔室處于相同的壓力，因而活塞14A保持不動，由執(zhí)行器驅動的可變節(jié)距葉片同樣保持不動。
[0025]一旦旁通閥12的壓力超過彈簧12A的額定值，即，當流量變得足夠大，旁通閥12切換到全開狀態(tài)(圖2)，并且伺服閥16和旁通閥12之間的管20不再阻塞。然后，燃料處于低壓，并且活塞14A承受壓差(非零壓差)，從而引起活塞14A移動，如圖3中的曲線40所示。由于執(zhí)行器具有線性可變位移傳感器14B，因此可以通過計算機28準確檢測出活塞移動的時刻，該時刻與旁通閥的打開對應，從而觀察相關的發(fā)動機轉速N (參見曲線42)。
[0026]根據(jù)本發(fā)明，為了監(jiān)測渦輪機的液壓控制系統(tǒng)的高壓容積式泵10的容積效率，發(fā)明人從如果容積式泵隨著時間退化則上述觀察的發(fā)動機轉速N也會不同這一觀測報告著手，開發(fā)出了一種新型 的方法，該方法依賴于以下步驟。
[0027]首先，在地面上發(fā)動機以低速NO運行，并且關閉旁通閥12。然后，計算機28開始命令執(zhí)行器14移動。然而，由于旁通閥是關閉的，執(zhí)行器無法響應于上述命令，并因此保持不動。與上述命令同時，發(fā)動機轉速N逐漸增大。只要輸送到旁通閥12的流量不足，旁通閥就保持關閉，并且執(zhí)行器14不移動。一旦流量足夠(決定值QO與彈簧12A的額定值對應)，旁通閥12打開，并且執(zhí)行器14開始移動。通過連接于計算機28的執(zhí)行器的線性可變位移傳感器14B觀察與旁通閥12的打開對應并且因此與執(zhí)行器的移動對應的發(fā)動機轉速N。
[0028] 通過在發(fā)動機的有效使用期內的連續(xù)的時刻tl、t2、…、tn重復上述步驟，得出如圖4所示曲線50，從而能夠準確地監(jiān)測高壓容積式泵10的效率的退化，并且通過定義發(fā)動機轉速不會超過的極限值Nkr，能夠確定何時需要采取措施，尤其是關于容積式泵的更換。
【權利要求】
1.一種監(jiān)測渦輪機的液壓控制系統(tǒng)中的高壓泵的容積效率的方法，所述液壓控制系統(tǒng)具有高壓容積式泵(10)，該高壓容積式泵(10)輸送流量Q，該流量Q為所述渦輪機的發(fā)動機轉速N的函數(shù)，所述函數(shù)由控制計算機(28)所限定，所述流量Q被輸送至用于驅動所述渦輪機的可變幾何葉片的執(zhí)行器(14)，還被輸送至布置在用于向所述渦輪機的所述發(fā)動機供應燃料的給料管(26)中的旁通閥(12)，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 以低的發(fā)動機轉速NO啟動所述渦輪機的所述發(fā)動機，關閉所述閥(12); 利用所述計算機(28)命令所述執(zhí)行器(14)的運動； 逐漸增大所述發(fā)動機轉速N，直到所述流量Q達到足以打開所述閥(12)的預定值QO ； 首先將所述執(zhí)行器的位置存儲到所述計算機(28)中，然后將與所述閥的打開對應的發(fā)動機轉速N存儲到所述計算機(28)中； 在所述渦輪機的所述發(fā)動機的有效使用期內以連續(xù)的時刻tl、t2、tn重復上述的步驟；并且 當所述發(fā)動機轉速N超過預定值Nkr時，更換所述高壓容積式泵(10)。
2.根據(jù)權利要求1所述的監(jiān)測方法，其特征在于，通過所述執(zhí)行器的線性可變位移傳感器測量所述執(zhí)行器的所述位置。
3.根據(jù)權利要求1所述的監(jiān)測方法，其特征在于，所述流量的所述預定值QO與所述閥的彈簧(12A)的額定值對應。
【文檔編號】F02C7/26GK103917783SQ201280044243
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年8月13日 優(yōu)先權日:2011年9月13日
【發(fā)明者】尼古拉斯·波特爾, 尼古拉斯·戈梅斯 申請人:斯奈克瑪