CN107167274A - 发动机外测功装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机外测功装置，包括：用于安装固定发动机并使固定后的发动机的进气道和输出轴位于同一水平直线上的安装支架，安装支架的下方设有用于测量发动机的输出扭矩的测扭系统，测扭系统包括：根据发动机工作时产生的旋转力矩测量出发动机的输出扭矩大小的测扭构件，测扭构件连接有用于将安装支架上的旋转力矩传递至测扭构件上的传力支架，传力支架与安装支架的底端相连。本发明的发动机外测功装置中，测扭系统均不会对发动机的进气产生影响，从而无需设计向上倾斜且长度较长的进气道，故无需在进气道的前端增设用于支承进气道的支撑架，故不存在支撑架安装固定困难的技术问题，且本发明的发动机外测功装置结构简单。

Description

发动机外测功装置
技术领域
本发明涉及涡桨发动机领域，特别地，涉及一种发动机外测功装置。
背景技术
某型涡桨发动机内测功装置只能测量输出扭矩的压力，无法准确测量输出扭矩的大小，进而无法计算得出发动机的输出功率，故而需使用外测功装置测量发动机输出扭矩的大小以得出发动机的输出功率。
现有技术中，螺旋桨发动机外测功装置一般采用摇架式台架系统，如附图图1所示，其包括摇架1和用于安装摇架1的支架2，其中，摇架1包括用于安装固定发动机的安装架11、与安装架11相连的摇架测扭轴12及装设于摇架测扭轴12上的扭矩传感器，通过测量发动机工作时对摇架1产生的扭矩，从而计算出发动机的输出功率。
因发动机为推进式发动机，螺旋桨在排气段的后方，故摇架1位于发动机前方，装设后的结构如附图图1所示，摇架测扭轴12与发动机的输出轴在一条直线上，发动机进气道与输出轴也在一条直线上，安装时为避免摇架1影响发动机的进气，需设计一个向上倾斜且较长的进气道3，进气道3安装时需穿过摇架1，导致进气道3安装十分困难；另一方面，长进气道3需在前端加装用于支撑进气道3的支撑架(图未示)，不仅支撑架安装固定困难，支撑架与进气道3固定困难，同时也使摇架式台架系统结构复杂。
发明内容
本发明提供了一种发动机外测功装置，以解决现有的外测功装置存在的进气道安装困难、需加装支撑架且支撑架安装固定困难、支撑架与进气道固定困难及装置整体结构复杂的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种发动机外测功装置，用于测量发动机的输出扭矩，发动机外测功装置包括：用于安装固定发动机并使固定后的发动机的进气道和输出轴位于同一水平直线上的安装支架，安装支架的下方设有用于测量发动机的输出扭矩的测扭系统，测扭系统包括：根据发动机工作时产生的旋转力矩测量出发动机的输出扭矩大小的测扭构件，测扭构件连接有用于将安装支架上的旋转力矩传递至测扭构件上的传力支架，传力支架与安装支架的底端相连。
进一步地，测扭系统还包括用于安装支承测扭构件的支撑台架，支撑台架固定支承于工作台面上；测扭构件包括水平设置且在旋转力矩的作用下扭转的测扭轴，传力支架固定连接于测扭轴上，测扭轴的一端转动支承于支撑台架上，测扭轴的相对设置的另一端的端部固定连接有根据测扭轴的扭转角测出测扭轴的扭矩值的测扭器，测扭器固定连接于支撑台架上。
进一步地，安装支架包括用于水平固定发动机的撑框，撑框连接有与传力支架相连的连接座，固定于撑框上的发动机的输出轴和进气道水平穿设于连接座上。
进一步地，安装支架还包括设置于连接座和撑框之间以使撑框与连接座刚性连接的多根撑杆；各撑杆的一端与撑框固定连接，各撑杆的另一相对端与连接座铰接。
进一步地，撑框呈门框形，发动机水平穿设于撑框内，且发动机通过其承力机匣上的多个安装节与撑框固定连接。
进一步地，连接座包括两个相对平行设置且呈直角三角状的三角框，两个三角框的三个顶角之间各设有用于连接两者的连杆；各撑杆的另一相对端铰接于连接座朝向撑框的壁面上。
进一步地，传力支架包括水平设置的连接板，连接板的下表面固定连接有相对设置的两个连接凸耳；连接座可拆卸地连接于连接板的上表面上；两个连接凸耳固定穿设于测扭轴的外圆上。
进一步地，支撑台架包括固定支承于工作台面上的底座，底座的上表面上设有相对设置的两个支座；测扭轴的一端转动支承于一个支座上，测扭轴的另一相对端的端部固定连接有测扭器，测扭器固定连接于另一支座上。
进一步地，测扭构件还包括用于转动支承测扭轴的两个轴承支座，两个轴承支座固定支承于底座上且位于两个连接凸耳之间。
进一步地，测扭构件还包括用于与连接板抵顶以对测扭轴的转动角度进行限位的限位块，限位块装设于测扭轴的外圆上且位于两个轴承支座之间。
本发明具有以下有益效果：
本发明的发动机外测功装置中，用于安装固定发动机的安装支架位于上方，而用于测量发动机的输出扭矩的测扭系统连接于安装支架的下方，安装支架和测扭系统为空间上下布置，该种布置方式使得无论是推进式的发动机还是拉进式的发动机，当发动机进气时，测扭系统均不会对发动机的进气产生影响，从而无需设计向上倾斜且长度较长的进气道，故无需在进气道的前端增设用于支承进气道的支撑架，故不存在支撑架安装固定困难的技术问题，且本发明的发动机外测功装置结构简单；本发明中，安装支架不仅用于安装固定发动机，还使得固定后的发动机的进气道和输出轴在同一水平直线上，且进气道装设时无需穿过测扭系统，从而极大地简化进气道的安装固定，降低人力物力成本，同时由于发动机的进气道和输出轴在同一直线上且水平，故使得发动机的进气更顺畅。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是现有的摇架式台架系统的主视结构示意图；
图2是发动机装设于本发明优选实施例的发动机外测功装置上的主视结构示意图；
图3是图2中安装支架的主视结构示意图；
图4是图3的俯视结构示意图；
图5是图3中撑框的结构示意图；
图6是图2中测扭系统的局部剖视结构示意图；
图7是图6中校准件的结构示意图。
图例说明
1、摇架；11、安装架；12、摇架测扭轴；2、支架；3、进气道；20、发动机；30、安装支架；31、撑框；32、连接座；321、三角框；322、连杆；33、撑杆；40、测扭构件；41、测扭轴；42、测扭器；43、轴承支座；44、限位块；45、校准件；451、杠杆；452、标准砝码；50、传力支架；51、连接板；52、连接凸耳；60、支撑台架；61、底座；62、支座；70、减震件。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参照图2，本发明的优选实施例提供了一种发动机外测功装置，用于测量发动机20的输出扭矩，发动机外测功装置包括：用于安装固定发动机20并使固定后的发动机20的进气道和输出轴位于同一水平直线上的安装支架30，安装支架30的下方设有用于测量发动机20的输出扭矩的测扭系统，测扭系统包括：根据发动机20工作时产生的旋转力矩测量出发动机20的输出扭矩大小的测扭构件40，测扭构件40连接有用于将安装支架30上的旋转力矩传递至测扭构件40上的传力支架50，传力支架50与安装支架30的底端相连。本发明的发动机外测功装置中，用于安装固定发动机20的安装支架30位于上方，而用于测量发动机20的输出扭矩的测扭系统连接于安装支架30的下方，安装支架30和测扭系统为空间上下布置，该种布置方式使得无论是推进式的发动机还是拉进式的发动机，当发动机进气时，测扭系统均不会对发动机的进气产生影响，从而无需设计向上倾斜且长度较长的进气道，故无需在进气道的前端增设用于支承进气道的支撑架，故不存在支撑架安装固定困难的技术问题，且本发明的发动机外测功装置结构简单；本发明中，安装支架30不仅用于安装固定发动机20，还使得固定后的发动机20的进气道和输出轴在同一水平直线上，且进气道装设时无需穿过测扭系统，从而极大地简化进气道的安装固定，降低人力物力成本，同时由于发动机20的进气道和输出轴在同一直线上且水平，故使得发动机20的进气更顺畅。
可选地，如图6所示，测扭系统还包括用于安装支承测扭构件40的支撑台架60，支撑台架60固定支承于工作台面上。测扭构件40包括水平设置且在旋转力矩的作用下扭转的测扭轴41，传力支架50固定连接于测扭轴41上，测扭轴41的一端转动支承于支撑台架60上，测扭轴41的相对设置的另一端的端部固定连接有根据测扭轴41的扭转角测出测扭轴41的扭矩值的测扭器42，测扭器42固定连接于支撑台架60上。测量时，发动机20工作产生施加于安装支架30上的旋转力矩，该旋转力矩再通过与安装支架30相连的传力支架50传递至测扭轴41上，测扭轴41在该旋转力矩的作用下扭转，测扭器42感知测扭轴41的扭矩并根据测扭轴41的扭转角得出测扭轴41的扭矩值，该扭矩值即发动机20的输出扭矩，根据相关公式即可计算得出发动机20的输出功率。本发明实施例中，测扭器42为扭矩传感器。
可选地，如图3所示，安装支架30包括用于水平固定发动机20的撑框31，撑框31连接有与传力支架50相连的连接座32，固定于撑框31上的发动机20的输出轴和进气道水平穿设于连接座32上。
优选地，如图3所示，安装支架30还包括设置于连接座32和撑框31之间以使撑框31与连接座32刚性连接的多根撑杆33。各撑杆33的一端与撑框31固定连接，各撑杆33的另一相对端与连接座32铰接。本优选实施例中，虽然各撑杆33的一端与撑框31固定连接，各撑杆33的另一端与连接座32铰接，但通过多根撑杆33相互配合设置可实现撑框31与连接座32刚性连接。
本发明实施例中，如图5所示，撑框31呈门框形，发动机20水平穿设于撑框31内，且发动机20通过其承力机匣(图未示)上的多个安装节(图未示)与撑框31固定连接。优选地，各安装节与撑框31之间还设有用于减震的减震件70，减震件70为市场上常用的起减震作用的减震包。
本发明实施例中，如图3和图4所示，连接座32包括两个相对平行设置且呈直角三角状的三角框321，两个三角框321的三个顶角之间各设有用于连接两者的连杆322。各撑杆33的另一相对端铰接于连接座32朝向撑框31的壁面上。
可选地，如图6所示，传力支架50包括水平设置的连接板51，连接板51的下表面固定连接有相对设置的两个连接凸耳52。连接座32可拆卸地连接于连接板51的上表面上。两个连接凸耳52固定穿设于测扭轴41的外圆上。本发明中，由于连接座32可拆卸地连接于连接板51的上表面上，故可通过掉转安装支架30相对连接板51的方向，即可实现拉进式发动机或推进式发动机的安装固定，从而实现一个装置能测试两种不同类型发动机的功能。
可选地，如图6所示，支撑台架60包括固定支承于工作台面上的底座61，底座61的上表面上设有相对设置的两个支座62。测扭轴41的一端转动支承于一个支座62上，测扭轴41的另一相对端的端部固定连接有测扭器42，测扭器42固定连接于另一支座62上。
优选地，如图6所示，测扭构件40还包括用于转动支承测扭轴41的两个轴承支座43，两个轴承支座43固定支承于底座61上且位于两个连接凸耳52之间。
优选地，如图6所示，测扭构件40还包括用于与连接板51抵顶以对测扭轴41的转动角度进行限位的限位块44，限位块44装设于测扭轴41的外圆上且位于两个轴承支座43之间。本发明实施例中，限位块44为方形块，当测扭轴41非正常扭转使扭转角度较大时，通过限位块44与连接板51下表面的抵顶，从而对测扭轴41的扭转进行限位，防止测扭轴41扭断发生安全事故。
优选地，如图7所示，测扭构件40还包括用于对测扭器42进行校准的校准件45，校准件45连接于限位块44上。本发明实施例中，校准件45包括杠杆451和标准砝码452；杠杆451垂直测扭轴41的轴线水平设置，且杠杆451的一端与限位块44固定连接；杠杆451的另一相对端悬挂连接有标准砝码452。测量时，为确保测扭器42测量的精度，需在测量开始前对测扭器42进行校准，通过标准砝码452和杠杆451的读数即可获知测扭轴41的输入扭矩，再将测扭器42测量的测量扭矩与该输入扭矩比对，如测量扭矩与输入扭矩两者差值在允许范围内，则测扭器42的精度符合要求，如两者的差值超出允许差值范围，则测扭器42的精度不符合要求，这时需通过修正测扭器42以使其精度达到要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机外测功装置，其特征在于，用于测量发动机(20)的输出扭矩，所述发动机外测功装置包括：
用于安装固定发动机(20)并使固定后的所述发动机(20)的进气道和输出轴位于同一水平直线上的安装支架(30)，所述安装支架(30)的下方设有用于测量所述发动机(20)的输出扭矩的测扭系统，所述测扭系统包括：
根据所述发动机(20)工作时产生的旋转力矩测量出所述发动机(20)的输出扭矩大小的测扭构件(40)，所述测扭构件(40)连接有用于将所述安装支架(30)上的所述旋转力矩传递至所述测扭构件(40)上的传力支架(50)，所述传力支架(50)与所述安装支架(30)的底端相连。
2.根据权利要求1所述的发动机外测功装置，其特征在于，
所述测扭系统还包括用于安装支承所述测扭构件(40)的支撑台架(60)，所述支撑台架(60)固定支承于工作台面上；
所述测扭构件(40)包括水平设置且在所述旋转力矩的作用下扭转的测扭轴(41)，所述传力支架(50)固定连接于所述测扭轴(41)上，所述测扭轴(41)的一端转动支承于所述支撑台架(60)上，所述测扭轴(41)的相对设置的另一端的端部固定连接有根据所述测扭轴(41)的扭转角测出所述测扭轴(41)的扭矩值的测扭器(42)，所述测扭器(42)固定连接于所述支撑台架(60)上。
3.根据权利要求2所述的发动机外测功装置，其特征在于，
所述安装支架(30)包括用于水平固定所述发动机(20)的撑框(31)，所述撑框(31)连接有与所述传力支架(50)相连的连接座(32)，固定于所述撑框(31)上的所述发动机(20)的所述输出轴和所述进气道水平穿设于所述连接座(32)上。
4.根据权利要求3所述的发动机外测功装置，其特征在于，
所述安装支架(30)还包括设置于所述连接座(32)和所述撑框(31)之间以使所述撑框(31)与所述连接座(32)刚性连接的多根撑杆(33)；
各所述撑杆(33)的一端与所述撑框(31)固定连接，各所述撑杆(33)的另一相对端与所述连接座(32)铰接。
5.根据权利要求3所述的发动机外测功装置，其特征在于，
所述撑框(31)呈门框形，所述发动机(20)水平穿设于所述撑框(31)内，且所述发动机(20)通过其承力机匣上的多个安装节与所述撑框(31)固定连接。
6.根据权利要求4所述的发动机外测功装置，其特征在于，
所述连接座(32)包括两个相对平行设置且呈直角三角状的三角框(321)，两个所述三角框(321)的三个顶角之间各设有用于连接两者的连杆(322)；
各所述撑杆(33)的所述另一相对端铰接于所述连接座(32)朝向所述撑框(31)的壁面上。
7.根据权利要求3所述的发动机外测功装置，其特征在于，
所述传力支架(50)包括水平设置的连接板(51)，所述连接板(51)的下表面固定连接有相对设置的两个连接凸耳(52)；
所述连接座(32)可拆卸地连接于所述连接板(51)的上表面上；
两个所述连接凸耳(52)固定穿设于所述测扭轴(41)的外圆上。
8.根据权利要求7所述的发动机外测功装置，其特征在于，
所述支撑台架(60)包括固定支承于所述工作台面上的底座(61)，所述底座(61)的上表面上设有相对设置的两个支座(62)；
所述测扭轴(41)的一端转动支承于一个所述支座(62)上，所述测扭轴(41)的另一相对端的端部固定连接有所述测扭器(42)，所述测扭器(42)固定连接于另一所述支座(62)上。
9.根据权利要求8所述的发动机外测功装置，其特征在于，
所述测扭构件(40)还包括用于转动支承所述测扭轴(41)的两个轴承支座(43)、用于与所述连接板(51)抵顶以对所述测扭轴(41)的转动角度进行限位的限位块(44)；
两个所述轴承支座(43)固定支承于所述底座(61)上且位于两个所述连接凸耳(52)之间；
所述限位块(44)装设于所述测扭轴(41)的外圆上且位于两个所述轴承支座(43)之间。
10.根据权利要求9所述的发动机外测功装置，其特征在于，
所述测扭构件(40)还包括用于对所述测扭器(42)进行校准的校准件(45)，所述校准件(45)包括杠杆(451)和标准砝码(452)；
所述杠杆(451)垂直所述测扭轴(41)的轴线水平设置，且所述杠杆(451)的一端与所述限位块(44)固定连接；
所述杠杆(451)的另一相对端悬挂连接有所述标准砝码(452)。
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