[發明專利]監測渦輪機引擎的點火序列的方法

在審

• 申請號: 201380059011.0
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN104813005A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 吉列爾莫·弗萊特;弗朗索瓦·德邁松;本杰明·皮埃爾·拉穆勒
• 申請（專利權）人: 斯奈克瑪
• 主分類號: F02C7/26
• 分類號: F02C7/26;G05B23/02
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 浦彩華;武晨燕

技術領域

本發明普遍涉及渦輪機，尤其涉及渦輪引擎和飛機渦輪螺旋槳引擎以及工業燃氣渦輪引擎。

更特別地，本發明涉及監測系統的退化，該退化可以影響啟動渦輪機引擎的運轉的序列的正常進程。

背景技術

渦輪機引擎的啟動運轉的不良序列可以引擎中的燃料-空氣混合物的不良點火來表示。點火失敗可以具有以下原因：燃料不足甚至沒有燃料、計量、或者噴油器、或者能量不足或沒有能量，這可能是由于燃料泵的退化或者進一步由于火花生成系統。

一般來說，在啟動引擎的序列中引擎的系統的退化借助于點燃燃料-空氣混合物的時長來監測，該時長被定義為燃料噴注到引擎的燃燒室中與檢測到該混合物點火之間的時間間隔。

因此，對于給定的引擎，點火時長被用作在渦輪機引擎的啟動中使用的系統的退化的指標。因而，該指標由引擎的每次啟動時的測量來隨時間跟蹤，并且在點火時長相對于參考時長具有確認偏差的情況下發出告警。隨后可以預測引擎的故障概率并且檢查系統以限制由于引擎不啟動產生的可能成本。

例如，文件FR?2942001和US?2007/026030描述了一種用于監測引擎的啟動能力中設備健康狀況的方法，其中，除其他事物之外，點火時長得到確定并且所獲得的值與參考引擎的預期參考點火時長進行比較，以由此推斷引擎的一件設備是否存在異常。

然而，將點火時長用作指標是有限制的，這是因為點火時長的測量值具有過大的離差而無法使用，假定在系統自身不必進行修改的情況下，點火時長可以根據引擎的啟動狀況而變化。圖1示出了在給定的“可靠”引擎(即未損壞)的五百次連續啟動中啟動時長隨時間的改變，對該離差進行了說明，而圖1b示出了該指標的五次連續啟動中的平滑的時間依賴性，對該離差造成的噪聲進行了說明。目前，該噪聲對于引擎的啟動系統的退化的可靠檢測而言太大。標準偏差實際上為大約1.2，這使得僅可以檢測到高強度的退化。

至于文件EP?2256319則描述了一種跟蹤引擎的性能的方法，在跟蹤過程中對各種參數進行測量并且與預先記錄的值進行比較以識別可能的異常。

一般來說，現有技術的監測方法提出對大量參數進行監測以便更容易識別存在異常的一件設備。然而，這些方法通常難以應用并且需要許多傳感器。而且，這些方法無法充分考慮引擎的環境，然而在引擎點火中涉及的各件設備沒有退化的情況下，引擎的環境影響所監測的參數的值。

發明內容

因而，本發明的一個目的是提供一種用于監測渦輪機引擎的啟動運轉序列的方法，能夠可靠確定引擎的參與到渦輪機的啟動運轉過程中的系統的整體或部分的退化，從而改善故障預測，該方法的應用快速、簡單且廉價。

為此，本發明提出了一種用于監測引擎、尤其是渦輪機的點火序列的方法，包括以下步驟：

(i)針對預定的啟動參數來確定所述引擎的點火時長；

(ii)將由此確定的所述引擎的點火時長與針對參考引擎和該啟動參數的預期參考點火時長進行比較；

(iii)推導所述引擎的啟動運轉的指標；

(iv)對于所述序列的所述引擎的每次啟動運轉，依據該啟動參數重復步驟(i)至(iii)；以及

(v)根據所述指標隨時間的改變來生成所述引擎的所述點火序列的退化告警。

監測方法的某些優選但非限定性的特征如下：

啟動參數包括下列參數中至少一個：

所述引擎在所述啟動運轉序列過程中的熱量狀況；

地面啟動還是飛行中啟動；

所述引擎啟動時的高度；

環境壓強；

所述引擎與到所述引擎的燃燒室中的燃料噴注對應的引擎轉速；

點火時噴注到燃燒室中的燃料流量；

所述引擎的燃燒室的入口處的空氣特性；

點火時長根據所述引擎的啟動運轉所需的所述引擎的火花塞的放電次數來確定；

在所述比較步驟中確定所述引擎的啟動運轉所需的所述引擎的所述火花塞的所述放電次數與所述參考引擎的啟動運轉所需的火花塞的預期放電次數之差；

當所述指標大于或等于預定閾值時生成退化告警；

所述引擎包括兩個火花塞，并且針對每個火花塞，獨立地確定所述指標；以及

所述方法進一步包括針對給定參考引擎并針對所述啟動參數的一組值來確定一組參考點火時長。