[发明专利]辅助动力装置分圈供油的点火燃油流量控制方法

说明书

本发明属于航空发动机数字控制技术领域，具体为辅助动力装置分圈供油的点火燃油流量控制方法。采用开关快速通断的占空比控制模式，调节辅助动力装置(APU)起动点火阶段的燃油流量，旨在解决APU点火阶段，燃油分配器的主油路接通时，由于燃油流道面积突增，造成燃油流量过大、燃油压力过低、燃油雾化不充分，从而使得主油路接通前在起动油路供油时形成的火源，被这一过量的低压燃油浇灭，导致起动过程熄火的故障。采用本发明的方法可以降低其燃油流量，解决高空条件起动下，APU起动油路原有的恒定流量过大、无法点火的问题。

技术领域

本发明属于航空发动机数字控制技术领域，具体为辅助动力装置分圈供油的点火燃油流量控制方法。

背景技术

一大类APU的燃油控制系统，其结构原理如图1所示，由燃油调节装置、起动阀SFV和主阀MFV构成，SFV、MFV分别控制起动油路、主油路的通断，与起动油路相连的起动喷嘴的流通面积小，使得起动油路的燃油流阻大、流量小、雾化效果好，易于形成点火火源；与主油路相连的主喷嘴的流通面积大，燃油流量可调节的范围大，以适应大状态的燃油控制。

这一类APU起动的时序控制如图2所示，当APU转速达NG1时，仅起动油路接通供油，由于起动油路流通面积小，小流量、高油压、雾化效果良好的燃油与空气充分掺混，被点火附件生成的电火花点燃，形成稳定的火源；由于起动油路供油量有限，当APU转速达NG2时，接通主油路，由于主油路流通面积大，输往燃烧室的燃油压力骤降，燃油雾化变差，由主油路喷出的低压燃油可能浇灭由起动油路形成的火源，导致起动失败。

针对主油路接通时，由于燃油流通面积突增，引起燃油压力急降以及燃油雾化效果变差，使得APU易于熄火的问题，传统的控制方法是增大起动燃油流量，以抵消油压降低的影响，燃油流量公式：

式中，WF为燃油流量，μ为流量系数，A为流通面积，ρ为燃油密度，ΔP为喷嘴前后的油压差。

由于供油压差与流通面积成平方关系，要抵消油压降低势必极大地增大供油量，极易造成起动过程的APU超温，一方面危及APU使用安全，另一方面对于APU的使用寿命也是不利的。

发明内容

本发明的目的

为了解决APU起动过程中，主油路接通时，由于燃油流通面积突增，使得燃油压力突降、燃油雾化变差，从而引起燃烧室熄火，导致起动失败的问题，提出了辅助动力装置分圈供油的点火燃油流量控制方法。

本发明的技术方案

本发明的辅助动力装置分圈供油的点火燃油流量控制方法，根据APU起动控制时序，采用如下技术方案：

1.APU处于静止状态，接收到起动指令后，接通起动电机带转APU，并接通点火附件，形成用于点火的电火花。

2.当电机带转APU达到NG1转速时，起动阀通电，接通起动油路，由起动油路上的旋流喷嘴将液态的燃油形成雾化质量良好的油雾，通过点火附件的电火花点燃，形成火炬，起动油路的燃油流量按WF＝F(NG，P1)控制。

3.当APU转速达到NG2时，保持起动阀接通状态，对主阀进行占空比方式的快速通－断控制，以保证占空比控制方式提供的燃油流量在单位时间内应与发动机起动燃油流量匹配；

4.随着APU转速状态的提升，燃烧室压力、温度增大，燃油燃烧条件逐渐变好，燃烧的稳定性增强，当转速达到NGX时，主阀转入长通供油模式，由主阀和起动阀同时供油，燃油流量按WF＝F(NG，P1)控制。

5.当APU转速达到NG3时，脱开起动电机，依靠自身燃气产生的功率加速，由主阀和起动阀同时供油，燃油流量按WF＝F(NG，P1)控制。

6.当APU转速达到NG4时，断开起动阀和点火附件，由主阀供油，燃油流量按WF＝F(NG，P1)控制。