基于多变量拟合的节流嘴流量预测

基于多变量拟合的节流嘴流量预测

卢小飞 1 刘新强 2 王恩双 2

（ 1 中国航发哈尔滨东安发动机有限公司，哈尔滨市 150066）

（2 中国人民解放军93156部队，哈尔滨市 150066）

摘要：发动机起动时，燃调向点火器提供一定压力的燃油，起动喷嘴为压力雾化喷嘴，雾化效果受起动燃油压力的影响明显，因此起动燃油压力对发动机起动点火至关重要。本文提出一种基于试验数据多变量拟合的节流嘴流量的预测方法，通过该方法确定节流嘴流量，以达到调节起动燃油压力的目的。

关键词：发动机 起动供油 多变量拟合 节流嘴流量

0 引言

发动机起动时，燃油由燃调供入起动燃油管路后分为两路，一路流向起动喷嘴，向点火器提供一定压力的燃油，另一路经节流嘴喷至外涵。影响发动机起动燃油压力的主要因素是燃调供油量和节流嘴流量。

1 数据分析

统计发动机试车数据见图1，起动过程点火时起动燃油压力P、试验器上节流嘴燃油流量Q、燃调供油量W之间关系。发动机装配的燃调供油量较小时，可以装配流量较小的节流嘴，使得起动燃油压力适当提高，满足起动燃油压力不低于190kPa。

图1 压力和流量、供油量关系

2 变量关系确定

2.1 关系拟合

根据试车数据，用拟合方法找出起动燃油压力和节流嘴流量、燃调供油量之间的关系。

发动机起动过程，起动燃油压力与燃调供油量、节流嘴流量均为二次函数关系。以起动燃油压力P为因变量，以节流嘴流量Q和燃调供油量W为自变量，做出散点图并进行多项式拟合。Q和W的最高次设置为二次。

拟合结果见图2。拟合方程为 ，确定系数R-square=0.94。拟合值和实际值的最大误差为22kPa。

图2 拟合情况

2.2 误差分析

节流嘴流量和燃调供油量一定情况下，起动燃油压力的带宽最大为17kPa，拟合计算的误差最大为22kPa。上述两项造成的起动燃油压力计算值和实际值的最大偏差不超过40kPa，在工程上可以接受。

3 节流嘴流量预测

3.1 节流嘴流量

根据起动燃油压力和节流嘴流量、燃调供油量关系，确定燃调供油量为下限值235L/min和上限值285L/min情况下，保证起动燃油压力不低于190kPa，同时限定起动燃油压力不高于300kPa，需要配套的节流嘴的流量。

考虑误差，增加40kPa裕度，将起动燃油压力确定为不低于230kPa，不高于260kPa。结果见图3。

图2 节流嘴流量

燃调供油量为235mL/min时，发动机装配流量（6.8～7.3）kg/h的节流嘴，试车时起动燃油压力不低于230kPa，不高于260kPa；燃节供油量为285mL/min时，装配流量（8.3～8.9）kg/h的节流嘴，试车时起动燃油压力不低于230kPa，不高于260kPa。因此，可适用的节流嘴流量为（6.8～8.9）kg/h。

3.2 试验验证

发动机试车，按图3结果调整节流嘴流量，试车结果表明起动燃油压力符合预期要求。

4 结论

通过基于试验数据多变量拟合的方法，确定了起动燃油压力、燃调供油量和节流嘴流量之间的关系，计算出在不同燃调供油量情况下，满足起动燃油压力要求的节流嘴流量。通过试验验证，该方法有效，能较好地解决燃调供油量、起动燃油压力和节流嘴流量之间的匹配问题。

参考文献

[1] 孙建国.现代航空动力装置控制.北京:航空工业出版社，2001.

[2] 樊思齐.航空发动机控制.西安：西北工业大学出版社，2008.

[3] 周立峰.发动机燃油计量装置特性仿真与试验研究[硕士学位论文].南京:南京航空航天大学,2010.

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