專利名稱：航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架技術(shù)，尤其適合于航空發(fā)動機(jī)負(fù)載為螺旋槳時的航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)。
技術(shù)背景: 發(fā)動機(jī)從設(shè)計(jì)定型到成熟產(chǎn)品，臺架測試是其中必不可少的環(huán)節(jié)。目前，普通發(fā)動機(jī)的開發(fā)測試試驗(yàn)中，發(fā)動機(jī)的起動試驗(yàn)、點(diǎn)火試驗(yàn)、性能試驗(yàn)等都是在水平的實(shí)驗(yàn)臺架上進(jìn)行試驗(yàn)。負(fù)載由電渦流測功機(jī)產(chǎn)生反向力矩提供，并通過測功機(jī)來測試相關(guān)性能參數(shù)。水平的測試臺架是把測功機(jī)和發(fā)動機(jī)的基座直接安裝在地基上的，這樣的裝置靈活性不好，無法實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)場測試；并且當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)載為螺旋槳時，測功機(jī)的加載功能已經(jīng)多余，又因?yàn)槭艿降孛娓矫鎸有?yīng)的影響，無法準(zhǔn)確對其螺旋槳特性參數(shù)進(jìn)行測試。一種如中國實(shí)用新型CN202582901U中公告的發(fā)動機(jī)測試臺架裝置，其僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)一般性能參數(shù)的測試，但其無法實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)負(fù)載為螺旋槳時的性能參數(shù)的測試。
因此，確有必要對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)以解決現(xiàn)有技術(shù)之不足
發(fā)明內(nèi)容
: 本發(fā)明提供一種航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架裝置(系統(tǒng))，其既能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)所具有的一般性能參數(shù)的測試，又能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)載為螺旋槳時性能參數(shù)的測試。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)，其包括:發(fā)動機(jī)測試臺架裝置、帶螺旋槳航空活塞發(fā)動機(jī)、冷卻系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集卡、信號放大器和工業(yè)計(jì)算機(jī)，所述航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)中通過工業(yè)計(jì)算機(jī)向控制系統(tǒng)發(fā)出命令，控制帶螺旋槳航空活塞發(fā)動機(jī)采取相應(yīng)動作，通過各種傳感器采集航空活塞發(fā)動機(jī)的不同特性參數(shù)，由信號放大器將微弱的傳感器信號放大后，送至數(shù)據(jù)采集卡，并送至工業(yè)計(jì)算機(jī)處理、保存和顯示數(shù)據(jù)。
所述帶螺旋槳航空活 塞發(fā)動機(jī)通過連接法蘭與扭轉(zhuǎn)臺主軸連接，扭轉(zhuǎn)臺主軸上固結(jié)的橫臂向扭矩傳感器施壓產(chǎn)生扭矩。
所述浮動架通過浮動架吊臂與浮動架支撐實(shí)現(xiàn)鉸接，并對推力傳感器施壓產(chǎn)生推力。
所述燃油系統(tǒng)包括有燃油箱、燃油泵、燃油濾清器、單向閥、三通、四通、燃油軟管及燃油壓力傳感器，所述燃油箱出口連接一個燃油濾清器，燃油濾清器的出口接一個三通，分別接兩個串接的油泵和兩個串接的單向閥，燃油泵和單向閥的出口處再接一個四通，分別與發(fā)動機(jī)進(jìn)油口和燃油壓力傳感器連接。
所述發(fā)動機(jī)測試臺架裝置為可移動式或者可升降式。
所述發(fā)動機(jī)測試臺架裝置的兩側(cè)包括有使臺架達(dá)到測試要求的升降支柱，以及實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)測試臺架裝置自由移動的滾輪及推動把手。
本發(fā)明具有如下有益效果:(I)設(shè)計(jì)采用的航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)中利用兩個推力傳感器，根據(jù)力的平衡即可簡單測取帶螺旋槳航空活塞發(fā)動機(jī)的螺旋槳特性主要性能參數(shù):推力、扭矩等。
(2)設(shè)計(jì)采用的燃油系統(tǒng)由兩個油泵和兩個單向閥之間通過一個四通并聯(lián)組成，保證了燃油供給的高可靠性。
(3)設(shè)計(jì)采用的臺架裝置使用可移動、可升降式支撐，增加了測試臺架的靈活性。
(4)設(shè)計(jì)采用的測試系統(tǒng)操作簡便，工作可靠。


: 圖1為本發(fā)明航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1所示的航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)中的M的局部放大正視圖。
圖3為圖1所示的航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)中的N的局部放大側(cè)視圖。
圖4為圖1所示的航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)中的燃油系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
: 請參照圖1所示，本發(fā)明航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架裝置(系統(tǒng))主要包括:發(fā)動機(jī)測試臺架裝置101、帶螺旋槳航空活塞發(fā)動機(jī)105、冷卻系統(tǒng)109、燃油系統(tǒng)110、控制系統(tǒng)111、數(shù)據(jù)采集卡112、信號放大器113和工業(yè)計(jì)算機(jī)114。
請參照圖1并結(jié)合圖2至圖3所示，其中發(fā)動機(jī)測試臺架裝置101的主要構(gòu)成結(jié)構(gòu)為:帶螺旋槳航空活塞發(fā)動機(jī)105通過連接法蘭104與扭轉(zhuǎn)臺106主軸花鍵連接，扭轉(zhuǎn)臺106通過滾子軸承107跨接在浮動架103上。扭轉(zhuǎn)臺106主軸上固結(jié)的橫臂向扭矩傳感器②施壓產(chǎn)生扭矩。浮動架103通過浮動架吊臂309與浮動架支撐308實(shí)現(xiàn)鉸接，并對推力傳感器①施壓產(chǎn)生推力，浮動架支撐308固結(jié)在發(fā)動機(jī)測試臺架裝置101上，浮動架支撐308和浮動架吊臂309之間通過軸承301、端蓋302、螺栓303和空心軸304等結(jié)構(gòu)所組成的螺栓連接的方式連接，浮動架吊臂309和浮動架103通過軸承305、軸306和螺母307等結(jié)構(gòu)所組成的螺栓連接的方式連接。
發(fā)動機(jī)測控系統(tǒng)的主要構(gòu)成結(jié)構(gòu)為:帶螺旋槳航空活塞發(fā)動機(jī)105相關(guān)參數(shù)傳感器(包括對推力傳感器①施壓產(chǎn)生的推力、向扭矩傳感器②施壓產(chǎn)生的扭矩)輸出端連接信號放大器113輸入端，信號放大器113輸出端連接數(shù)據(jù)采集卡112輸入端，數(shù)據(jù)采集卡112輸出端連接工業(yè)計(jì)算機(jī)114輸入端,工業(yè)計(jì)算機(jī)114輸出端連接控制系統(tǒng)111輸入端,冷卻系統(tǒng)109、燃油系統(tǒng)110、控制系統(tǒng)111輸出端連接發(fā)動機(jī)105。
請參照圖4所示，本發(fā)明發(fā)動機(jī)測試臺架裝置101的燃油系統(tǒng)110由燃油箱、燃油泵、燃油濾清器、單向閥、三通、四通、燃油軟管及燃油壓力傳感器組成。燃油箱出口連接一個燃油濾清器；燃油濾清器的出口接一個三通，分別接兩個串接的油泵和兩個串接的單向閥；燃油泵和單向閥的出口處再接一個四通，分別與發(fā)動機(jī)進(jìn)油口和燃油壓力傳感器連接。其中兩個燃油泵和兩個單向閥之間通過一個四通并聯(lián)在一起，以此保證了燃油供給的高可靠性。
請參照如I并結(jié)合圖2至圖4所示，本發(fā)明航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)，通過工業(yè)計(jì)算機(jī)114向控制系統(tǒng)111發(fā)出命令(如起動、點(diǎn)火、噴油、停車等)，控制帶螺旋槳航空活塞發(fā)動機(jī)105的相應(yīng)動作；通過各種傳感器(如溫度、壓力、推力、扭矩等)采集航空活塞發(fā)動機(jī)不同特性參數(shù)，由信號放大器113將微弱的傳感器信號放大后，送至數(shù)據(jù)采集卡112，并送至工業(yè)計(jì)算機(jī)114處理、保存和顯示數(shù)據(jù)；冷卻系統(tǒng)109為發(fā)動機(jī)的正常工作提供有力的保障，能夠確保發(fā)動機(jī)在正常溫度范圍內(nèi)運(yùn)行；燃油系統(tǒng)110能夠滿足發(fā)動機(jī)在起動和運(yùn)行時的對燃油量需求不同的特性。
帶螺旋槳航空活塞發(fā)動機(jī)105通過連接法蘭104與扭轉(zhuǎn)臺106主軸花鍵連接，發(fā)動機(jī)開機(jī)后，螺旋槳特性扭矩通過扭轉(zhuǎn)臺106主軸上固結(jié)的橫臂，作用在扭矩傳感器②上，產(chǎn)生的壓力與橫臂的長度之積即為發(fā)動機(jī)扭矩。
發(fā)動機(jī)推力施加在扭轉(zhuǎn)臺106主軸上，并通過繞浮動支撐308旋轉(zhuǎn)的浮動架103施加在推力傳感器①上。傳感器測量值即為實(shí)測發(fā)動機(jī)推力值。
在實(shí)際應(yīng)用中，考慮到發(fā)動機(jī)測試臺架的搬運(yùn)和測試場地的問題，可將臺架設(shè)計(jì)為可移動、可升降式的，具體的如圖2所示，其可方便的將發(fā)動機(jī)測試臺架推至測試場，并針對不同的測試場，通過調(diào)整臺架兩側(cè)的四根升降支柱201以使臺架達(dá)到測試要求。需要轉(zhuǎn)移臺架時，將升降支柱201收起，放下滾輪203，推動把手108可實(shí)現(xiàn)臺架的自由移動。
本發(fā)明提供了一種航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)，其包括:發(fā)動機(jī)測試臺架裝置、帶螺旋槳航空活塞發(fā)動機(jī)、冷卻系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集卡、信號放大器和工業(yè)計(jì)算機(jī)，其特征在于:所述航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)中通過工業(yè)計(jì)算機(jī)向控制系統(tǒng)發(fā)出命令，控制帶螺旋槳航空活塞發(fā)動機(jī)采取相應(yīng)動作，通過各種傳感器采集航空活塞發(fā)動機(jī)的不同特性參數(shù)，由信號放大器將微弱的傳感器信號放大后，送至數(shù)據(jù)采集卡，并送至工業(yè)計(jì)算機(jī)處理、保存和顯示數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)，其特征在于:所述帶螺旋槳航空活塞發(fā)動機(jī)通過連接法蘭與扭轉(zhuǎn)臺主軸連接，扭轉(zhuǎn)臺主軸上固結(jié)的橫臂向扭矩傳感器施壓產(chǎn)生扭矩。
3.如權(quán)利要求2所述的航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)，其特征在于:所述浮動架通過浮動架吊臂與浮動架支撐實(shí)現(xiàn)鉸接，并對推力傳感器施壓產(chǎn)生推力。
4.如權(quán)利要求3所述的航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)，其特征在于:所述燃油系統(tǒng)包括有燃油箱、燃油泵、燃油濾清器、單向閥、三通、四通、燃油軟管及燃油壓力傳感器，所述燃油箱出口連接一個燃油濾清器，燃油濾清器的出口接一個三通，分別接兩個串接的油泵和兩個串接的單向閥，燃油泵和單向閥的出口處再接一個四通，分別與發(fā)動機(jī)進(jìn)油口和燃油壓力傳感器連接。
5.如權(quán)利要求4所述的航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)，其特征在于:所述發(fā)動機(jī)測試臺架裝置為可移動式或者可升降式。
6.如權(quán)利要求5所述的航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)，其特征在于:所述發(fā)動機(jī)測試臺架裝置的兩側(cè)包括有使臺架達(dá)到測試要求的升降支柱，以及實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)測試臺架裝置自由移動的滾輪及推動把手。
全文摘要
本發(fā)明提供一種航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)，其包括發(fā)動機(jī)測試臺架裝置、帶螺旋槳航空活塞發(fā)動機(jī)、冷卻系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集卡、信號放大器和工業(yè)計(jì)算機(jī)，所述航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)中通過工業(yè)計(jì)算機(jī)向控制系統(tǒng)發(fā)出命令，控制帶螺旋槳航空活塞發(fā)動機(jī)采取相應(yīng)動作，通過各種傳感器采集航空活塞發(fā)動機(jī)的不同特性參數(shù)，由信號放大器將微弱的傳感器信號放大后，送至數(shù)據(jù)采集卡，并送至工業(yè)計(jì)算機(jī)處理、保存和顯示數(shù)據(jù)，本發(fā)明中的航空活塞發(fā)動機(jī)地面測試臺架系統(tǒng)，其既能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)所具有的一般性能參數(shù)的測試，又能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)載為螺旋槳時性能參數(shù)的測試。
文檔編號G01M15/04GK103217295SQ201310105518
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者陳偉, 毛建國, 陳毅華, 何小明 申請人:南京航空航天大學(xué)