[發明專利]自修復并行燃料控制系統及故障判斷修復方法

有效

• 申請號: 202010761706.5
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN112377312B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 何淵博;馬瑞卿;何國強
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F02C9/26
• 分類號: F02C9/26;F02C9/28;F02C9/30;F02C9/42;F02C7/232;F02C7/236
• 代理公司: 西安維賽恩專利代理事務所(普通合伙) 61257
• 代理人: 劉艷霞

1.用于火箭發動機的自修復并行燃料控制方法，其特征在于，采用自修復并行燃料控制系統，該系統包括：

至少兩路并行的計量模塊（1），各所述計量模塊（1）均用于輸送發動機燃料，多路所述計量模塊（1）輸送燃料的總流量為發動機所需燃料的額定需求量；各路所述計量模塊（1）均有獨立的輸送管路；

綜合控制器（2），與各所述計量模塊（1）均相連接；

該控制方法如下：

所述綜合控制器（2）接收燃料額定需求量的指令，計算各路所述計量模塊（1）傳輸的燃料量，并發送燃料量及啟動的指令至各所述計量模塊（1），各所述計量模塊（1）等流量輸送燃料；

當所述綜合控制器（2）接收到的某路計量模塊（1）的流量、溫度或扭矩信息異常時，進行如下控制：當流量異常時，所述綜合控制器（2）將流量調整的信息發送至該計量模塊（1），所述計量模塊（1）調整燃料輸送量，所述綜合控制器（2）實現流量的閉環控制；當溫度或扭矩信息異常時，所述綜合控制器（2）向該路計量模塊（1）發送停止工作的指令，該路所述計量模塊（1）切出燃料供應狀態；

同時，所述綜合控制器（2）向其他正常的所述計量模塊（1）發送保持或者調整流量的指令，其他所述計量模塊（1）保持原流量或調整后的流量輸送燃料；

還包括對故障的所述計量模塊（1）的修復，具體如下：所述綜合控制器（2）根據各所述計量模塊（1）傳輸的數值，根據所述數值判斷所述計量模塊（1）的故障類別；然后發送信息至故障的所述計量模塊（1），控制所述計量模塊（1）修復；同時，其他各路所述計量模塊（1）按照原流量或調整的流量輸送燃料；

故障修復后，所述綜合控制器（2）啟動所述計量模塊（1）；當故障不能修復，則該路所述計量模塊（1）切出燃料供應狀態；

在所述輸送管路的進口端連接有燃料泵（1-1），用于將燃料源中轉燃料輸送至輸送管中；所述燃料泵（1-1）連接有電機（1-2），所述電機（1-2）與電機控制器（1-3）相連接；

所述電機控制器（1-3）用于監測所述電機（1-2）的轉動扭矩和溫度信息，并發送至所述綜合控制器（2）；還用于接收所述綜合控制器（2）發送的指令，并根據指令控制調整所述電機（1-2）的轉速，以調整所述燃料泵（1-1）輸送的燃料的流量；

在所述電機（1-2）上設置有第二溫度傳感器（1-9），所述第二溫度傳感器（1-9）用于監測所述電機（1-2）的溫度，并將所述電機控制器（1-3）傳輸至綜合控制器（2）；

所述燃料泵（1-1）的進口端與燃料源管路連接，在所述管路上設置有進油閥（1-7）；

在所述輸送管路上、且靠近其出口端，依次設置有第一溫度傳感器（1-4）、流量計（1-5）和電磁排油閥（1-6）；所述第一溫度傳感器（1-4）、流量計（1-5）和排油閥（1-6）均與綜合控制器（2）相連接；

所述第一溫度傳感器（1-4）用于監測燃料的溫度，并將溫度信號傳輸至所述綜合控制器（2）；

所述流量計（1-5）用于計量燃料的輸送流量，并傳輸至所述綜合控制器（2），由所述綜合控制器（2）實現閉環控制；

對故障的所述計量模塊（1）的修復過程如下：

a.齒輪卡滯故障修復：

當所述綜合控制器（2）接收到所述電機（1-2）轉速改變，且扭矩值變大，則判斷對應的計量模塊（1）中為齒輪卡滯故障，則該路計量模塊（1）切出供油狀態，其他各路計量模塊（1）按照原流量輸送燃料；則進油閥（1-7）打開，排油閥（1-6）切換至排油狀態，所述電機（1-2）帶動燃料泵（1-1）進行低速正反向切換，實現將卡滯異物由排油閥（1-6）排出；

b. 軸承初期磨損故障修復：

當所述綜合控制器（2）接收到所述電機（1-2）扭矩變大，則判斷對應的計量模塊（1）中的軸承磨損，則該路計量模塊（1）切出供油狀態，所述排油閥（1-6）切換至排油狀態，其他各路計量模塊（1）按照原流量輸送燃料；所述電機（1-2）驅動燃料泵（1-1）小流量狀態工作，將磨損異物由所述排油閥（1-6）排出；

c.電機（1-2）超溫故障：

所述綜合控制器（2）接收到第二溫度傳感器（1-9）傳輸的溫度信號，當溫度信號異常，且判斷電機（1-2）的溫度超出安全值，所述綜合控制器（2）重新分配各路計量模塊（1）中的燃料輸送量，降低電機（1-2）溫度過高的計量模塊（1）中的燃料輸送量。

2.根據權利要求1所述的用于火箭發動機的自修復并行燃料控制方法，其特征在于，所述綜合控制器（2）為兩個或兩個以上，各所述綜合控制器（2）將相連接，且均與各所述計量模塊（1）相連接；

各所述綜合控制器（2）均用于接收所需燃料的指令，并計算發送各路所述計量模塊（1）輸送的燃料流量；

還用于接收各路所述計量模塊（1）的流量、溫度和扭矩信息，判斷各路所述計量模塊（1）是否故障，并向故障的所述計量模塊（1）發送停止工作的指令，且判斷故障類型，并控制修復；同時，向其他正常的所述計量模塊（1）發送保持或者調整流量的指令；

各所述綜合控制器（2）間傳輸信息，當一個所述綜合控制器（2）出現故障時，啟動另一所述綜合控制器（2）。