CN106596113B - 发动机试车平台用平开式扩压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发动机试车台用平开式扩压器，其包括依次连接的收集段、收缩段和等直扩张段，其中所述收集段包括：两个半收集段，其相对设置并组成一圆筒；驱动部件，其设置在每个所述半收集段上并在驱动器驱动下带动两个所述半收集段相互靠拢或远离以使得所述圆筒打开或者闭合。本发明收集段仅有两部分组成，加工难度小；由于收集段采用了平开的方式，平开距离由丝杠长度和安装位置决定，不受原类型收集段在圆筒上开槽时宽度和长度的限制，可以大大提高试验模型的安装空间；收集段的驱动和导向装置位于收集段的底部外侧，远离发动机尾焰，受热气流影响很小，两个半收集段只有径向的平移运动，执行机构简单，大大提高了扩压器工作的可靠性。

Description

发动机试车平台用平开式扩压器

技术领域

本发明属于空气动力实验设备领域。更具体地说，本发明涉及一种发动机试车平台用平开式扩压器。

背景技术

扩压器的作用是将发动机排出燃气的部分动能转换成压力能，真实模拟发动机排气反压和环境压力条件。它是试车台排气系统将被试发动机的高温、高速燃气进行减速、降温、降低噪声，从而使燃气顺利地进入抽气系统或排入大气的关键部件之一。

扩压器8是一个气动部件，如图1所示，由收集段81、收缩段82、等直段83和扩压段84四部分组成，通常收集段81、收缩段82和等直段83安装于发动机试车台的试验舱85内部，扩压段84通常安装于试验舱85外部，位置示意如图2、3所示，位于喷管86之后，由于试验舱85空间尺寸所限，为了便于试验模型87的安装和更换，需要在收集段81的上端开设很长的槽，当试验模型87长度过大时，还要将收集段81向后轴向移动，此外，试验模型87安装固定装置上，该装置需要穿过收集段81的底端，因此，收集段81的底端也需要开设很长的槽。

目前的扩压器存在如下缺点：

1.收集段属于薄壁大口径部件，上下壁面开槽会使其强度、刚度下降，为了提高其强度和刚度，往往采用分体加工再进行组装的方式，大大增加了加工难度和工作量。

2.试验模型安装就位后，需将收集段上壁面的开槽用盖板关闭并锁紧，防止气流溢出影响流场，由于盖板尺寸和质量较大，如果采用手动关闭和锁紧的方式，安装难度和工作量非常巨大，因此盖板开闭和锁紧多采用自动机构实现，但是当发动机试验时，尾焰直接与扩压器接触，扩压器会承受强大的热气流冲击，造成收集段振动并产生收集段和盖板的热变形，多次试验后，盖板自动开闭和锁紧机构难以保证其盖板位置精度和工作可靠性，经常发生故障。

3.随着试验模型尺寸的不断增大，单靠收集段上端开槽往往不能将试验模型安装到位，还需要将扩压器沿气流方向轴向移动，试验模型安装就位后，再将扩压器移动到试验预定位置，因此，扩压器还需具有轴向移动功能，使扩压器的设计难度增大，此外，轴向移动机构也存在受热气流反复冲击后难以保证位置精度和工作可靠性问题。

4.扩压器工作时需承受高温气流的冲击，扩压器各分体部件和盖板均需设计成双层水冷结构，需要用循环冷却水进行降温冷却，由于分体部件较多，扩压器也常需轴向移动，水管路系统需要连接多根金属波纹管才能保证扩压器冷却到位，由于金属波纹管流阻很大且极易弯折，为冷却水系统的安装和运行带来不利影响。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明提供一种发动机试车台用平开式扩压器，其包括依次连接的收集段、收缩段和等直扩张段，其中所述收集段包括：

两个半收集段，其相对设置并组成一圆筒；

驱动部件，其设置在每个所述半收集段上并在驱动器驱动下带动两个所述半收集段相互靠拢或远离以使得所述圆筒打开或者闭合。

优选的是，所述的发动机试车台用平开式扩压器中，

每个所述半收集段的底面设置有至少一个滑块；

发动机试车台上设置有与所述滑块配合的导轨，所述导轨垂直于所述圆筒的轴线设置；

驱动器驱动所述滑块在所述导轨上滑动。

优选的是，所述的发动机试车台用平开式扩压器中，所述驱动器包括电机和连接在电机输出端的丝杠，所述丝杠上设置有一丝母，所述丝母通过一丝母连接座固定在所述半收集段上。

优选的是，所述的发动机试车台用平开式扩压器中，两个所述半收集段的上端通过一锁紧机构锁紧。

优选的是，所述的发动机试车台用平开式扩压器中，每个所述半收集段外均设置有水冷构件，所述水冷构件包括一进水管和一回水管。

优选的是，所述的发动机试车台用平开式扩压器中，每个所述半收集段的外表面还设置有多个支撑板和多个加强管。

优选的是，所述的发动机试车台用平开式扩压器中，所述多个支撑板相互平行并与所述半收集段的轴线垂直。

优选的是，所述的发动机试车台用平开式扩压器中，所述多个加强管穿过所述支撑板并与所述支撑板焊接，且每个所述加强管的方向平行于所述半收集段的轴线方向。

本发明与现有技术相比有益效果为：

1.收集段仅有两部分组成，加工难度小，且仅需四根金属波纹管即能实现整个收集段的冷却(每部分需进水、回水两个金属波纹管)。

2.由于收集段采用了平开的方式，平开距离由丝杠长度和安装位置决定，不受原类型收集段在圆筒上开槽时宽度和长度的限制，可以大大提高试验模型的安装空间。

3.收集段的驱动和导向装置位于收集段的底部外侧，远离发动机尾焰，受热气流影响很小，此外，两个半收集段只有径向的平移运动，执行机构简单，大大提高了扩压器工作的可靠性。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为现有的扩压器的结构示意图；

图2为现有的扩压器安装在发动机试车台上的纵向位置示意图；

图3为现有的扩压器安装在发动机试车台上的横向位置示意图；

图4为本发明提供的发动机试车台用平开式扩压器的一个实施例的结构示意图；

图5为本发明提供的发动机试车台用平开式扩压器中的收集段的一个实施例的俯视图；

图6为本发明提供的发动机试车台用平开式扩压器中的收集段的一个实施例的主视图；

图7为本发明提供的发动机试车台用平开式扩压器中的驱动器和驱动部件的一个实施例的结构示意图；

图8为本发明提供的发动机试车台用平开式扩压器一个实施例中的两个半收集段打开时左半收集段的俯视图；

图9为本发明提供的发动机试车台用平开式扩压器一个实施例中的两个半收集段打开时左半收集段的仰视图；

图10为本发明提供的发动机试车台用平开式扩压器一个实施例中的两个半收集段打开时右半收集段的俯视图；

图11为本发明提供的发动机试车台用平开式扩压器一个实施例中的两个半收集段打开时右半收集段的仰视图；

图12为本发明提供的发动机试车台用平开式扩压器的一个实施例中两个半收集段打开时的收集段的侧视图；

图13为本发明提供的发动机试车台用平开式扩压器的一个实施例中的左半收集段的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图4、图5、图6所示，本发明提供一种发动机试车台用平开式扩压器，其中，1为左半收集段，2为右半收集段，3为收缩段，4为等直段和扩张段，5为锁紧机构，6为丝杠，7为侧移电机，8为联轴器，9为滑块，10为导轨，11为导轨支撑座，12为固定支座，13为丝母连接座，14为电机支座，15为侧移固定梁，16为丝母，17为丝杠支撑座，18为丝杠固定座

扩压器的收缩段3、等直段和扩张段4与原类型扩压器相同，同样与试验舱固定连接，而收集段由左半收集段1和右半收集段2两部分组成，左半收集段1和右半收集段2为完全对称结构，其内轮廓均为“C”形半圆筒形状，两部件接触时，内轮廓可组成一个完整的圆筒。左半收集段1如图13所示，为双层水冷结构，外接冷却水管道，半圆筒外设有多道环筋，底部为试验模型固定装置预留位置，为加强其结构刚度，采用多张支撑板和加强管焊接成框架结构，框架底部为一平面，滑块9和丝母连接座13通过螺栓与左半收集段1框架底面固定连接，如图7所示，导轨10与滑块9装配完成后，与导轨支撑座11固定连接，导轨支撑座11与固定支座12连接，在本方案中，部件9、10、11、12对称布置于丝母支撑座13的两侧，起到对左半收集段1支撑和导向的作用，导向方向为半圆筒的径向，丝母16固定连接在丝母连接座13上，丝杠6穿过丝母16，其一端通过丝杠支撑座17与侧移固定梁15连接，一端穿过丝杠固定座18后通过联轴器8与侧移电机7连接，侧移固定梁15两端固定连接在导轨支撑座11上，丝杠固定座18和侧移电机7均安装在电机支座14上。右半收集段2与其它部件的连接方式与左半收集段1关于“C”形端面完全对称。

安装试验模型前，首先用侧移电机驱动左、右两半收集段沿导轨向外平移，如图8、图9、图10、图11、图12所示，为安装试验模型让开空间，试验模型安装完毕后，驱动侧移电机使左、右两半收集段恢复合并状态，并用锁紧机构5将两部分锁紧，即可进行试验。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.发动机试车台用平开式扩压器，其特征在于，包括依次连接的收集段、收缩段和等直扩张段，其中所述收集段包括：

两个半收集段，其相对设置并组成一圆筒；

驱动部件，其设置在每个所述半收集段上并在驱动器驱动下带动两个所述半收集段相互靠拢或远离以使得所述圆筒打开或者闭合；

其中，

每个所述半收集段的底面设置有至少一个滑块；

发动机试车台上设置有与所述滑块相配合的导轨，所述导轨垂直于所述圆筒的轴线设置；

驱动器驱动所述滑块在所述导轨上滑动。

2.如权利要求1所述的发动机试车台用平开式扩压器，其特征在于，所述驱动器包括电机和连接在电机输出端的丝杠，所述丝杠上设置有一丝母，所述丝母通过一丝母连接座固定在所述半收集段上。

3.如权利要求1所述的发动机试车台用平开式扩压器，其特征在于，两个所述半收集段的上端通过一锁紧机构锁紧。

4.如权利要求1所述的发动机试车台用平开式扩压器，其特征在于，每个所述半收集段外均设置有水冷构件，所述水冷构件包括一进水管和一回水管。

5.如权利要求1所述的发动机试车台用平开式扩压器，其特征在于，每个所述半收集段的外表面还设置有多个支撑板和多个加强管。

6.如权利要求5所述的发动机试车台用平开式扩压器，其特征在于，所述多个支撑板相互平行并与所述半收集段的轴线垂直。

7.如权利要求6所述的发动机试车台用平开式扩压器，其特征在于，所述多个加强管穿过所述支撑板并与所述支撑板焊接，且每个所述加强管的方向平行于所述半收集段的轴线方向。