[发明专利]用于监控燃气涡轮机的减速器的状态的方法和系统

说明书

用于监控燃气涡轮机的减速器的状态的方法包括以下步骤：‑获得(F10)在燃气涡轮机的操作阶段期间完成的参数的测量值，所述参数包括减速器的入口处和出口处的减速器的润滑油的温度，表示燃气涡轮机的速度的参数以及至少一个背景参数；‑选择(F20)相对于预定稳定性标准的稳定测量值；‑使用背景参数的测量值来对减速器的入口处和出口处的润滑油的温度进行归一化(F30)；‑使用根据减速器的出口处和入口处的润滑油的温度之间的差异定义热效率的物理模型来评估(F40)减速器的热效率；‑并且根据将评估的热效率与参考特征进行比较(F50)的步骤来确定(F60)减速器的状态。

背景技术

本发明涉及燃气涡轮机的减速系统(也称为减速齿轮)的状态的监控，减速系统诸如例如涡轮喷气发动机的齿轮箱或更一般地涡轮发动机的齿轮箱。

它在航空领域有着良好的应用，但是也可以被用于监控集成到除航空系统之外的系统中的减速齿轮，诸如风力涡轮机等。

以已知的方式，装备于航空器的燃气涡轮机，诸如例如涡轮喷气发动机，通常装备有减速齿轮，该减速齿轮允许将燃气涡轮机的不同元件耦合到旋转驱动的元件，诸如例如耦合到燃气涡轮机的压缩机轴。该减速齿轮允许在通过它耦合的不同元件之间传输功率，并且更具体地，允许如此耦合的元件的角速度的比例调整。这种类型的减速齿轮例如是位于涡轮喷气发动机的低压压缩机轴与其风扇之间的齿轮箱。

因此，减速齿轮是燃气涡轮机的传输系统的重要零件，其负载很重，并且在燃气涡轮机的操作期间(换言之，装备有燃气涡轮机的航空器的飞行期间)很可能遭受退化，尤其是由于磨损和老化引起的退化。这种类型的退化会导致燃气涡轮机的传输系统发生故障并且具有严重后果。因此，密切监控配备燃气涡轮机的减速齿轮的状态是适当的，以便能够在该减速齿轮的状态退化时适时地干预燃气涡轮机——例如通过执行维护或更换它。

已知通过依赖于借助于诸如加速度计之类的振动传感器所完成的振动分析来进行燃气涡轮机减速齿轮的监控。这种振动分析包括：将振动传感器在啮合频率处获取的振动信号的幅度与横向带中包含的振动信号的幅度进行比较，并取决于这些幅度的比值来推断减速齿轮是处于操作还是故障状态。

这种类型的技术依赖于以下事实：在减速齿轮的正常操作期间，啮合频率处的振动信号的幅度通常大于横向带中的振动信号的幅度。因此可以通过将幅度比值与不同的预定阈值进行比较来推断减速齿轮的状态。例如，在航空器起飞阶段期间测得的幅度比值为5指示减速齿轮的准新状态，而在同一起飞阶段期间测得的比值小于2可能指示应该考虑进行维护。

幅度比值应该与之比较的阈值的设置可能证明是复杂的。此外，该技术依赖于对横向带中的振动信号的检测，其存在假定减速齿轮上确认存在已验证的故障。换句话说，经由这种技术进行操作的监控导致对减速齿轮损坏的布尔判定(减速齿轮是否有故障)。

因此，存在对一种监控方法的需要，其允许更精确和更准确地监控减速齿轮的状态，以便能够在必要时尽可能快地加快对减速齿轮的维护或更换操作。

发明内容

本发明通过提出一种用于监控燃气涡轮机的减速齿轮(例如功率减速齿轮)的状态的方法来特别响应该需求，该方法包括针对减速齿轮的至少一个工作周期：

-获得在燃气涡轮机的至少一个操作阶段期间在所确定的持续时间的至少一个时间间隔内完成的多个参数的至少一个测量值集合的步骤，所述参数包括减速齿轮的操作参数和燃气涡轮机的操作参数以及至少一个背景参数，减速齿轮的操作参数包括减速齿轮的入口处和出口处的减速齿轮的润滑油的温度，燃气涡轮机的操作参数包括表示燃气涡轮机的速度(诸如例如燃气涡轮机的低压轴的转速)的至少一个参数；

-在针对所述至少一个操作阶段所获得的所述至少一个测量值集合之中选择包含关于预定稳定性标准而言稳定的测量值的集合的步骤；

-通过使用所选测量值集合的背景参数的测量值来对所选测量值集合的减速齿轮的入口处和出口处的润滑油的温度的测量值进行归一化的步骤；以及