[发明专利]用于控制气体涡轮引擎的启动或重新点火过程的至少一部分的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于控制气体涡轮引擎的启动或重新点火过程的至少一部分的方法和装置，具体而言，一种控制气体涡轮引擎的启动或重新点火过程的至少一部分的方法，该方法包括：控制该气体涡轮引擎的燃烧室内的点火；使用第一电机来控制低压压缩机的旋转，以及使用第二电机来控制高压压缩机的旋转，该燃烧室位于该低压压缩机和该高压压缩机的下游；确定该高压压缩机的出口压力是否等于或大于自持阈值压力；以及响应于确定该高压压缩机的出口压力等于或大于该自持阈值压力，停止使用第一电机来控制低压压缩机的旋转和/或使用第二电机来控制高压压缩机的旋转，使得该气体涡轮引擎的操作由通过该气体涡轮引擎吸入的空气维持。

技术领域

本公开涉及用于控制气体涡轮引擎的启动或重新点火过程的至少一部分的方法和装置。

背景技术

气体涡轮引擎通常具有启动或重新点火过程，其中在气体涡轮引擎的燃烧室内点火之前，增加高压压缩机的角速度。在低速下，该高压压缩机可能经历称为“前端失速”的干扰。如果前端失速退化成单个单元旋转失速，则启动或重新点火过程可能被延迟，或者可能必须中止。

为防止高压压缩机的前端失速，可以使用高压压缩机中的起动放气以从高压压缩机排出空气，由此在高压压缩机的前级处实现更高的流量，同时防止在高压压缩机的后级处的阻塞。然而，起动放气可能在启动或重新点火过程期间增加气体涡轮引擎的噪音输出，并且可能添加气体涡轮引擎的重量，从而减小制动器特定的燃料消耗。

发明内容

根据第一方面，提供了一种控制气体涡轮引擎的启动或重新点火过程的至少一部分的方法，该方法包括：控制气体涡轮引擎的燃烧室内的点火；使用第一电机来控制低压压缩机的旋转，以及使用第二电机来控制高压压缩机的旋转，该燃烧室位于低压压缩机和高压压缩机的下游；确定高压压缩机的出口压力是否等于或大于自持阈值压力；以及响应于确定高压压缩机的出口压力等于或大于自持阈值压力，停止使用第一电机来控制低压压缩机的旋转和/或使用第二电机来控制高压压缩机的旋转，使得气体涡轮引擎的操作由通过气体涡轮引擎吸入的空气维持。

可以控制低压压缩机和高压压缩机的旋转以增加燃料在燃烧室中的停留时间。

使用第一电机来控制低压压缩机的旋转，以及使用第二电机来控制高压压缩机的旋转可以包括：从第一电机向低压压缩机施加最大扭矩。

使用第一电机来控制低压压缩机的旋转，以及使用第二电机来控制高压压缩机的旋转还可以包括：使用第二电机来限制高压压缩机的旋转。

高压压缩机的旋转可以至少部分地由来自燃烧室的燃烧产物通过涡轮的膨胀来驱动，该涡轮驱动将涡轮和高压压缩机互连的轴。

使用第一电机来控制低压压缩机的旋转，以及使用第二电机来控制高压压缩机的旋转可以包括：在向低压压缩机施加最大扭矩之后：确定火焰在燃烧室内是自持的；以及控制第一电机和第二电机以便既不驱动低压压缩机或高压压缩机也不用作发电机。

使用第一电机来控制低压压缩机的旋转，以及使用第二电机来控制高压压缩机的旋转还可以包括：从第二电机向高压压缩机施加最大扭矩。

该方法还可以包括：响应于确定高压压缩机的出口压力等于或大于自持阈值压力，将第一和/或第二电机作为发电机操作。

该高压压缩机和低压压缩机可以分别由高压涡轮和低压涡轮驱动。该涡轮可以由来自燃烧室的燃烧产物的膨胀驱动。该方法还可以包括随着由高压涡轮和低压涡轮施加的扭矩增加而减小由第一电机和第二电机施加的扭矩。

方法可以包括：在该方法期间监测一个或多个引擎参数，一个或多个引擎参数选自至少包括以下的列表：低压压缩机的入口压力；低压压缩机的出口压力；低压压缩机的入口温度；低压压缩机的出口温度；高压压缩机的入口压力；高压压缩机的出口压力；高压压缩机的入口温度；以及高压压缩机的出口温度。