航空发动机燃油温度动态控制方法、系统、设备及介质与流程

1.本发明涉及航空发动机技术领域，尤其涉及一种航空发动机燃油温度动态控制方法、系统、设备及介质。

背景技术：

2.航空发动机中的燃油被用于在燃烧室燃烧、或被用作伺服作动。燃油在工作前一般需要被燃油加温系统加热，通常利用发动机产生的余热来加热燃油，这种加热方式的好处在于：1)可以防止伺服燃油结冰；2)可以利用冷燃油回收一部分发动机余热提高发动机效率；3)可以利用冷燃油冷却需要冷却的热工质，如滑油。
3.大部分被加热后的燃油被供向发动机燃烧室。在航空发动机燃烧室中，燃油喷嘴是喷射燃油的关键部件，但由于其工作温度较高，导致其中的燃油容易受热而产生裂解，从而在燃油喷嘴内油路壁面上形成固体结焦物，使得油路管径越来越小进而导致燃烧室喷油异常。一般情况下：供给燃烧室的燃油温度越高，越容易发生燃油结焦；发动机工况越大，高压压气机提供给燃烧室的气流温度就越高，越容易发生燃油结焦；燃油流量越小，燃油在燃油喷嘴中流速就越低，燃油喷嘴油路壁面温度就越高，越容易发生燃油结焦。由此可知，一方面，燃油从吸收余热并最终用于在燃烧室中加温空气，有利于发动机效率的提高，因此需要燃油尽可能吸收发动机余热。但另一方面，由于过高的燃油供油温度可能导致大工况下燃油喷嘴内燃油结焦，因此应限制燃油过度吸热。
4.对此，现有的技术手段是设置一个燃油温度上限阈值，通过控制燃油换热过程来限制燃油温度不超过该上限阈值。但这种固定阈值的方法不能最大限度地回收发动机余热。

技术实现要素：

5.针对上述现有技术的不足，本发明提供一种航空发动机燃油温度动态控制方法、系统、设备及介质，以在使得燃油能最大限度地吸收发动机余热、提高发动机工作效率的同时，能最大限度地防止燃油在燃烧室燃油喷嘴中受热结焦。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.第一方面，本发明提供一种航空发动机燃油温度动态控制方法，包括：
8.根据发动机在不同工况参数、不同燃油流量下的供油温度上限阈值，建立工况参数、燃油流量与供油温度上限阈值之间的函数关系式；
9.获取所述发动机当前的工况参数、燃油流量和供油温度；
10.将所述发动机当前的工况参数、燃油流量代入所述函数关系式，得到所述发动机当前的目标供油温度上限阈值；
11.基于所述发动机当前的供油温度，将所述发动机的燃油供油温度控制在所述目标供油温度上限阈值以下。
12.在本发明一个优选实施例中，所述工况参数包括燃烧室上游的主气流温度。
13.在本发明一个优选实施例中，所述主气流温度包括压气机进口温度或压气机出口。
14.在本发明一个优选实施例中，所述发动机在不同工况参数、不同燃油流量下的供油温度上限阈值通过仿真或者试验得到。
15.第二方面，本发明还提供一种航空发动机燃油温度动态控制系统，包括：
16.函数建立模块，用于根据发动机在不同工况参数、不同燃油流量下的供油温度上限阈值，建立工况参数、燃油流量与供油温度上限阈值之间的函数关系式；
17.参数获取模块，用于获取所述发动机当前的工况参数、燃油流量和供油温度；
18.阈值获取模块，用于将所述发动机当前的工况参数、燃油流量代入所述函数关系式，得到所述发动机当前的目标供油温度上限阈值；
19.控制模块，用于基于所述发动机当前的供油温度，将所述发动机的燃油供油温度控制在所述目标供油温度上限阈值以下。
20.在本发明一个优选实施例中，所述工况参数包括燃烧室上游的主气流温度。
21.在本发明一个优选实施例中，所述主气流温度包括压气机进口温度或压气机出口温度。
22.在本发明一个优选实施例中，所述发动机在不同工况参数、不同燃油流量下的供油温度上限阈值通过仿真或者试验得到。
23.第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述方法的步骤。
24.第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述方法的步骤。
25.通过采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
26.本发明首先根据发动机在不同工况参数、不同燃油流量下的供油温度上限阈值，建立工况参数、燃油流量与供油温度上限阈值之间的函数关系式；而后，获取所述发动机当前的工况参数、燃油流量和供油温度，并将所述发动机当前的工况参数、燃油流量代入所述函数关系式，得到所述发动机当前的目标供油温度上限阈值；最后，基于所述发动机当前的供油温度，将所述发动机的燃油供油温度控制在所述目标供油温度上限阈值以下。可见，本发明能够根据发动机工况和燃油流量动态确定供油温度上限阈值，在使得燃油能最大限度地吸收发动机余热、提高发动机工作效率的同时，能最大限度地防止燃油在燃烧室燃油喷嘴中受热结焦。
附图说明
27.图1为本发明实施例1的航空发动机燃油温度动态控制方法的流程示意图；
28.图2为本发明实施例2的航空发动机燃油温度动态控制系统的结构框图；
29.图3为本发明实施例3的电子设备的硬件架构图。
具体实施方式
30.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
32.实施例1
33.本实施例基于发动机工况越大，燃油越容易在燃烧室中结焦；燃油流量越小，燃油越容易在燃烧室中结焦的原理，提供一种航空发动机燃油温度动态控制方法，如图1所示，该方法具体包括以下步骤：
34.s1，根据发动机在不同工况参数、不同燃油流量下的供油温度上限阈值，建立工况参数、燃油流量与供油温度上限阈值之间的函数关系式。
35.具体地，所述发动机在不同工况参数、不同燃油流量下的供油温度上限阈值可以通过仿真或者试验得到。其中，工况可以采用燃烧室上游的主气流温度(如压气机进口温度、压气机出口温度等)来表征，即，工况参数可以为燃烧室上游的主气流温度ta。在此基础上，本实施例可以根据发动机在不同主气流温度ta、不同燃油流量qf下不会导致燃烧室燃油结焦的供油温度上限阈值tfmax，建立三者之间的函数关系式tfamx＝f(ta,qf)。
36.s2，获取所述发动机当前的工况参数、燃油流量和供油温度。
37.具体地，可以通过温度传感器获取所述发动机当前的主气流温度ta1、和供油温度tf1，通过流量传感器获取所述发动机当前的燃油流量qf1。
38.s3，将所述发动机当前的工况参数、燃油流量代入所述函数关系式，得到所述发动机当前的目标供油温度上限阈值；
39.具体地，将发动机当前的主气流温度ta1和燃油流量qf1代入步骤s1建立的函数关系式tfamx＝f(ta,qf)中，即可得到发动机当前的目标供油温度上限阈值tfmax1。
40.s4，基于所述发动机当前的供油温度，将所述发动机的燃油供油温度控制在所述目标供油温度上限阈值以下。
41.具体地，本实施例通过控制燃油加温系统实现将供油温度tf1控制在目标供油温度上限阈值tfmax1以下，其中，将供油温度tf1控制在目标供油温度上限阈值tfmax1最佳。
42.可见，本实施例首先根据发动机在不同工况参数、不同燃油流量下的供油温度上限阈值，建立工况参数、燃油流量与供油温度上限阈值之间的函数关系式；而后，获取所述发动机当前的工况参数、燃油流量和供油温度，并将所述发动机当前的工况参数、燃油流量代入所述函数关系式，得到所述发动机当前的目标供油温度上限阈值；最后，基于所述发动机当前的供油温度，将所述发动机的燃油供油温度控制在所述目标供油温度上限阈值以下。因此，本实施例能够根据发动机工况和燃油流量动态确定供油温度上限阈值，在使得燃油能最大限度地吸收发动机余热、提高发动机工作效率的同时，能最大限度地防止燃油在燃烧室燃油喷嘴中受热结焦。
43.实施例2
44.本实施例基于发动机工况越大，燃油越容易在燃烧室中结焦；燃油流量越小，燃油
越容易在燃烧室中结焦的原理，提供一种航空发动机燃油温度动态控制系统，如图2所示，该系统具体包括：函数建立模块11、参数获取模块12、阈值获取模块13和控制模块14。
45.下面分别对上述各个模块的功能进行详细描述：
46.函数建立模块11用于根据发动机在不同工况参数、不同燃油流量下的供油温度上限阈值，建立工况参数、燃油流量与供油温度上限阈值之间的函数关系式。
47.具体地，所述发动机在不同工况参数、不同燃油流量下的供油温度上限阈值可以通过仿真或者试验得到。其中，工况可以采用燃烧室上游的主气流温度(如压气机进口温度、压气机出口温度等)来表征，即，工况参数可以为燃烧室上游的主气流温度ta。在此基础上，本实施例可以根据发动机在不同主气流温度ta、不同燃油流量qf下不会导致燃烧室燃油结焦的供油温度上限阈值tfmax，建立三者之间的函数关系式tfamx＝f(ta,qf)。
48.参数获取模块12用于获取所述发动机当前的工况参数、燃油流量和供油温度。
49.具体地，可以通过温度传感器获取所述发动机当前的主气流温度ta1、和供油温度tf1，通过流量传感器获取所述发动机当前的燃油流量qf1。
50.阈值获取模块13用于将所述发动机当前的工况参数、燃油流量代入所述函数关系式，得到所述发动机当前的目标供油温度上限阈值；
51.具体地，将发动机当前的主气流温度ta1和燃油流量qf1代入步骤s1建立的函数关系式tfamx＝f(ta,qf)中，即可得到发动机当前的目标供油温度上限阈值tfmax1。
52.控制模块14用于基于所述发动机当前的供油温度，将所述发动机的燃油供油温度控制在所述目标供油温度上限阈值以下。
53.具体地，本实施例通过控制燃油加温系统实现将供油温度tf1控制在目标供油温度上限阈值tfmax1以下，其中，将供油温度tf1控制在目标供油温度上限阈值tfmax1最佳。
54.可见，本实施例本实施例能够根据发动机工况和燃油流量动态确定供油温度上限阈值，在使得燃油能最大限度地吸收发动机余热、提高发动机工作效率的同时，能最大限度地防止燃油在燃烧室燃油喷嘴中受热结焦。
55.实施例3
56.本实施例提供一种电子设备，电子设备可以通过计算设备的形式表现(例如可以为服务器设备)，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中处理器执行计算机程序时可以实现实施例1提供的航空发动机燃油温度动态控制方法。
57.图3示出了本实施例的硬件结构示意图，如图3所示，电子设备9具体包括：
58.至少一个处理器91、至少一个存储器92以及用于连接不同系统组件(包括处理器91和存储器92)的总线93，其中：
59.总线93包括数据总线、地址总线和控制总线。
60.存储器92包括易失性存储器，例如随机存取存储器(ram)921和/或高速缓存存储器922，还可以进一步包括只读存储器(rom)923。
61.存储器92还包括具有一组(至少一个)程序模块924的程序/实用工具925，这样的程序模块924包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
62.处理器91通过运行存储在存储器92中的计算机程序，从而执行各种功能应用以及
数据处理，例如本发明实施例1所提供的航空发动机燃油温度动态控制方法。
63.电子设备9进一步可以与一个或多个外部设备94(例如键盘、指向设备等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口95进行。并且，电子设备9还可以通过网络适配器96与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器96通过总线93与电子设备9的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备9使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、raid(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
64.应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本技术的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。
65.实施例4
66.本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现实施例1所提供的航空发动机燃油温度动态控制方法的步骤。
67.其中，可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于：便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。
68.在可能的实施方式中，本发明还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行实现实施例1所述的航空发动机燃油温度动态控制方法的步骤。
69.其中，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码，所述程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。
70.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种航空发动机燃油温度动态控制方法，其特征在于，包括：根据发动机在不同工况参数、不同燃油流量下的供油温度上限阈值，建立工况参数、燃油流量与供油温度上限阈值之间的函数关系式；获取所述发动机当前的工况参数、燃油流量和供油温度；将所述发动机当前的工况参数、燃油流量代入所述函数关系式，得到所述发动机当前的目标供油温度上限阈值；基于所述发动机当前的供油温度，将所述发动机的燃油供油温度控制在所述目标供油温度上限阈值以下。2.根据权利要求1所述的航空发动机燃油温度动态控制方法，其特征在于，所述工况参数包括燃烧室上游的主气流温度。3.根据权利要求2所述的航空发动机燃油温度动态控制方法，其特征在于，所述主气流温度包括压气机进口温度或压气机出口。4.根据权利要求1所述的航空发动机燃油温度动态控制方法，其特征在于，所述发动机在不同工况参数、不同燃油流量下的供油温度上限阈值通过仿真或者试验得到。5.一种航空发动机燃油温度动态控制系统，其特征在于，包括：函数建立模块，用于根据发动机在不同工况参数、不同燃油流量下的供油温度上限阈值，建立工况参数、燃油流量与供油温度上限阈值之间的函数关系式；参数获取模块，用于获取所述发动机当前的工况参数、燃油流量和供油温度；阈值获取模块，用于将所述发动机当前的工况参数、燃油流量代入所述函数关系式，得到所述发动机当前的目标供油温度上限阈值；控制模块，用于基于所述发动机当前的供油温度，将所述发动机的燃油供油温度控制在所述目标供油温度上限阈值以下。6.根据权利要求5所述的航空发动机燃油温度动态控制系统，其特征在于，所述工况参数包括燃烧室上游的主气流温度。7.根据权利要求6所述的航空发动机燃油温度动态控制系统，其特征在于，所述主气流温度包括压气机进口温度或压气机出口温度。8.根据权利要求5所述的航空发动机燃油温度动态控制系统，其特征在于，所述发动机在不同工况参数、不同燃油流量下的供油温度上限阈值通过仿真或者试验得到。9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。

技术总结

本发明提供一种航空发动机燃油温度动态控制方法、系统、设备及介质，该方法包括：根据发动机在不同工况参数、不同燃油流量下的供油温度上限阈值，建立工况参数、燃油流量与供油温度上限阈值之间的函数关系式；获取所述发动机当前的工况参数、燃油流量和供油温度；将所述发动机当前的工况参数、燃油流量代入所述函数关系式，得到所述发动机当前的目标供油温度上限阈值；基于所述发动机当前的供油温度，将所述发动机的燃油供油温度控制在所述目标供油温度上限阈值以下。本发明在使得燃油能最大限度地吸收发动机余热、提高发动机工作效率的同时，能够最大限度地防止燃油在燃烧室燃油喷嘴中受热结焦。嘴中受热结焦。嘴中受热结焦。