串联发动机试验台的制作方法

1.本实用新型涉及发动机测试技术领域，具体的，涉及一种串联发动机试验台。


背景技术：

2.发动机试验台的原理是利用测功机模拟实际发动机运行工况中的各种负载，对发动机进行功率、扭矩、转速的测量和控制，以达到评价发动机各试验工况下性能指标的目的。目前发动机测试时，如果不同的被测发动机功率等级相差较大，为了保证测试精度，则需要针对不同功率等级的发动机来设计制造几款不同发动机试验台，即小功率发动机测试时需要匹配小功率发动机，大功率发动机对应设计大功率发动机试验台，这样即存在设计制造周期长，试验台制作成本高等问题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提出了一种串联发动机试验台，用以解决以上问题。
4.根据本实用新型目的的一种串联发动机试验台，其特征在于，包括：一固定平台；第一测功机和第二测功机，所述第一测功机和所述第二测功机固定安装在所述固定平台上，所述第一测功机的输出轴通过第一连接机构与所述第二测功机的第一输出轴连接；轴承座，所述轴承座包括一支撑轴，所述支撑轴的第一输出端通过第二连接机构与所述第二测功机的第二输出轴连接，所述支撑轴的第二输出端通过第三连接机构与待测发动机的输出轴连接。
5.基于该实施例的串联发动机试验台，使用串联结构的两台测功机对不同功率范围的发动机进行测试，可使用其中任意一台，也可同时使用两台进行测试。使得一个试验台的测试范围更广泛。
6.进一步的，所述第一连接机构为膜片联轴器，和/或所述第二连接机构为膜片联轴器。
7.采用膜片联轴器作为第一连接机构以将第一测功机和第二测功机进行连接，采用膜片联轴器作为第二连接机构以将第二测功机和轴承座进行连接，由于膜片联轴器具有精度高、刚性强等特点，使得第一测功机和第二测功机的连接、第二测功机和轴承座之间的连接平稳、高效。
8.进一步的，所述第三连接机构为十字万向轴联轴器。采用十字万向轴联轴器作为第三连接机构用于将待测发动机的输出轴和轴承座的输出轴进行连接，由于其对于轴对中有更好的支持，使得对待测发动机的连接更为灵活、方便。
9.进一步的，所述第三连接机构和所述待测发动机的所述输出轴之间还设置有弹性联轴器。通过设置弹性联轴器，可吸收待测发动机轴系上产生的扭振能量，保护整个轴系扭转方向上的强度。
10.进一步的，所述第一连接机构外部设置第一保护罩，和/或所述第二连接机构外部设置第二保护罩，和/或所述第三连接机构的外部设置第三保护罩。通过设置第一保护罩、
第二保护罩和第三保护罩，可防止在工作时，高速转动的零件飞出而对外部人员或物品造成损坏，同时也防止被外部飞来异物打到。
11.进一步的，根据一个实施例的串联发动机试验台还还包括用于安装所述第一测功机的第一测功机底座、用于安装所述第二测功机的第二测功机底座，以及用于安装所述轴承座的轴承座底座；所述第一测功机底座具有向所述第二测功机方向延伸的第一支撑架，所述第二测功机底座具有向所述轴承座方向延伸的第二支撑架，所述轴承座底座向所述待测发动机方向延伸的第三支撑架；其中，所述第一保护罩设置在所述第一支撑架上，所述第二保护罩设置在所述第二支撑架上，所述第三保护罩设置在所述第三支撑架上。
12.基于该结构的串联发动机试验台，使用第一支撑架、第二支撑架和第三支撑架分别对第一保护罩、第二保护罩、第三保护罩进行固定支撑，结构简单、牢固。
13.进一步的，所述第三支撑架上还设置有支撑柱以支撑所述第三连接机构。
14.基于该结构，可以在安装待测发动机时，方便搭载第三连接机构。
15.进一步的，所述第一测功机底座一侧设置有第一测功机电气控制箱，所述第二测功机底座一侧设置有第二测功机电气控制箱。将电气箱直接安装在底座旁，不占用额外空间，且方便接线。
16.进一步的，所述第一测功机和所述第二测功机都为电力测功机。
17.基于两个电力测功机进行串联的试验台，在灵活选择不同工作形式以满足不同功率范围的待测发动机的前提下，控制精度好、动态响应快，且发动机产生的能量能够转换为电能再反馈到电网加以利用。
18.根据本实用新型的串联发动机试验台，将两台测功机通过第一连接机构进行串联，然后将其中一台测功机的输出轴与轴承座进行连接，并通过轴承座的支撑轴与待测发动机进行连接，以实现对于待测发动机的试验。基于该结构的串联发动机试验台，可针对待测发动机的功率范围，选择运行其中任意一台测功机或者同时运行两台测功机以对待测发动机进行试验，使一个试验台的测试功率范围涵盖了更多的发动机种类，且切换时无需拆卸机械结构，灵活快捷。
附图说明
19.下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：
20.图1为根据本实用新型的一个实施例的串联发动机试验台的整体结构示意图。
21.图2为根据本实用新型的一个实施例的串联发动机试验台的结构剖面图。
22.其中，附图标记如下：
23.1第一测功机，2第二测功机，3轴承座，10第一连接机构，12胀套
24.19第一测功机电控箱，20第二连接机构，29第二测功机电控箱
25.30第三连接机构，31支撑轴，33扭矩传感器，40弹性联轴器
26.60第一保护罩，70第二保护罩，80第三保护罩，100固定平台
27.101第一测功机底座，110第一支撑架，201第二测功机底座
28.210第二支撑架，301轴承座底座，310第三支撑架，320支撑柱
具体实施方式
29.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下用实施例对本实用新型进一步详细说明。
30.图1为根据本实用新型的一个实施例的串联发动机试验台的整体结构示意图。
31.图2为根据本实用新型的一个实施例的串联发动机试验台的结构剖面图。
32.如图1所示，根据一个实施例的串联发动机试验台，包括：一固定平台100、第一测功机1和第二测功机2，以及一轴承座3；第一测功机1和第二测功机2固定安装在固定平台100上，第一测功机1的输出轴通过第一连接机构10与第二测功机2的第一输出轴连接；轴承座3包括至少一支撑轴31，支撑轴31的第一输出端通过第二连接机构20与第二测功机2的第二输出轴连接，支撑轴31的第二输出端通过第三连接机构30与待测发动机的输出轴连接。
33.具体的，第一测功机1例如为一单轴测功机，第二测功机2为一双轴测功机，将第一测功机1的输出轴和第二测功机2的其中一输出轴通过第一连接机构10连接；一轴承座3设置在第二测功机2和待测发动机之间，通过设置相对健壮的轴承座3以起到支撑轴31系和隔绝振动的作用，轴承座3中包括支撑轴31和对应的轴承，通过第二连接机构20将第二测功机2的另一个输出轴和轴承座3的支撑轴31的第一输出端进行连接，通过第三连接机构30将支撑轴31的第二输出端与待测发动机的输出轴进行将连接，此外，在支撑轴31的第一输出端上还可设置扭矩传感器33以获得扭矩参数。在本实施中，待测发动机例如为柴油发动机，当然也可以为其他种类发动机，此处不做限制。
34.基于该实施例的串联发动机试验台，将两台测功机通过第一连接机构10进行串联，然后将其中一台测功机的输出轴与轴承座3进行连接，并通过轴承座3的支撑轴31与待测发动机进行连接，以实现对于待测发动机的试验。使用两台测功机串联，可针对待测发动机的功率范围，选择运行其中任意一台测功机或者同时运行两台测功机以对待测发动机进行试验，使一个试验台的测试功率范围涵盖了更多的发动机种类。
35.进一步的，第一连接机构10为膜片联轴器，和/或第二连接机构20为膜片联轴器。
36.如图2所示，第一连接机构10为膜片联轴器，通过膜片联轴器配合例如螺栓螺母等紧固件将第一测功机1的输出轴与第二测功机2的第一输出轴进行连接。当然，本领域技术人员也可配合安装例如液压或者机械或其他形式的胀套12，具体安装方式为本领域技术人员所熟知的技术手段，此处不做详述；第二连接机构20为膜片联轴器，通过膜片联轴器同样配合胀套将第二测功机2的第二输出轴与轴承座3中支撑轴31的第一输出端进行连接。由于膜片联轴器在扭转方向刚性强、扭矩传递平稳等特点，使得第一测功机1和第二测功机2的连接、第二测功机2和轴承座3之间的连接平稳、高效。
37.进一步的，第三连接机构30为十字万向轴联轴器联，通过使用十字万向轴联轴器将轴承座3的支撑轴31和待测电动机的输出轴进行连接，可以支持更好的支持轴不对中情况，因此更好的连接待测发动机，实现快速安装以及调整发动机。
38.进一步的，第三连接机构30和待测发动机的输出轴之间还设置有弹性联轴器40。弹性联轴器40，例如为橡胶材质、高弹高阻尼联轴器，其通过例如法兰等连接件一端与待测发动机的输出轴连接，另一端与第三连接机构30的十字万向轴联轴器连接。通过弹性联轴器40可吸收待测发动机轴系上产生的扭振能量，保护整个轴系扭转方向上的强度。
39.进一步的，第一连接机构10外部设置第一保护罩60，和/或第二连接机构20外部设
置第二保护罩70，和/或第三连接机构30的外部设置第三保护罩80。具体的，第一保护罩60、第二保护罩70和第三保护罩80例如为钣金材质，分别将第一连接机构10的全部或部分、第二连接机构20的全部或部分、第三连接机构30的全部或部分保护起来，以防止在工作时，高速转动的零件飞出砸伤人员或者物体，同时也防止被外部飞来异物打到。在一种实现方式中，第一保护罩60、第二保护罩70和第三保护罩80被设置为一端固定，另一端可活动开合的结构，其外表面还可设置有孔眼，以方便观察保护罩内轴或者连接机构的状态，同时也加强了散热功效；保护罩外面还可设置手柄以方便进行开合。
40.进一步的，根据又一个实施例的串联发动机试验台，还包括用于安装第一测功机1的第一测功机底座101、用于安装第二测功机2的第二测功机底座201，以及用于安装轴承座3的轴承座底座301；第一测功机底座101具有向第二测功机2方向延伸的第一支撑架110，第二测功机底座201具有向轴承座3方向延伸的第二支撑架210，轴承座底座301具有向待测发动机方向延伸的第三支撑架310；其中，第一保护罩60设置在第一支撑架110上，第二保护罩70设置在第二支撑架210上，第三保护罩80设置在第三支撑架310上。
41.具体的，第一测功机底座101、第二测功机底座201、轴承座底座301分别通过例如螺栓等紧固件固定在固定平台100上，他们的高度分别与第一测功机1、第二测功机2和轴承座3的高度相适应，以保证第一测功机1、第二测功机2和轴承座3分别被安装到各自底座后，其各自的输出轴尽量保持在同一高度。第一测功机1通过例如螺栓螺母等安装到第一测功机底座101上，第二测功机2通过例如螺栓螺母等安装到第二测功机底座201上，轴承座3通过例如螺栓螺母等安装到轴承座底座301上，第一支撑架110为从第一测功机底座101向第二测功机2方向延伸出的一个三角架，第二支撑架210为从第二测功机底座201向轴承座3方向延伸出的一个三角架，第三支撑架310为从轴承座底座301向待测发动机方向延伸出的一个具有一定厚度的支撑板状结构，可通过例如螺栓螺母等紧固件分别将第一保护罩60安装到第一支撑架110上，将第二保护罩70安装到第二支撑架210上，将第三保护罩80安装到第三支撑架310上实现对于他们的固定。
42.基于该结构的串联发动机试验台，通过在对应底座上延伸设置第一支撑架110、第二支撑架210和第三支撑架310分别对第一保护罩60、第二保护罩70、第三保护罩80进行固定支撑，结构简单、牢固，不用额外安装。
43.进一步的，第三支撑架310上还设置有支撑柱320以支撑第三连接机构30。具体的，支撑柱320上端面可以为适应第三连接机构30(例如十字万向轴联轴器)底部形状的凹槽。通过设置支撑柱320方便在安装待测发动机轴以及第三连接机构30时，对其进行很好的搭载支撑。需要说明的是，该支撑柱320结构应较为健壮，而不宜轻巧单薄，否则容易产生在试验时产生共振。
44.进一步的，第一测功机底座101一侧设置有第一测功机电气控制箱19，第二测功机底座201一侧设置有第二测功机电气控制箱29。第一测功机电气控制箱19例如放置有用于采集第一测功机1的温度信号、扭矩信号等不同信号的传感器线缆或其他电控组件，同样的，第一测功机电气控制箱20例如放置有用于采集第二测功机2的温度信号、扭矩信号等不同信号的传感器线缆或其他电控组件，将电气箱直接安装在底座旁，不占用额外空间，且方便接线。
45.进一步的，第一测功机1和第二测功机2都为电力测功机。采用两个电力测功机进
行串联的试验台，在灵活选择不同工作形式以满足不同功率范围的待测发动机的前提下，控制精度好、动态响应快，且发动机产生的能量能够转换为电能再反馈到电网加以利用。
46.根据本实用新型的串联发动机试验台，例如：一套配置一台4000kw的电力测功机(第一测功机)和一台2000kw电力测功机(第二测功机)的电串联试验台，选择电力测功机串联运行模式时可测试4000kw-6000kw功率等级的发动机，选择第二电力测功机单独运行时可测500kw-2000kw功率等级发动机，选择第一测功机单独运行时可测2000kw-4000kw功率等级发动机。这样一套电串联发动机固定平台即相当于三套不同功率等级的固定平台，可测三种不同功率等级待测件，极大节省了时间、空间及经济成本。
47.根据本实用新型的串联发动机试验台，具有以下优点：
48.1.可根据需要选择不同的运行模式，满足在一个试验台下，测试功率范围尽可能多的涵盖待测发动机种类。
49.2运行模式自由切换，无需拆卸机械结构，灵活快捷。
50.3.控制精度高、动态响应快，且发动机产生的能量能够转换为电能再反馈到电网加以利用，长期运行成本低。
51.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。