一种发动机热管理半物理试验可调节安装装置及方法与流程

1.本技术属于航空燃气涡轮发动机燃油系统热管理半物理试验领域，特别涉及一种发动机热管理半物理试验可调节安装装置及方法。


背景技术：

2.燃气涡轮发动机燃油系统热管理半物理试验是发动机设计过程中的重要验证活动之一，通过模拟发动机状态，获得发动机进口燃油温度提升时，燃油系统内部燃油的压力、温度和内部回油流量参数变化情况，支撑后续整机试验的开展。
3.典型发动机热管理半物理试验可调节安装装置为，燃油箱的燃油经燃油加热装置加热至试验温度后进入燃油系统，经燃油系统的泵、管路、调节器、燃滑油散热器、喷嘴等，最终流出燃油系统。流出燃油系统的高温燃油经水冷换热器冷却后，再返回燃油箱，循环利用。其中燃油加热装置用来给燃油加温，电动机用来模拟燃油系统泵的转速，调节装置用来模拟发动机燃油流量。为保证试验安全，燃油加热装置的电加热器不直接加热燃油，而是通过导热油以及热交换器，间接对试验件进口燃油进行加温。通常燃油加热装置是一个较复杂、有一定危险性的系统。
4.现有发动机热管理半物理试验可调节安装装置的离心泵、齿轮泵、调节装置等燃油附件与发动机用燃油附件保持一致，前后连接顺序也一致，但各元件的相对位置与发动机上的真实安装位置差异较大。各元件间的连接管路需要单独设计，通常管路要比发动机上的真实管路要长，管路对外界的散热也偏多，导致半物理试验的温度测试结果与发动机整机试验的温度测试结果存在一定的误差。随着发动机热管理试验精度要求的不断提升，现有半物理试验装置已经逐渐不能满足试验需求。
5.现有发动机热管理半物理试验可调节安装装置存在如下缺陷和不足：：
6.1、不考虑离心泵、齿轮泵、调节装置等燃油附件在发动机上的真实安装位置，连接管路与发动机真实管路差异较大，带来温度与压力的测试误差；
7.2、解决燃油加热装置结构复杂且存在安全风险的问题。


技术实现要素：

8.为了解决上述问题，本技术提供了一种发动机热管理半物理试验可调节安装装置，所述试验装置是由供油管道通过依次串联供油箱、水冷散热器、离心泵、燃油滤、齿轮泵、调节装置、燃滑油散热器、喷嘴以及所述供油箱形成的供油回路；在离心泵与齿轮泵之间并联作动装置；离心泵与齿轮泵连接同一用于提供不同转速的发附机匣，发附机匣由电机驱动；
9.其中，水冷散热器的出口处安装有检测出口处油温的燃油温度检测装置，通过燃油温度检测装置检测的油温大小控制水冷散热器的水阀大小使水冷散热器的出口处油温保持预设值；
10.所述试验装置安装在台架上。
11.上述技术特征具有的技术效果为，摘除了传统通过加热的方式使燃油升温，避免了直接加热燃油的危险性，本技术通过发附机匣模拟真实发动机的转速，从而使燃油在试验装置中自然发热升温，并通过水冷散热器和温度检测装置形成负反馈温度调节系统，使试验装置保持预设的试验温度，更加真实模拟出真实发动机的工作状况。
12.优选的是，所述台架包括相互平行的主梁与辅助梁，主梁安装多个主支撑杆，主梁上具有多个轴向分布的销孔，所述主支撑杆通过销钉与所述销孔连接在主梁上轴向定位；每个主支撑杆铰接有至少一个辅助支撑杆，辅助支撑杆与所述辅助梁套接；
13.其中辅助支撑杆长度可调，用于调节主支撑杆的角向位置；主支撑杆长度可调，用于调节主支撑杆顶端的高度；
14.所述主支撑杆的末端具有安装板，所述安装板用于安装所述试验装置中的各部件。
15.上述技术特征具有的技术效果为，主支撑杆能够在主梁轴向移动和绕主梁旋转，并通过安装在辅助梁上的辅助支撑杆进行固定，形成空间位置上多个位置的可调，能够使安装在主支撑杆上的试验装置可调。
16.优选的是，辅助梁包括第一辅助梁与第二辅助梁，第一辅助梁与第二辅助梁布置在主梁两侧。
17.优选的是，主支撑杆与安装板通过螺栓连接。
18.优选的是，主支撑杆包括固定筒以及套在固定筒内的伸缩轴。
19.优选的是，离心泵、燃油滤、齿轮泵、调节装置、燃滑油散热器、作动装置、喷嘴以及发附机匣分别可拆卸式安装在伸缩安装板上。
20.优选的是，离心泵、燃油滤、齿轮泵、调节装置、燃滑油散热器、作动装置、喷嘴以及发附机匣的位置与在真实发动机上的位置相同。
21.一种发动机热管理半物理试验方法，采用上述所述的发动机热管理半物理试验可调节安装装置；所述方法包括：
22.关闭水阀，调整电机转速与发动机实际转速一致，燃油在所述试验装置中循环并升温，燃油温度上升到第一预设温度；
23.打开水阀，通过燃油温度检测装置检测的油温大小自动或者手动控制水阀的大小使燃油温度保持第二预设值。
24.本技术的优点包括：本技术可在无压气机、燃烧室、涡轮等发动机部件，也不需要燃油电加热装置，将燃油系统泵、管、阀、调节器等结构固定在支撑杆上，并按照真实安装位置布置，使用回油箱模拟发动机燃烧室，使用控制器模拟发动机流量控制信号，使其满足发动机热管理参数要求；
25.本技术的台架能够实现轴向，周向以及径向方向的多个方向的调节，能够调节各个部件的位置适应多种发动机的试验。
附图说明
26.图1是本技术一优选实施方式所述试验装置连接示意图；
27.图2是本技术一优选实施方式所述试验装置与台架连接图；
28.图3是本技术一优选实施方式燃滑油散热器安装示意图；
29.图4是本技术一优选实施方式所述试验装置各部件供油管道连接示意图。
具体实施方式
30.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施方式进行详细说明。
31.本发明提供了一种考虑真实安装位置的发动机热管理半物理试验方法及装置，该方法针对发动机燃油系统热管理试验模拟发动机的真实工作状态的需求，将燃油系统的各个部件按照真实安装位置布置在主梁上，用电动机模拟发动机的实际转速，通过传动装置驱动离心泵、齿轮泵等燃油系统附件，通过控制器模拟发动机的燃油流量信号，使其满足燃油压力、温度、流量等参数的控制要求。
32.如图1所示，本技术提供了一种发动机热管理半物理试验可调节安装装置，所述试验装置是由供油管道通过依次串联供油箱、水冷散热器、离心泵、燃油滤、齿轮泵、调节装置、燃滑油散热器、喷嘴以及所述供油箱形成的供油回路；在离心泵与齿轮泵之间并联作动装置；离心泵与齿轮泵连接同一用于提供不同转速的发附机匣，发附机匣由电机驱动；其中，水冷散热器的出口处安装有检测出口处油温的燃油温度检测装置，通过燃油温度检测装置检测的油温大小控制水冷散热器的水阀大小使水冷散热器的出口处油温保持预设值；所述试验装置安装在台架上。
33.上述技术特征具有的技术效果为，摘除了传统通过加热的方式使燃油升温，避免了直接加热燃油的危险性，本技术通过发附机匣模拟真实发动机的转速，从而使燃油在试验装置中自然发热升温，并通过水冷散热器和温度检测装置形成负反馈温度调节系统，使试验装置保持预设的试验温度，更加真实模拟出真实发动机的工作状况；
34.采用上述所述的发动机热管理半物理试验可调节安装装置进行发动机热管理半物理试验方法，所述方法包括：
35.关闭水阀，调整电机转速与发动机实际转速一致，燃油在所述试验装置中循环并升温，燃油温度上升到第一预设温度；
36.打开水阀，通过燃油温度检测装置检测的油温大小自动或者手动控制水阀的大小使燃油温度保持第二预设值。
37.下面结合附图2与图3进行说明，如图2图3所示
38.所述台架包括相互平行的主梁1与辅助梁2，主梁1安装多个主支撑杆3，主梁1上具有多个轴向分布的销孔，所述主支撑杆3通过销钉与所述销孔连接在主梁1上轴向定位；每个主支撑杆3铰接有至少一个辅助支撑杆4，辅助支撑杆4与所述辅助梁2套接；
39.其中辅助支撑杆4长度可调，用于调节主支撑杆3的角向位置；主支撑杆3长度可调，用于调节主支撑杆3顶端的高度；
40.所述主支撑杆3的末端具有安装板，所述安装板用于安装所述试验装置中的各部
件。辅助梁2包括第一辅助梁与第二辅助梁，第一辅助梁与第二辅助梁布置在主梁1两侧；主支撑杆3与安装板通过螺栓连接。主支撑杆3包括固定筒以及套在固定筒内的伸缩轴。供油箱、水冷散热器、离心泵5、燃油滤6、齿轮泵7、调节装置8、燃滑油散热器9以及喷嘴10，作动装置14以及发附机匣15分别可拆卸式安装在伸缩安装板上；离心泵5、燃油滤6、齿轮泵7、调节装置8、燃滑油散热器9以及喷嘴10，作动装置14以及发附机匣15的位置与在真实发动机上的位置相同。上述技术特征具有的技术效果为，主支撑杆3能够在主梁1轴向移动和绕主梁1旋转，并通过安装在辅助梁2上的辅助支撑杆4进行固定，形成空间位置上多个位置的可调，能够使安装在主支撑杆3上的试验装置可调。
41.如图4所示，主支撑杆通过套筒与主梁连接，主梁上有一系列销钉孔，通过销钉与销钉孔，可以将支撑杆的轴向位置由固定；主支撑杆沿径向伸缩，伸缩到固定长度后由卡扣固定；主支撑杆轴向旋转至适当周角度，由辅助支撑杆固定，辅助支撑杆同主支撑杆一样为伸缩杆，可以自由调节长度。燃油附件固定在安装板上，可以是焊接、螺栓、铆接或其他任何能够保证二者可靠相连的方式，安装板与主支撑杆是螺栓连接，方便拆卸。
42.热管理半物理试验时燃油附件用钢制燃油管路连接，管路连接示意图见图4。燃油附件间的供油管道11，其结构尺寸与发动机真实燃油管路一致。离心泵的进油口12，燃油箱的燃油经水冷散热器后进入离心泵。喷嘴出油口，燃油经喷嘴13流出并返回燃油箱。燃油喷嘴至供油箱、供油箱至水冷散热器以及水冷散热器至离心泵之间的用钢制供油管道连接，供油管道的结构可根据试验台的布局适应性设计。
43.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。