Способ синхронного контроля технического состояния турбореактивного двигателя и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к эксплуатации авиационных двигателей и других силовых установок, и касается оценки технического состояния по степени износа поверхностей трения. Цель изобретения - повышение точности определения технического состояния двигателя. Способ синхронного контроля технического состояния турбореактивного двигателя основан на том, что в процессе эксплуатации непрерывно регистрируют наработку двигателя, количество продуктов износа, условия на входе в двигатель и режимы работы двигателя, по наработке, условиям на входе в двигатель и режимам работы двигателя вычисляют эквивалентную наработку, по ней определяют допустимое содержание продуктов износа, а затем сравнивают текущее значение продуктов износа с допустимым. Устройство для синхронного контроля технического состояния турбореактивного двигателя содержит датчик количества продуктов износа в масле, индикатор , а также соединенные между собой датчики частоты вращения ротора, давления и температуры воздуха на входе в двигатель, счетчик наработки, блоки вычисления эквивалентной наработки, допустимого содержания продуктов износа в масле, производных текущего и допустимого содержания продуктов износа в масле по эквивалентной наработке, блок сравнения текущего и допустимого содержания продуктов износа в масле, блок сравнения производных текущего и допустимого содержания продуктов износа в масле, регистратор и регулятор двигателя. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к эксплуатации авиационных двигателей и других силовых установок, и касается оценки технического состояния по степени износа поверхностей трения.

Известен способ синхронного контроля технического состояния турбореактивного двигателя и устройство для его осуществления. Способ основан на непрерывной регистрации концентрации продуктов износа в масле.

Устройство для осуществления способа содержит датчик количества продуктов износа в масле, например ферромагнитный датчик, и индикатор.

Недостатком известных способа и устройства для его осуществления является его низкая точность, связанная с неучетом наработки двигателя, характера его нагружения в процессе эксплуатации, что не позволяет точно определять техническое состояние двигателя и сроки вывода его в ремонт.

Цель изобретения - повышение точности определения технического состояния двигателя.

Это достигается тем, что при способе синхронного контроля технического состояния турбореактивного двигателя, заключающемся в непрерывной регистрации количества продуктов износа в масле, непрерывно определяют эквивалентную наработку двигателя, по которой определяют допустимое содержание продуктов износа, вычисляют производные допустимого и текущего содержания продуктов износа по эквивалентной наработке, сравнивают текущее содержание продуктов износа с допустимым и значение производной текущего содержания продуктов износа со значением производной допустимого содержания продуктов износа и по результатам сравнения судят о техническом состоянии двигателя и характере износа.

В устройство для синхронного контроля технического состояния турбореактивного двигателя, содержащее датчик количества продуктов износа в масле и индикатор, введены датчик частоты вращения ротора, датчики давления и температуры воздуха на входе в двигатель, счетчик наработки, блок вычисления эквивалентной наработки, блок вычисления допустимого содержания продуктов износа в масле, блоки вычисления производных допустимого и текущего содержания продуктов износа в масле по эквивалентной наработке, блок сравнения текущего и допустимого содержания продуктов износа в масле. Блок сравнения производных текущего и допустимого содержания продуктов износа в масле, регистратор и регулятор двигателя, причем выходы датчиков частоты вращения ротора, давления и температуры воздуха на входе в двигатель и счетчика наработки соединены с соответствующими входами блока вычисления эквивалентной наработки, выход которого соединен с входами блоков вычисления допустимого содержания продуктов износа в масле, вычисления производной допустимого содержания продуктов износа в масле по эквивалентной наработке и первыми входами блока вычисления производной текущего содержания продуктов износа в масле по эквивалентной наработке и индикатора, второй и третий входы которого соединены с первыми выходами соответствующих блоков сравнения, а выходы индикатора соединены с первым, вторым и третьим входами регистратора, первые входы блоков сравнения допустимого и текущего содержания продуктов износа в масле и производных допустимого и текущего содержания продуктов износа в масле соединены с выходами соответствующих блоков вычисления допустимого содержания продуктов износа в масле и вычисления производной допустимого содержания продуктов износа в масле по эквивалентной наработке, выход датчика количества продуктов износа в масле соединен с вторым входом блока сравнения допустимого и текущего содержания продуктов износа в масле, второй выход которого подключен к регулятору двигателя, четвертым входом регистратора и вторым входом блока вычисления производной текущего содержания продуктов износа в масле по эквивалентной наработке, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения производных допустимого и текущего содержания продуктов износа в масле.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит связанные между собой датчики 1, 2, 3 частоты вращения ротора (n), давления воздуха на входе в двигатель (Р₀₁), температуры воздуха на входе в двигатель (Т₀₁) соответственно, счетчик 4 наработок (τ ), датчик 5 количества продуктов износа в масле (N), блок 6 вычисления эквивалентной наработки ( τ_экв), блок 7 вычисления допустимого содержания продуктов износа в масле (N_доп), блок 8 вычисления производной допустимого содержания продуктов износа по эквивалентной наработке , блок 9 вычисления производной текущего содержания продуктов износа по эквивалентной наработке , блок 10 сравнения текущего и допустимого содержания продуктов износа в масле N N_доп, блок 11 сравнения производных текущего и допустимого содержания продуктов износа в масле , индикатор 12, регулятор двигателя 13, регистратор 14.

Осуществление способа и работа устройства.

В процессе эксплуатации турбореактивного двигателя измеряют частоту вращения ротора n датчиком 1, давление воздуха на входе в двигатель Р₀₁ датчиком 2, температуру воздуха на входе в двигатель Т₀₁ датчиком 3, наработку двигателя с начала эксплуатации τ счетчиком 4, содержание продуктов износа в масле N датчиком 5. Вычисляют в блоке 6 эквивалентную наработку по следующей зависимости: τ_экв = k₁˙k₂˙τ k₁= k₂= где k₁ и k₂ - коэффициенты.

Сигнал из блока 6 в виде эквивалентной наработки подают в блоки 7, 8, 12. В блоке 7 по фактической эквивалентной наработке τ_экв вычисляют допустимое содержание продуктов износа в масле по заданной расчетно-экспериментальной зависимости N_доп = f (τ_экв). В блоке 8 вычисляют производную допустимого содержания продуктов износа по эквивалентной наработке = f(τ_экв). В блоке 9 по текущему содержанию продуктов износа N c датчика 5 вычисляют производную текущего содержания продуктов износа по эквивалентной наработке . Сигналы из блоков 8 и 9 в виде значений производных и подают в блок сравнения 11, где производится их сравнение.

Результат сравнения в виде разности производных - 0 поступает на индикатор 12, а через него на регистратор 14. Сигналы из блока 7 и датчика 5 в виде значений допустимого и текущего содержания продуктов износа N_доп и N попадают в блок сравнения 10, где производится их сравнение. Результаты сравнения в виде разности N-N_доп 0 поступают на индикатор 12, а через него на регистратор 14. Блок сравнения 10, кроме того, при разности N - N_доп > 0 пороговым устройством выдает сигнал на регулятор 13 для остановки двигателя.

Сигнал с датчика количества продуктов износа 5 и счетчика наработки 4 через индикатор 12 подают на регистратор 14. На индикаторе 12 в регистраторе 14 в процессе его эксплуатации непрерывно регистрируют результаты сравнения текущего и допустимого содержания продуктов износа, сравнения производных, эквивалентную наработку, а на регистраторе 14 допустимое и текущее содержание продуктов износа N. При получении в результате сравнения абсолютных значений и производных N - N_доп < 0 и - < 0 продолжают эксплуатацию, при _{> 0} прекращают эксплуатацию, а при N-N_доп<0 и - > 0 - ограничивают ресурс. По зависимостям N = f(τ_экв) и = f(τ_экв) судят, кроме того, о характере процесса износа (например, приработка, эксплуатация, начало разрушения трансмиссии).

Способ синхронного контроля технического состояния турбореактивного двигателя основан на том, что в процессе эксплуатации непрерывно регистрируют наработку двигателя, количество продуктов износа, условия на входе в двигатель и режимы работы двигателя, по наработкам, условиям на входе в двигатель и режимам работы двигателя вычисляют эквивалентную наработку, по ней определяют допустимое содержание продуктов износа, а затем сравнивают текущее значение продуктов износа с допустимым. Непрерывный синхронный контроль технического состояния двигателя повышает надежность двигателя, уменьшает стоимость его эксплуатации за счет своевременного вывода в ремонт.

Формула изобретения

1. Способ синхронного контроля технического состояния турбореактивного двигателя, заключающийся в непрерывной регистрации количества продуктов износа в масле, отличающийся тем, что непрерывно определяют эквивалентную наработку двигателя, по которой определяют допустимое содержание продуктов износа, вычисляют производные допустимого и текущего содержания продуктов износа по эквивалентной наработке, сравнивают текущее содержание продуктов износа с допустимым и значение производной текущего содержания продуктов износа со значением производной допустимого содержания продуктов износа и по результатам сравнения судят о техническом состоянии двигателя и характере износа.

2. Устройство для синхронного контроля технического состояния турбореактивного двигателя, содержащее датчик количества продуктов износа в масле и индикатор, отличающееся тем, что в него введены датчик частоты вращения ротора, датчики давления и температуры воздуха на входе в двигатель, счетчик наработки, блок вычисления эквивалентной наработки, блок вычисления допустимого содержания продуктов износа в масле, блоки вычисления производных допустимого и текущего содержания продуктов износа в масле по эквивалентной наработке, блок сравнения текущего и допустимого содержания продуктов износа в масле, блок сравнения производных текущего и допустимого содержания продуктов износа в масле, регистратор и регулятор двигателя, причем выходы датчиков частоты вращения ротора, давления и температуры воздуха на входе в двигатель и счетчика наработки соединены с соответствующими входами блока вычисления эквивалентной наработки, выход которого соединен с входами блоков вычисления допустимого содержания продуктов износа в масле, вычисления производной допустимого содержания продуктов износа в масле по эквивалентной наработке и первыми входами блока вычисления производной текущего содержания продуктов износа в масле по эквивалентной наработке и индикатора, второй и третий входы которого соединены с первыми выходами соответствующих блоков сравнения, а выходы индикатора соединены с первым, вторым и третьим входами регистратора, первые входы блоков сравнения допустимого и текущего содержания продуктов износа в масле и производных допустимого и текущего содержания продуктов износа в масле соединены с выходами соответствующих блоков вычисления допустимого содержания продуктов износа в масле и вычисления производной допустимого содержания продуктов износа в масле по эквивалентной наработке, выход датчика количества продуктов износа в масле соединен с вторым входом блока сравнения допустимого и текущего содержания продуктов износа в масле, второй выход которого подключен к регулятору двигателя, четвертым входом регистратора и вторым входом блока вычисления производной текущего содержания продуктов износа в масле по эквивалентной наработке, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения производных допустимого и текущего содержания продуктов износа в масле.

РИСУНКИ

Рисунок 1