[发明专利]基于发动机振动识别发动机转子的不平衡的方法

说明书

公开了用于基于发动机振动和其他已知和/或可确定的参数来诊断飞行器发动机(例如喷气发动机)中的不平衡状态的预测模型。还公开了用于开发预测模型和使用该模型来识别飞行器发动机不平衡的方法。

技术领域

本公开涉及用于识别喷气发动机的转子系统中的不平衡的源并在大修车间或维护、修理、大修(MRO)车间确定校正措施的方法和系统。

背景技术

旋转机械，例如在飞行器喷气发动机的核心中发现的旋转机械，可能对其旋转零件的平衡中的小缺陷高度敏感。这种具有不平衡部件的机械的操作会导致例如力的分布不均匀、发动机部件的损坏以及部件在正常使用过程中的过度磨损。在喷气发动机中，这样的缺陷会导致压缩机和涡轮组件的质量的中心变得与组件的几何旋转轴线不对准。在喷气发动机的情况下，由不平衡部件引起的振动会传递到飞行器的相邻部分，并可能导致噪音和乘客不适，并导致发动机部件的磨损、疲劳和损坏增加。解决喷气发动机不平衡的传统方法非常耗时，导致与发动机修理相关联的时间和费用增加。

因此，需要一种在飞行器喷气发动机到达MRO车间之前准确有效地识别不平衡源并确定适当校正措施的方法。

发明内容

本文公开了用于基于在MRO处的发动机振动和操作参数来诊断喷气发动机中的不平衡状态的预测模型的实施例。

还公开了用于开发识别喷气发动机不平衡源并确定适当校正措施的模型的方法。

在本文公开的一个实施例中，一种用于开发预测诊断模型的方法包括：(a)测量与喷气发动机相关联的核心振动数据集和操作参数数据集；(b)存储核心振动数据集和操作参数数据集；(c)识别与核心振动数据集和操作参数数据集的组合相关联的不平衡状态；(d)重复步骤(a)-(c)，直到记录了足够的数据集以生成用于确定不平衡状态的预测模型；以及(e)使用步骤(d)中的预测模型，根据测量的核心振动和操作参数数据来确定不平衡状态。

在本文公开的另一个实施例中，一种用于识别喷气发动机的不平衡状态的方法包括：(a)基于数据库为不同的操作参数集生成一个或多个线性振动比率-不平衡关系组；(b)为振动比率-不平衡数据的每个线性组生成一个或多个单独的分析模型；(c)记录喷气发动机的核心振动特征和操作参数集；(d)将核心振动特征和操作参数集输入到步骤(b)的一个或多个单独的分析模型中；(e)基于操作参数来识别最佳拟合线性组；(f)通过将测量的核心振动特征与为最佳拟合线性组记录的历史振动特征进行比较，识别可能的不平衡位置和幅度；以及(g)将一个或多个重物施加到喷气发动机中的压缩机或涡轮或两者的组合中的至少一个，使其具有符合模块的允许的不平衡校正限制。

本文还公开了用于预测诊断喷气发动机的不平衡状态的模型的实施例，包括：数据库，该数据库由相关组的核心振动数据、关键发动机操作参数和发动机不平衡状态组成；输入功能，该输入功能被构造为允许用户输入：核心振动输入数据；发动机操作参数；以及容限功能，该容限功能被构造为基于核心振动数据和关键发动机操作参数来识别一个或多个发动机不平衡状态。

本发明的前述和其他目的、特征和优点将从以下参照附图进行的详细描述中变得更加明显。

附图说明

本说明书参考附图阐述了针对本领域普通技术人员的优选实施例的完整且能够公开的内容，其中：

图1图示了示例性喷气发动机的横截面图；

图2A和2B是图示了基于发动机振动来识别发动机转子的不平衡的示例性方法的流程图；

图3是与用于识别发动机转子的不平衡状态的示例性验证处理有关的表格；

图4图示了示例性验证处理，其包括针对模拟的不平衡状态将识别的核心振动比率与实际核心振动比率进行比较；

图5图示了包括振动和/或振动比率数据的用户输入的示例性验证处理；