[发明专利]用于确定涡轮喷气发动机转子角度位置的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及监控飞机发动机，且更具体地涉及气体涡轮飞机发动机。本发明的优选的但非限制性的具体应用在于监控两转件涡轮喷气发动机。

背景技术

监控发动机的操作有利地用于预计与部件故障相关的发动机停转。其还用于在预先获悉需要解决的问题时准备对发动机进行维护操作。

在传统方式中，这样的监控依赖于对传感器所记录信号的处理，传感器传感发动机的操作，例如为振动、速度、温度或压力传感器。基于发动机和所监控构件的特性，可识别部件故障的开始，并且可在部件故障发生而导致发动机停转之前对此部件实行维护操作。

特别是对于两转子涡轮喷气发动机而言，还可能有用都是，获悉涡轮喷气发动机的各转子(例如旋转轴)的角度位置，以执行对于所识别的故障(例如，呈现失衡的转子的叶片的变化)的更准确的分析。

为此目的，已知使用装配有齿轮的速度传动器，齿轮紧固到转子并设置有与众不同的齿。在示例中，这样的轮在文献EP 1 777 526中描述。齿轮的与众不同的齿产生的信号不同于由其它齿产生的信号，由此可在所述信号被速度传感器检测到的时刻识别出转子的角度位置。

然而，为了以此方式通过分析由这种速度传感器测量到的信号确定转子的角度位置，有必要直接在转子上执行信号测量用以获悉所需角度位置。

虽然易于将装配有齿轮的速度传感器定位在两转件涡轮喷气发动机的低压转子的轴上，但对所述涡轮喷气发动机的高压转子的轴而言并非如此，这是因为难以访问所述轴。将装配有齿轮的速度传感器安装在高压转子的轴上因而将需要求助于复杂昂贵的装置，例如文献US 4 075 562中所述装置，其中这样的装置难以并入成组多转子的环境中。

发明内容

这样，本发明的主要目的在于，减轻上述缺点。为此目的，本发明提供一种确定涡轮喷气发动机的第一转子的角度位置的方法，所述方法包括：

在所述第一转子的旋转过程中产生至少一个振动脉冲，每个振动脉冲在所述第一转子经过给定基准角度位置时产生；

检测由此产生的振动；

获得所述涡轮喷气发动机的第二转子在给定时刻相对于其在基准时刻所处角度位置的角度位置，其中，所述基准时刻代表了检测到振动脉冲之时，所述第二转子联接以随所述第一转子旋转并具有不同于所述第一转子的旋转速度的旋转速度；和

通过所述第二转子的角度位置，确定所述第一转子在所述给定时刻的角度位置。

相应地，本发明还提供一种用于确定涡轮喷气发动机的第一转子的角度位置的系统，所述系统的特征在于，其包括：

用于在所述第一转子的旋转过程中产生振动的装置，每个振动脉冲在所述第一转子经过给定基准角度位置时产生；

用于检测所产生的振动脉冲的装置；

用于获得所述涡轮喷气发动机的第二转子在给定时刻相对于其在基准时刻所处角度位置的角度位置的装置，其中，所述基准时刻代表了检测到振动脉冲之时，所述第二转子联接以随所述第一转子旋转并具有不同于所述第一转子的旋转速度的旋转速度；和

用于基于所述第二转子的角度位置确定所述第一转子在所述给定时刻的角度位置的装置。

这样，本发明可确定转子角度位置而不需要采取复杂装置，例如在转子上的装配有齿轮的难以访问的速度传感器。

这样，本发明在希望在给定时刻获悉两转子涡轮喷气发动机高压轴角度位置时特别有利。在示例中，因而可基于受限以随高压轴旋转的辅助齿轮箱(本发明中是指第二转子)的轴在给定时刻的角度位置而获得高压轴在所述时刻的角度位置。

在本发明的有利实施方案中，所述第二转子的角度位置通过由传感器传输的信号而被获得，所述信号代表了位于所述第二转子上的齿轮的齿经过所述传感器。

在示例中，代表了检测到振动脉冲之时的所述时刻可被选择为所述第一转子经过所述基准位置的时刻，同时所述齿轮的齿经过所述传感器。

利用本发明，可在所有时刻获悉涡轮喷气发动机转子的角度位置。这样，可将某些特定事件(例如，在给定时刻检测到失衡)与转子在此时刻的角度位置相关联，由此可对识别出的故障执行更准确的分析。

这样，本发明还提供一种确定涡轮喷气发动机的第一转子上在给定时刻检测到的失衡的角度位置的方法，所述涡轮喷气发动机还包括第二转子，所述第二转子联接以随所述第一转子旋转并具有不同于所述第一转子的旋转速度的旋转速度。根据本发明，确定失衡角度位置的所述方法包括：

通过使用如前所述的确定角度位置的方法确定在检测到失衡的时刻的所述第一转子的角度位置，所述角度位置与所述第二转子的角度位置相关；