用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的方法和系統(tǒng)，具體提供一種用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)油溫以檢測(cè)高于正常的油溫的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括多個(gè)傳感器，用于針對(duì)一組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)條件從運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)獲取輸入信號(hào)。多個(gè)傳感器的至少一個(gè)包括用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的油溫傳感器。該系統(tǒng)還包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)，其中存儲(chǔ)有對(duì)應(yīng)于至少一組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的多個(gè)預(yù)定極限值。該發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元被構(gòu)造成選擇對(duì)應(yīng)于一組所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的預(yù)定極限值，使用所選擇的預(yù)定極限值計(jì)算維護(hù)極限值，并且比較所測(cè)量的油溫和維護(hù)極限值。輸出單元根據(jù)比較結(jié)果輸出預(yù)定的輸出。
【專利說(shuō)明】用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及航空器發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行和維護(hù)，更具體地涉及用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)油是渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的命脈并且適當(dāng)?shù)臏u輪發(fā)動(dòng)機(jī)油系統(tǒng)功能對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的性能是至關(guān)重要的。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)油系統(tǒng)用于潤(rùn)滑和冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)軸承、齒輪和密封件，并為一些輔助系統(tǒng)提供液壓動(dòng)力。將渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)油系統(tǒng)壓力和油溫維護(hù)在正常運(yùn)行極限內(nèi)確保了適當(dāng)?shù)陌l(fā)動(dòng)機(jī)油系統(tǒng)功能。油溫通常由發(fā)動(dòng)機(jī)排熱(即，發(fā)動(dòng)機(jī)送入發(fā)動(dòng)機(jī)油中的熱量)、發(fā)電機(jī)排熱(即，發(fā)電機(jī)送入發(fā)動(dòng)機(jī)油中的熱量)以及油冷卻器系統(tǒng)性能。例如，低油量、不足或無(wú)效的油冷卻(例如，由于油冷卻器堵塞)、阻塞的油管路可引起高于正常的油溫，和/或發(fā)動(dòng)機(jī)可能會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的熱量。某些航空器和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件、環(huán)境條件和獨(dú)特的發(fā)動(dòng)機(jī)特性影響油溫。油溫通常在高海拔、高環(huán)境溫度和高負(fù)載時(shí)是最高的?？諝馕廴舅降脑黾右约昂娇掌鞲宇l繁地起飛和降落在位于較高基面海拔(大約15000英尺)的機(jī)場(chǎng)已經(jīng)增加了發(fā)動(dòng)機(jī)在高于正常的油溫下運(yùn)行的程度。
[0003]在常規(guī)航空器油系統(tǒng)的情況下，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)油溫超過(guò)高于正常運(yùn)行溫度的單個(gè)預(yù)定的HOT故障極限時(shí)，以某種方式(如，故障燈、屏幕、代碼等)通告高油溫(以下簡(jiǎn)稱“HOT”)故障警報(bào)。單個(gè)預(yù)定的HOT故障極限通常被提供在特定發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)說(shuō)明書中。單個(gè)預(yù)定的HOT故障極限是不精確的，沒(méi)有考慮實(shí)際的航空器和發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行條件、環(huán)境條件和獨(dú)特的發(fā)動(dòng)機(jī)特性。雖然HOT故障警報(bào)可以發(fā)出警報(bào)，并且在最壞的情況下可能引起飛行中止，但是條件通常是短暫的。然而，在HOT故障發(fā)出警報(bào)的時(shí)候，由于發(fā)動(dòng)機(jī)在高于正常的油溫下運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)可能已經(jīng)發(fā)生了不期望的磨損。例如，在高于正常的油溫下的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可加速碳顆粒在發(fā)動(dòng)機(jī)油中的積累(以下簡(jiǎn)稱“油焦化”)和油添加劑的變質(zhì)。增加的油焦化可能導(dǎo)致增加的密封件磨損并負(fù)面地影響齒輪和軸承壽命。增加的油焦化還可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法繼續(xù)服務(wù)并可增加發(fā)動(dòng)機(jī)的解體檢修費(fèi)用。
[0004]已經(jīng)嘗試使用電腦軟件監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)油溫作為整體發(fā)動(dòng)機(jī)條件趨勢(shì)監(jiān)測(cè)的一部分。被記錄的趨勢(shì)數(shù)據(jù)可被發(fā)送到地面上的指定分析中心以便處理和建議。趨勢(shì)監(jiān)測(cè)需要進(jìn)行投資來(lái)開(kāi)發(fā)并購(gòu)買昂貴設(shè)備并且基于歷史數(shù)據(jù)執(zhí)行復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)分析，以便評(píng)估總體的發(fā)動(dòng)機(jī)健康。
[0005]因此，需要提供用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的方法和系統(tǒng)。也需要提供簡(jiǎn)單和相對(duì)廉價(jià)的監(jiān)測(cè)方法和系統(tǒng)以檢測(cè)高于正常的油溫并在已經(jīng)發(fā)生了實(shí)質(zhì)的發(fā)動(dòng)機(jī)磨損之前以及在油溫達(dá)到單個(gè)預(yù)定的HOT故障極限值之前提供早期的需要維護(hù)油溫(maintenance-required oil temperature,MR0T)警報(bào)，從而導(dǎo)致降低的維護(hù)、解體檢修要求和發(fā)動(dòng)機(jī)廢除。此外，與附圖和本發(fā)明的背景相結(jié)合，從以下對(duì)本發(fā)明和所附權(quán)利要求的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它期望的特征和特性將變得明顯。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]提供一種用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個(gè)傳感器，用于針對(duì)一組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)條件從運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)獲取輸入信號(hào)。該多個(gè)傳感器中的至少一個(gè)包括用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的油溫傳感器。該系統(tǒng)還包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，其中存儲(chǔ)有對(duì)應(yīng)于至少一組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的多個(gè)預(yù)定極限值。該發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元被構(gòu)造成選擇對(duì)應(yīng)于一組所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的預(yù)定極限值，使用所選擇的預(yù)定極限值計(jì)算維護(hù)值，并且比較所測(cè)量的油溫和維護(hù)極限值。輸出單元根據(jù)比較結(jié)果輸出預(yù)定輸出。
[0007]提供一種方法用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫。該方法包括測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)油溫以確定所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的測(cè)量值。還測(cè)量一組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件。在一組存儲(chǔ)的預(yù)定極限值中選擇對(duì)應(yīng)于所測(cè)量的一組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的預(yù)定極限值。從預(yù)定極限值和預(yù)定誤差值計(jì)算維護(hù)極限值。將所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫與維護(hù)極限值進(jìn)行比較。輸出對(duì)應(yīng)于比較結(jié)果的輸出。
[0008]提供一種方法用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫。該方法包括測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)油溫和多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件。在對(duì)應(yīng)于一組預(yù)定的所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的所存儲(chǔ)的預(yù)定極限值中選擇用于所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的預(yù)定極限值。計(jì)算維護(hù)極限值以便確定熱油溫(HOT)條件。從預(yù)定極限值和預(yù)定誤差值計(jì)算維護(hù)極限值。通過(guò)比較所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的測(cè)量值和維護(hù)極限值來(lái)檢測(cè)HOT條件。如果比較結(jié)果是測(cè)量值超過(guò)了維護(hù)極限值但小于單個(gè)預(yù)定的故障極限值，則輸出需要維護(hù)警報(bào)。
[0009]此外，結(jié)合附圖和前述的【背景技術(shù)】，從以下的詳細(xì)描述和所附的權(quán)利要求中，該方法和系統(tǒng)的其它期望的特征和特性將變得明顯。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]下面將結(jié)合以下的附圖描述本發(fā)明，在附圖中，相同的數(shù)字表示相同的元件，并且附圖中:
[0011]圖1是流程圖，示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的方法；
[0012]圖2是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖；
[0013]圖3是線圖，示出了油溫(Y軸)由于例如這種變化的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件(X軸)增加而增加，如更高的環(huán)境(外部)溫度、更高的負(fù)載、更高的馬赫數(shù)或它們的組合，由線A代表的最低油溫(在正常運(yùn)行條件下的正常油溫)，到由維護(hù)極限值(線B)代表的需要維護(hù)油溫(MROT)條件和高油溫(HOT)故障極限值(線C);以及
[0014]圖4是一種算法的簡(jiǎn)化示意圖，該算法用于選擇對(duì)應(yīng)于一組預(yù)定的所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的預(yù)定極限值(在圖4中共同標(biāo)識(shí)為“輸入”)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下的詳細(xì)描述實(shí)際上僅僅是示例性的，并不旨在限制本發(fā)明或本申請(qǐng)，以及本發(fā)明的應(yīng)用。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“示例性”意味著“作為實(shí)例、例子或說(shuō)明”。因此，作為“示例性”的本文所述的任何實(shí)施例不一定被理解為優(yōu)選的或優(yōu)于其它實(shí)施例。本文所述的所有實(shí)施例都是被提供的示例性實(shí)施例以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能制造或使用本發(fā)明，而不限制由權(quán)利要求所定義的本發(fā)明范圍。此外，并不旨在受到在前述【技術(shù)領(lǐng)域】、【背景技術(shù)】、
【發(fā)明內(nèi)容】
或者下述詳細(xì)描述中提出的任何明示或暗示的理論的限制。
[0016]本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例涉及用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的方法和系統(tǒng)，使得能夠檢測(cè)高于正常的油溫并且在高于正常的油溫導(dǎo)致顯著且不期望的發(fā)動(dòng)機(jī)磨損之前提供需要維護(hù)油溫(MROT)警報(bào)。該方法和系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單和廉價(jià)，并且依靠實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)和航空器的運(yùn)行條件、環(huán)境條件和獨(dú)特的發(fā)動(dòng)機(jī)特性(這里統(tǒng)稱為“變化的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件”或簡(jiǎn)單稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件”)，而不僅僅是超過(guò)單個(gè)預(yù)定的HOT故障極限值。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“發(fā)動(dòng)機(jī)”是指航空器推進(jìn)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)或輔助動(dòng)力單元(APU)。如前所述，術(shù)語(yǔ)“高于正常的油溫”或這里所使用的其變體是指所測(cè)量的超過(guò)維護(hù)極限值的油溫，如下文所述。結(jié)果可以是降低的監(jiān)測(cè)成本、減少的發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)和解體檢修要求、以及減少的發(fā)動(dòng)機(jī)廢除。
[0017]參考圖1中的用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖，根據(jù)示例性實(shí)施例，該系統(tǒng)10包括發(fā)動(dòng)機(jī)12、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(EOT) 14和輸出單元20，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(EOT) 14與多個(gè)傳感器16連接以便接收關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的輸入信號(hào)18 (在圖4中共同標(biāo)識(shí)為“輸入”15)，其全都在航空器(未示出)上。E⑶14包括處理器、內(nèi)存和其它的必要硬件和軟件部件(未示出)，如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的，以允許ECU與多個(gè)傳感器16通訊并執(zhí)行本文所述的控制功能。本文所述的方法和系統(tǒng)不限于特定的硬件和軟件構(gòu)造。在示例性實(shí)施例中，在飛行的單個(gè)起動(dòng)-停止周期內(nèi)專門通過(guò)機(jī)載ECU14實(shí)施本文所述的方法和系統(tǒng)?？稍诎l(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中連續(xù)地進(jìn)行處理。
[0018]發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(E⑶)14在所有的運(yùn)行模式中提供發(fā)動(dòng)機(jī)12的全權(quán)自動(dòng)控制。E⑶持續(xù)地監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行條件，以確保發(fā)動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行極限內(nèi)運(yùn)行，如該發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)說(shuō)明書中所提供的正常運(yùn)行極限。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的正常運(yùn)行極限(如高度、環(huán)境和負(fù)載)在該特定發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)說(shuō)明書中定義。正常運(yùn)行極限指的是如型號(hào)說(shuō)明書中所定義的發(fā)動(dòng)機(jī)的特定運(yùn)行范圍(高度、環(huán)境溫度、馬赫數(shù)等)。ECU接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)、飛行員或其它航空器輸入(未不出)的電輸入信號(hào)22和來(lái)自多個(gè)傳感器16的數(shù)據(jù)(作為輸入信號(hào)18)。E⑶與多個(gè)傳感器連接以便接收關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件(包括航空器運(yùn)行條件、環(huán)境條件和獨(dú)特的發(fā)動(dòng)機(jī)特性)的輸入14，例如發(fā)動(dòng)機(jī)輸出引氣(如果適用的話)、管道壓力、IGV和軸負(fù)載、馬赫數(shù)、環(huán)境壓力和溫度、進(jìn)口門位置(將外部空氣供應(yīng)到APU進(jìn)口和外殼的門)、排氣溫度(EGT)、APU進(jìn)口溫度和壓力(計(jì)算的)、發(fā)電機(jī)負(fù)載(來(lái)自發(fā)電機(jī)的輸出)、放氣壓力、喘振控制閥等。E⑶分析輸入信號(hào)18和22并發(fā)送輸出信號(hào)24或忽略輸入信號(hào)。E⑶自動(dòng)地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制條件。除了本文所指出的，E⑶以常規(guī)方式運(yùn)行。
[0019]例如，多個(gè)傳感器可包括用于測(cè)量航空器速度的航空器速度傳感器16a、用于測(cè)量航空器高度的高度傳感器16b、用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的油溫傳感器16c、用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)載的負(fù)載傳感器16d、馬赫數(shù)傳感器、或者用于測(cè)量每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的類似物。雖然圖1中示出了四個(gè)傳感器，但是可在根據(jù)示例性實(shí)施例的該系統(tǒng)中使用更少或更多數(shù)目的傳感器。如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“傳感器”可以指單獨(dú)的傳感器或由單獨(dú)的傳感器組合而成的復(fù)雜傳感器。
[0020]仍然參考圖1并且現(xiàn)在參考圖2，根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，一種用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的方法100以測(cè)量運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫(步驟200)開(kāi)始。油溫傳感器16c能夠測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)油溫以將具有所測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的測(cè)量值的輸入信號(hào)提供到E⑶14。發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的輸入信號(hào)通常以毫伏為單位。E⑶用E⑶中的處理器將毫伏轉(zhuǎn)換成溫度值。輸入到E⑶中的其它輸入信號(hào)可能或可能不由E⑶處理。根據(jù)示例性實(shí)施例，油溫傳感器可檢測(cè)到高于正常的油溫，如下文所述。
[0021]方法100繼續(xù)，測(cè)量一組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的(如前所述的)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件(步驟300)。與油溫一樣，通過(guò)從運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)獲得發(fā)動(dòng)機(jī)條件的輸入信號(hào)而測(cè)量每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件。該多個(gè)傳感器從運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)獲得針對(duì)該組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)條件的輸入信號(hào)。E⑶包含必要的處理電子元器件以處理或接收傳感器的每個(gè)輸入信號(hào)。與常規(guī)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(其中，油冷卻器堵塞的百分比可以是輸入信號(hào))不同，根據(jù)示例性實(shí)施例的該方法和系統(tǒng)通過(guò)在可能發(fā)生顯著的油冷卻器堵塞之前檢測(cè)到高于正常的油溫來(lái)幫助降低或基本防止油冷卻器堵塞。
[0022]方法100繼續(xù)，在對(duì)應(yīng)于該組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)條件的所存儲(chǔ)的極限值中選擇對(duì)應(yīng)于所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的用于發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的預(yù)定極限值(步驟400)。關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)油溫和其它發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的信息(即，輸入15 (圖4))被多個(gè)傳感器16測(cè)量并被輸入到ECU14，ECU使用所輸入的信息以根據(jù)來(lái)自步驟300的至少一組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的測(cè)量值來(lái)實(shí)時(shí)地選擇發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的預(yù)定極限值。對(duì)應(yīng)于該組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)條件的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的多個(gè)預(yù)定極限值被事先存儲(chǔ)在ECU中。因此，當(dāng)通過(guò)傳感器接收到關(guān)于所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的信息時(shí)，選擇對(duì)應(yīng)的預(yù)定極限值。通過(guò)使用被存儲(chǔ)在ECU中作為軟件的一部分的算法，預(yù)定極限值基于一組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件。該組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件在例如描述正常發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件(如高度、環(huán)境、負(fù)載、馬赫數(shù)等)的發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)說(shuō)明書內(nèi)被確定。該預(yù)定極限值由該算法基于所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件來(lái)確定。圖4是用于選擇所測(cè)量油溫的預(yù)定極限值的算法的簡(jiǎn)化示意圖。如前所述，油溫通常由發(fā)動(dòng)機(jī)排熱(即，發(fā)動(dòng)機(jī)送入發(fā)動(dòng)機(jī)油中的熱量)(圖4的塊17)、發(fā)電機(jī)排熱(即，發(fā)電機(jī)送入發(fā)動(dòng)機(jī)油中的熱量)(圖4的塊19)和油冷卻器系統(tǒng)性能(圖4的塊21)確定。發(fā)動(dòng)機(jī)排熱、發(fā)電機(jī)排熱和油冷卻器系統(tǒng)性能值之和確定該預(yù)定極限值。
[0023]預(yù)定極限值(圖4的塊23)變化并且取決于該組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的測(cè)量值(參考圖4，塊15中的“輸入”)。例如，相對(duì)于在正常負(fù)載、正常外部溫度和正常馬赫數(shù)下的相同的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)例如在高于正常的負(fù)載、環(huán)境(外部溫度)、海拔和馬赫數(shù)下運(yùn)行時(shí)，預(yù)定極限值較高，或者當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在為了獲得最大燃料效率的低負(fù)載巡航條件下運(yùn)行時(shí)，預(yù)定極限值可較低。
[0024]預(yù)定極限值考慮了 APU上的實(shí)際負(fù)載并確定基于多個(gè)測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件來(lái)確定油溫應(yīng)當(dāng)是多少。例如，在77° F的環(huán)境溫度和80%發(fā)電機(jī)負(fù)載的情況下，在15K英尺處的230° F的測(cè)量油溫可被認(rèn)為是“正?！庇蜏兀?0° F的環(huán)境溫度和100%發(fā)電機(jī)負(fù)載的情況下，在基面處的同樣油溫可表明在更高的環(huán)境溫度和/或海拔處高于正常的油溫的可能性。每個(gè)輸入對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排熱、發(fā)電機(jī)排熱和油冷卻器系統(tǒng)性能具有不同的影響。每個(gè)輸入對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排熱、發(fā)電機(jī)排熱和油冷卻器系統(tǒng)性能的每一個(gè)的影響的范圍可從零影響到大于零的影響。例如，通過(guò)油冷卻器系統(tǒng)能夠從發(fā)動(dòng)機(jī)油移除的熱量來(lái)測(cè)量油冷卻器系統(tǒng)性能。在較熱的環(huán)境溫度中，油冷卻器系統(tǒng)能去除較少的熱量。例如，在較低海拔處，油冷卻器系統(tǒng)能去除更多的熱量。
[0025]通過(guò)在如特定發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)說(shuō)明書中所定義的正常運(yùn)行極限或條件下進(jìn)行測(cè)試、分析、體驗(yàn)或它們的組合來(lái)確定正常的油溫。除了啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的最低油溫以及HOT故障極限溫度，發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)說(shuō)明書通常不提供關(guān)于油溫的很多信息。在一個(gè)實(shí)施例中，可以利用發(fā)動(dòng)機(jī)趨勢(shì)監(jiān)測(cè)來(lái)確定正常的運(yùn)行極限。正常的運(yùn)行極限基于所估計(jì)的“標(biāo)稱”發(fā)動(dòng)機(jī)性能。在分析上以正常運(yùn)行極限的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，并且另外的益處是使用發(fā)動(dòng)機(jī)和航空器測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)建立基線以便調(diào)查未來(lái)的、性能相關(guān)問(wèn)題。一旦顯著數(shù)量的航空器處于運(yùn)行中，則可能隨著時(shí)間過(guò)去用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)稍微修改正常的運(yùn)行極限。
[0026]仍然參考圖1和2，方法100繼續(xù)，從預(yù)定極限值和誤差值之和計(jì)算維護(hù)極限值(步驟500)。這里，該維護(hù)極限值也可稱為“需要維護(hù)油溫(MROT)極限值”。圖3中的線B表示在該步驟中確定的示例性維護(hù)極限值。ECU14還包括計(jì)算器26和查找表28，用于在該步驟中實(shí)施的計(jì)算。查找表28提供了誤差值以考慮發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行期間的合理退化。通過(guò)查找表在軟件中實(shí)現(xiàn)預(yù)定的誤差值以考慮該組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件。預(yù)定的誤差值考慮了正常的磨損和典型的油冷卻器系統(tǒng)惡化。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)油冷卻系統(tǒng)性能在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間可能會(huì)稍微降低。由于灰塵、沙子、污染以及影響被迫通過(guò)或被拉通過(guò)油冷卻器的氣流的其它因素，油冷卻器可能至少部分地被阻塞。軸承磨損或密封件泄漏也會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間增加發(fā)動(dòng)機(jī)的產(chǎn)熱。其它因素也可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行期間的某種退化。在圖3中誤差值由A TEMP表示。維護(hù)極限值定義了在對(duì)應(yīng)于需要維護(hù)油溫(MROT)警報(bào)22a (圖1)的需要維護(hù)輸出信號(hào)被從輸出單元20輸出之前發(fā)動(dòng)機(jī)油被允許達(dá)到的最大發(fā)動(dòng)機(jī)油溫，如下文所述。維護(hù)極限值不是固定的，而是根據(jù)傳感器信號(hào)和ECU在步驟400中選擇的預(yù)定極限值而“浮動(dòng)”或改變。
[0027]仍然參考圖1和2，方法100繼續(xù)，比較所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的測(cè)量值和在步驟500中計(jì)算的維護(hù)極限值(步驟600)。在這方面，E⑶14還包括比較器30，用于比較來(lái)自步驟200的所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的測(cè)量值和維護(hù)極限值以確定測(cè)量值是否超過(guò)維護(hù)極限值。換句話說(shuō)，比較器將油溫傳感器所測(cè)量的油溫的測(cè)量值與在步驟500中計(jì)算的所計(jì)算的維護(hù)極限值作比較。如果判定步驟600a的結(jié)果是否定的回答，即，所測(cè)量的油溫的測(cè)量值不超過(guò)維護(hù)極限值(即，所測(cè)量的油溫的測(cè)量值處于圖3的線B之下的正常油溫范圍內(nèi))，則所測(cè)量的油溫的測(cè)量值被確定為處于正?；蚩山邮艿倪\(yùn)行極限(圖3的線A)內(nèi)并且來(lái)自油溫傳感器的輸入信號(hào)可被忽略，如由圖2中的“停止”表示。如果測(cè)量值超過(guò)維護(hù)極限值(由對(duì)判定步驟600a的“是”表示)，需要維護(hù)油溫(MROT)條件被ECU檢測(cè)并且需要維護(hù)油溫(MROT)警報(bào)22a(圖1)被從輸出單元20輸出，如下文所述。MROT條件下的油溫高于在正常運(yùn)行條件下的油溫，如圖3所示。如前所述，由于在高于正常的油溫條件下運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)可能產(chǎn)生不期望的磨損，從而潛在地增加維護(hù)成本、解體檢修要求，并且促使發(fā)動(dòng)機(jī)廢除。
[0028]如果判定步驟600a的結(jié)果是肯定的回答(即，測(cè)量值超過(guò)維護(hù)極限值(判定步驟600a))，則必須確定所測(cè)量的油溫的測(cè)量值是否也超過(guò)常規(guī)的更高的HOT故障極限值(判定步驟600b)。更高的HOT故障極限值是單個(gè)預(yù)定值，其定義了在提供HOT故障顯示或警報(bào)(圖1的22b)之前，發(fā)動(dòng)機(jī)油可被允許達(dá)到的最大發(fā)動(dòng)機(jī)油溫，如下文所述。單個(gè)預(yù)定(HOT)故障極限值由圖3的線C表示。一個(gè)示例性的單個(gè)預(yù)定故障(HOT)極限值可以是315° F+ / -7° F，但是可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)而使用更高或更低的故障極限值，如在該發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)說(shuō)明書所定義的。根據(jù)示例性實(shí)施例，如前所述，維護(hù)極限值是浮動(dòng)的但低于單個(gè)預(yù)定HOT故障極限值，即單個(gè)預(yù)定HOT故障極限值將會(huì)總是高于維護(hù)極限值。
[0029]再次參考圖1和2，方法10繼續(xù)，通過(guò)輸出信號(hào)輸出對(duì)應(yīng)于比較步驟600 (包括判定步驟600a和600b)的結(jié)果的預(yù)定輸出22 (步驟700)。再次參考圖1，如前所述，系統(tǒng)100還包括輸出單元20，用于輸出對(duì)應(yīng)于比較步驟的結(jié)果的預(yù)定輸出22。輸出單元20包括儀表面板等。預(yù)定輸出22包括MROT警報(bào)22a，如果比較步驟的結(jié)果是所測(cè)量的油溫的測(cè)量值超過(guò)維護(hù)極限值但低于單個(gè)預(yù)定HOT故障極限值的話。在這種情況下，根據(jù)示例性實(shí)施例，對(duì)應(yīng)于MROT警報(bào)的輸出信號(hào)被從ECU輸出。ECU輸出MROT輸出信號(hào)或警報(bào)，其提醒和警告飛行員和/或地面人員已經(jīng)檢測(cè)到高于正常的油溫和/或已經(jīng)超過(guò)了維護(hù)極限值，并且可能需要油系統(tǒng)或其它維護(hù)行動(dòng)。大多數(shù)MROT警報(bào)將會(huì)來(lái)自于堵塞的油冷卻器。例如，ECU可發(fā)送需要維護(hù)輸出信號(hào)(這里也稱為“第一信號(hào)”)，用于點(diǎn)亮航空器儀表面板中的維護(hù)燈。該MROT警報(bào)可以是視覺(jué)的、口頭的等等，以提醒、警告和/或傳遞其它信息給飛行員和/或地面人員，告知已經(jīng)檢測(cè)到高于正常的油溫和/或已經(jīng)超過(guò)維護(hù)極限值，從而提供需要維護(hù)行動(dòng)的通知。維護(hù)行動(dòng)可以是檢查、修理和/或解體檢修。ECU可在飛行期間或在飛行完成之后被詢問(wèn)，以便至少發(fā)現(xiàn)并解決高于正常的油溫條件(即，MROT條件)的故障。
[0030]替代地，如果所測(cè)量的油溫的測(cè)量值超過(guò)更高的單個(gè)預(yù)定HOT故障極限值(圖3中的線C)，則從輸出單元輸出HOT故障輸出信號(hào)(這里也被稱為“第二信號(hào)”)以提供HOT故障指示或警報(bào)22b，如本領(lǐng)域已知的。在這種情況下，ECU可發(fā)送故障輸出信號(hào)，用于點(diǎn)亮儀表面板中的故障燈，如本領(lǐng)域已知的。在APU不是必不可少的情況下，可將HOT故障輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)為關(guān)機(jī)，或者僅在APU是必不可少的情況下，可將HOT故障輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)為警報(bào)。如前面提到的，在最壞的情況下，HOT故障輸出信號(hào)可能導(dǎo)致飛行中止。然而，所意圖的是，本文所述的示例性實(shí)施例通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)油溫達(dá)到HOT故障極限值之前檢測(cè)到高于正常的油溫條件并且提供MROT警報(bào)以提醒人員需要進(jìn)行維護(hù)行動(dòng)，從而減少了 HOT故障輸出信號(hào)。如果例如在地面上在較冷的環(huán)境溫度下等等檢測(cè)到MROT條件，則可預(yù)測(cè)例如在較高海拔處的潛在的HOT故障指示。通過(guò)在升高到更高海拔之前進(jìn)行提醒，可能能夠防止出現(xiàn)HOT故障指示。此外，密封件、軸承和齒輪的壽命得到實(shí)質(zhì)性地維持。
[0031]盡管已經(jīng)相對(duì)于航空器發(fā)動(dòng)機(jī)描述了方法和系統(tǒng)，但是根據(jù)示例性實(shí)施例的方法和系統(tǒng)可適用于監(jiān)測(cè)其它車輛中的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫，其中，油溫監(jiān)測(cè)可幫助降低監(jiān)測(cè)成本、發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)和/或解體檢修要求、和/或發(fā)動(dòng)機(jī)廢除。
[0032]因此，提供了一種用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的系統(tǒng)和方法。從前文應(yīng)當(dāng)理解的是，用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的該系統(tǒng)和方法的示例性實(shí)施例比常規(guī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和方法更便宜且更簡(jiǎn)單，并且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)油溫低于故障極限值時(shí)提早檢測(cè)到高于正常的油溫，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)、解體檢修要求以及發(fā)動(dòng)機(jī)廢除。
[0033]雖然在本發(fā)明的上述詳細(xì)描述中呈現(xiàn)了至少一個(gè)示例性實(shí)施例，但應(yīng)該理解的是存在大量的變型。還應(yīng)該理解的是，一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例僅僅是示例，并且不意圖以任何方式限制本發(fā)明的范圍、適用性或構(gòu)造。相反，上述詳細(xì)說(shuō)明將為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供實(shí)施本發(fā)明示例性實(shí)施例的方便的路線圖?？衫斫獾氖牵蓪?duì)示例性實(shí)施例中所描述的元件的功能和布置進(jìn)行各種改變，而不背離由所附權(quán)利要求所闡明的本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的系統(tǒng)(10)，包括: 多個(gè)傳感器，用于針對(duì)一組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)條件從所述運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)獲取傳感器信號(hào)，所述多個(gè)傳感器的至少一個(gè)包括用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的油溫傳感器； 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(E⑶)，其中存儲(chǔ)有對(duì)應(yīng)于至少一組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的多個(gè)預(yù)定極限值，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元被構(gòu)造成選擇對(duì)應(yīng)于一組所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的預(yù)定極限值，使用所選擇的預(yù)定極限值計(jì)算維護(hù)極限值，并且比較所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫和所述維護(hù)極限值；和 輸出單元，用于根據(jù)比較結(jié)果輸出預(yù)定輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)傳感器還包括高度傳感器、外部溫度傳感器、排氣溫度傳感器、速度傳感器、馬赫數(shù)傳感器，或它們的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述預(yù)定輸出包括需要維護(hù)油溫(MROT)警報(bào)并且所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元出⑶)包括: 計(jì)算器； 查找表；以及 比較器，用于比較所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的測(cè)量值和所述維護(hù)極限值，其中，當(dāng)所測(cè)量的油溫的測(cè)量值超過(guò)所述維護(hù)極限值但低于HOT故障極限值時(shí)，所述輸出單元輸出所述需要維護(hù)油溫(MROT)警報(bào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述預(yù)定極限值由以下算法確定，所述算法是發(fā)動(dòng)機(jī)排熱、發(fā)電機(jī)排熱和油冷卻器系統(tǒng)性能的函數(shù)，并且所述維護(hù)極限值等于所述預(yù)定極限值和由所述查找表確定的預(yù)定誤差值之和。
5.一種用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的發(fā)`動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的方法(100)，所述方法包括以下步驟: 測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)油溫以確定所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的測(cè)量值(200)； 測(cè)量一組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件(300)； 從一組存儲(chǔ)的預(yù)定極限值中選擇對(duì)應(yīng)于所測(cè)量的所述一組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的預(yù)定極限值(400)； 從所述預(yù)定極限值和預(yù)定誤差值計(jì)算維護(hù)極限值(500)； 比較所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫與所述維護(hù)極限值(600);以及 通過(guò)輸出單元輸出對(duì)應(yīng)于比較結(jié)果的預(yù)定輸出(700)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，測(cè)量一組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的步驟(300)包括測(cè)量真實(shí)空速、指示空速、壓力高度、密度高度、外部空氣溫度、海拔、進(jìn)口壓力、外部溫度、進(jìn)口溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載(引氣和/或軸)、發(fā)動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速、油溫、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度，或它們的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)油溫以及測(cè)量一組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的步驟(200和300)包括針對(duì)所述一組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)條件從所述運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)獲取傳感器信號(hào)，所述一組預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)條件包括發(fā)動(dòng)機(jī)油溫。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，選擇預(yù)定極限值的步驟(400)包括選擇由以下算法確定的預(yù)定極限值，所述算法是發(fā)動(dòng)機(jī)排熱、發(fā)電機(jī)排熱和油冷卻器系統(tǒng)性能的函數(shù)，并且計(jì)算維護(hù)極限值的步驟(500)包括將所述預(yù)定極限值和所述預(yù)定誤差值相加，所述預(yù)定誤差值從查找表獲得。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，輸出預(yù)定輸出的步驟(700)包括:如果所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫超過(guò)維護(hù)極限值但小于單個(gè)預(yù)定的HOT故障極限值，則輸出需要維護(hù)油溫(MROT)輸出信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，輸出預(yù)定輸出的步驟(700)包括:如果所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫超過(guò)所述維護(hù)極限值則輸出第一信號(hào)，并且如果所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)油溫超過(guò)單個(gè)預(yù)定的HOT故障極限值則輸出第二信號(hào)，其中，所述第一信號(hào)包括維護(hù)燈并且所述第二信號(hào)包括故障燈。
【文檔編號(hào)】F01D21/12GK103573307SQ201310369319
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月19日
【發(fā)明者】T·伊爾茨, M·貝倫, A·雷斯蒂沃 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司