[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

本發明公開了用于火箭發動機的自修復并行燃料控制方法，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，各計量模塊均用于輸送發動機燃料，多路計量模塊輸送燃料的總流量為發動機所需燃料的額定需求量；各路計量模塊均有獨立的輸送管路。綜合控制器，與各計量模塊均相連接。該控制方法如下：綜合控制器接收燃料額定需求量的指令，計算各路計量模塊傳輸的燃料量，并發送燃料量及啟動的指令至各計量模塊，各計量模塊等流量輸送燃料。采用并行的計量模塊，在提高安全余度的情況下，沒有增加供油系統的重量；并且，兩路或多路計量模塊不會出現切換滯后。

【技術領域】

本發明屬于航空發動機燃料供應與控制系統技術領域，尤其涉及自修復并行燃料控制系統及故障判斷修復方法。

【背景技術】

對于傳統航空發動機領域，燃料供應與控制系統利用傳動機匣把發動機轉子的旋轉能量連接到燃料泵上驅動泵做功，此時泵轉速不可控，流量調節用后端調節器來完成，驅動功率浪費，燃油溫升過高。另外，由于增加了一額外的調節器，控制方法復雜。并且，當該系統出現故障時，發動機不能正常工作。

【發明內容】

本發明的目的是提供自修復并行燃料控制系統及故障判斷修復方法，采用并行的計量模塊，在提高安全余度的情況下，沒有增加供油系統的重量；并且，兩路或多路計量模塊不會出現切換滯后。

本發明采用以下技術方案：用于火箭發動機的自修復并行燃料控制方法，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，各計量模塊均用于輸送發動機燃料，多路計量模塊輸送燃料的總流量為發動機所需燃料的額定需求量；各路計量模塊均有獨立的輸送管路。綜合控制器，與各計量模塊均相連接。

該控制方法如下：

綜合控制器接收燃料額定需求量的指令，計算各路計量模塊傳輸的燃料量，并發送燃料量及啟動的指令至各計量模塊，各計量模塊等流量輸送燃料。

當綜合控制器接收到的某路計量模塊的流量、溫度或扭矩信息異常時，進行如下控制：當流量異常時，綜合控制器將流量調整的信息發送至該計量模塊，計量模塊調整燃料輸送量，綜合控制器實現流量的閉環控制；當溫度或扭矩信息異常時，綜合控制器向該路計量模塊發送停止工作的指令，該路計量模塊切出燃料供應狀態。同時，綜合控制器向其他正常的計量模塊發送保持或者調整流量的指令，其他計量模塊保持原流量或調整后的流量輸送燃料。

進一步地，還包括對故障的計量模塊的修復，具體如下：綜合控制器根據各計量模塊傳輸的數值，根據數值判斷計量模塊的故障類別；然后發送信息至故障的計量模塊，控制計量模塊修復；同時，其他各路計量模塊按照原流量或調整的流量輸送燃料。故障修復后，綜合控制器啟動計量模塊；當故障不能修復，則該路計量模塊切出燃料供應狀態。

進一步地，在輸送管路的進口端連接有燃料泵，用于將燃料源中轉燃料輸送至輸送管中；燃料泵連接有電機，電機與電機控制器相連接。電機控制器用于監測電機的轉動扭矩和溫度信息，并發送至綜合控制器；還用于接收綜合控制器發送的指令，并根據指令控制調整電機的轉速，以調整燃料泵輸送的燃料的流量。

進一步地，在電機上設置有第二溫度傳感器，第二溫度傳感器用于監測電機的溫度，并將電機控制器傳輸至綜合控制器。

進一步地，燃料泵的進口端與燃料源管路連接，在管路上設置有進油閥。

進一步地，在輸送管路上、且靠近其出口端，依次設置有第一溫度傳感器、流量計和電磁排油閥；第一溫度傳感器、流量計和排油閥均與綜合控制器相連接；第一溫度傳感器用于監測燃料的溫度，并將溫度信號傳輸至綜合控制器；

流量計用于計量燃料的輸送流量，并傳輸至綜合控制器，由綜合控制器實現閉環控制。

進一步地，對故障的計量模塊的修復過程如下：

a.齒輪卡滯故障修復：