CN110926817A - 一种用于涡轴发动机多功能测试试验台 - Google Patents

一种用于涡轴发动机多功能测试试验台 Download PDF

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张琦
杨红伟
卢秉恒
袁元园
眭晓蔚
代赟
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines

Abstract

本发明公开了一种用于涡轴发动机多功能测试试验台，通过将待测涡轴发动机通过拓扑优化支架固定于发动机支架底座上，防止待测涡轴发动机与发动机支架底座产生共振，待测涡轴发动机的输出轴连接于涡轴减速器的输入端，通过测试发电机的输入端与涡轴减速器的输出端连接的同时第一减速器的输入端与涡轴减速器输出端连接，发动机支架底座与发电机底座和第一减速器支架设置，待测涡轴发动机以及减速后的发电测试，能够通过第一减速器连接的扭矩传感器和负载实现待测涡轴发动机的本身性能测试，本装置整体结构简单，安装方便，工作稳定可靠。涡轴发动机采用拓扑优化支架，减重效果明显。测试试验台既可以测试发电性能、也可以测试涡轴发动机本机性能。

Description

一种用于涡轴发动机多功能测试试验台
技术领域
本发明属于发动机测试装置技术领域，具体涉及一种用于涡轴发动机多功能测试试验台。
背景技术
发动机试验是使发动机技术能够得到不断发展的基础，发动机测试试验台是对发动机进行综合测试的重要设施，是发动机试验的必备载体。工作稳定可靠的发动机测试试验台，可以为发动机提供稳定、准确的台架试验参数，进而减少发动机试车次数，提高发动机质量水平，具有重要的经济价值。
近年来，随着分布式供电和多电技术的不断发展，小型涡轮发电机成为电源系统一个重要的发展方向，微型涡轮发电机是一种小型分布式能源系统和发电装置，具有能源利用率高、环境污染小和经济效益好等特点，对于缓解能源紧张的局面具有重要意义。而微型涡轮发电机主要由动力头和高速电机两部分组成，动力头即可采用微型涡轴发动机，但是目前的微型涡轴发动机测试试验台结构较复杂，工作不够稳定，还无法同时完成涡轴发动机的本机性能测试和发电性能测试。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于涡轴发动机多功能测试试验台，以克服现有技术的不足。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于涡轴发动机多功能测试试验台，包括发动机支架底座、涡轴减速器支架和发电机底座，待测涡轴发动机通过拓扑优化支架固定于发动机支架底座上，待测涡轴发动机的输出轴连接于涡轴减速器的输入端，涡轴减速器固定于涡轴减速器支架上，涡轴减速器支架一侧靠近发动机支架底座一侧，发电机底座设置于涡轴减速器支架另一侧，发电机底座上固定有测试发电机，测试发电机的输入端与涡轴减速器的输出端连接；发电机底座的一侧设有第一减速器支架，第一减速器支架上设有第一减速器，第一减速器的输入端与涡轴减速器输出端连接，第一减速器的输出端连接有扭矩传感器，扭矩传感器的一端连接有负载，扭矩传感器固定于扭矩传感器支架上，负载固定于负载底座上。
进一步的，发动机支架底座上端固定有两个对称设置的拓扑优化支架，拓扑优化支架上设有螺钉来连接孔，拓扑优化支架通过螺钉与发动机支架底座固定连接。
进一步的，涡轴发动机通过卡箍和拓扑优化支架夹紧固定。
进一步的，涡轴减速器支架通过螺钉固定在发动机支架底座上。
进一步的，涡轴减速器输出端固定有涡轴输出带轮，涡轴输出带轮通过皮带与发电机上的发电机输入带轮连接。
进一步的，发动机支架底座、第一减速器支架、发电机底座、扭矩传感器支架和负载底座均固定于T型槽板上，T型槽板通过螺栓固定连接在试验桌架上。
进一步的，第一减速器输入端通过动力输入连接装置与涡轴发动机的输出端相连；第一减速器的输出端通过第一联轴器与扭矩传感器输入端连接；扭矩传感器的输出端通过第二联轴器与负载连接。
进一步的，所述的发动机支架底座、第一减速器支架、发电机底座、扭矩传感器支架、负载底座与T型槽板的相对位移均可调节。
进一步的，拓扑优化支架包括拓扑优化支架本体以及设置于拓扑优化支架上端的拓扑优化支架上螺钉孔，拓扑优化支架下端设有拓扑优化下螺钉孔。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种用于涡轴发动机多功能测试试验台，通过设置发动机支架底座、涡轴减速器支架和发电机底座，将待测涡轴发动机通过拓扑优化支架固定于发动机支架底座上，防止待测涡轴发动机与发动机支架底座产生共振，待测涡轴发动机的输出轴连接于涡轴减速器的输入端，通过测试发电机的输入端与涡轴减速器的输出端连接的同时第一减速器的输入端与涡轴减速器输出端连接，利用发动机支架底座与发电机底座和第一减速器支架设置，实现待测涡轴发动机以及减速后的发电测试，同时能够通过第一减速器连接的扭矩传感器和负载实现待测涡轴发动机的本身性能测试，本装置整体结构简单，安装方便，工作稳定可靠。涡轴发动机采用拓扑优化支架，减重效果明显。测试试验台既可以测试发电性能、也可以测试涡轴发动机本机性能。
进一步的，涡轴发动机输出端与电机输入端采用皮带连接，传递稳定可靠。
进一步的，发动机测试试验台装配关系简单，便于拆装、维修
进一步的，涡轴发动机通过卡箍和拓扑优化支架夹紧固定，便于安装和拆卸。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图。
图2为本发明的轴向剖视图。
图3为本发明待测涡轴发动机安装结构示意图。
图4为本发明的左视图。
图5为待测涡轴发动机的主视图。
图6为拓扑优化支架的主视投影图。
图7为拓扑优化支架的俯视投影图。
图8为拓扑优化支架的主视轮廓图。
图中，1、待测涡轴发动机；1-1、启动电机；1-2、发动机主体；1-3、发动机喷口；1-4、发动机排气筒；2、卡箍；3、涡轴减速器；4、涡轴输出带轮；5、发电机输入带轮；6、皮带；7、测试发电机；8、第一减速器；9、第一联轴器；10、扭矩传感器；11、第二联轴器；12、负载；13、试验桌架；14、拓扑优化支架；15、T型槽板；16、发动机支架底座；17、涡轴减速器支架；18、动力输入连接装置；19、第一减速器支架；20、发电机底座；21、扭矩传感器支架；22、负载底座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1至图8所示，一种用于涡轴发动机多功能测试试验台，包括发动机支架底座16、涡轴减速器支架17和发电机底座20，待测涡轴发动机1通过拓扑优化支架14固定于发动机支架底座16上，待测涡轴发动机1的输出轴连接于涡轴减速器3的输入端，涡轴减速器3固定于涡轴减速器支架17上，涡轴减速器支架17一侧靠近发动机支架底座16一侧，发电机底座20设置于涡轴减速器支架17另一侧，发电机底座20上固定有测试发电机7，测试发电机的输入端与涡轴减速器3的输出端连接；发电机底座20的一侧设有第一减速器支架19，第一减速器支架19上设有第一减速器8，第一减速器8的输入端与涡轴减速器3输出端连接，第一减速器8的输出端连接有扭矩传感器10，扭矩传感器10的一端连接有负载12，扭矩传感器10固定于扭矩传感器支架21上，负载12固定于负载底座22上。
发动机支架底座16上端固定有两个对称设置的拓扑优化支架14，拓扑优化支架14上设有螺钉来连接孔，拓扑优化支架14通过螺钉与发动机支架底座16固定连接；涡轴发动机1通过卡箍2和拓扑优化支架14夹紧固定；
涡轴减速器支架17通过螺钉固定在发动机支架底座16上，使涡轴减速器支架17与发动机支架底座16成为一个整体震动平台，提高测试稳定性。
涡轴减速器3输出端固定有涡轴输出带轮4，涡轴输出带轮4通过皮带6与发电机7上的发电机输入带轮5连接。
发动机支架底座16、第一减速器支架19、发电机底座20、扭矩传感器支架21和负载底座22均固定于T型槽板15上，T型槽板15通过螺栓固定连接在试验桌架13上。
第一减速器8输入端通过动力输入连接装置18与涡轴发动机1的输出端相连；第一减速器8的输出端通过第一联轴器9与扭矩传感器10输入端连接；扭矩传感器10的输出端通过第二联轴器11与负载12连接。负载12通过负载底座22与T型槽板15保持固定。
所述的发动机支架底座16、第一减速器支架18、发电机底座20、扭矩传感器支架21、负载底座22与T型槽板15的相对位移均可调节，以达到轴向配合精确。
所述的涡轴发动机1包括启动电机1-1、发动机主体1-2、发动机喷口1-3和发动机排气筒1-4。
所述的拓扑优化支架14包括拓扑优化支架本体以及设置于拓扑优化支架上端的拓扑优化支架上螺钉孔14-1，拓扑优化支架下端设有拓扑优化下螺钉孔14-2，通过拓扑优化支架14作为待测涡轴发动机1与发动机支架底座16连接桥梁，防止待测涡轴发动机1震动引起发动机支架底座16的刚性震动，减少震动。
本发明的工作原理为：
当测试试验台用来测试待测涡轴发动机1的本机性能时，待测涡轴发动机1的启动电机1-1转动，带动待测涡轴发动机1的传动轴旋转，待测涡轴发动机1开始燃烧工作，待测涡轴发动机1的输出转速通过涡轴减速器3进行第一级减速，然后再通过第一减速器8进行第二级减速，达到转速要求后，通过扭矩传感器10带动负载12工作，进而可以测量得到涡轴发动机的性能参数。
当测试试验台用来测试待测涡轴发动机1的发电性能时，涡轴发动机1的启动电机1-1转动，带动涡轴发动机1的传动轴旋转，涡轴发动机1开始燃烧工作，涡轴发动机1的输出转速通过涡轴减速器3进行第一级减速，然后再通过皮带6将转速传递给发电机7，发电机7可以外接负载或者蓄电池来达到测试涡轴发动机1发电性能的目的。

Claims (9)

1.一种用于涡轴发动机多功能测试试验台，其特征在于，包括发动机支架底座(16)、涡轴减速器支架(17)和发电机底座(20)，待测涡轴发动机(1)通过拓扑优化支架(14)固定于发动机支架底座(16)上，待测涡轴发动机(1)的输出轴连接于涡轴减速器(3)的输入端，涡轴减速器(3)固定于涡轴减速器支架(17)上，涡轴减速器支架(17)一侧靠近发动机支架底座(16)一侧，发电机底座(20)设置于涡轴减速器支架(17)另一侧，发电机底座(20)上固定有测试发电机(7)，测试发电机的输入端与涡轴减速器(3)的输出端连接；发电机底座(20)的一侧设有第一减速器支架(19)，第一减速器支架(19)上设有第一减速器(8)，第一减速器(8)的输入端与涡轴减速器(3)输出端连接，第一减速器(8)的输出端连接有扭矩传感器(10)，扭矩传感器(10)的一端连接有负载(12)，扭矩传感器(10)固定于扭矩传感器支架(21)上，负载(12)固定于负载底座(22)上。
2.根据权利要求1所述的一种用于涡轴发动机多功能测试试验台，其特征在于，发动机支架底座(16)上端固定有两个对称设置的拓扑优化支架(14)，拓扑优化支架(14)上设有螺钉来连接孔，拓扑优化支架(14)通过螺钉与发动机支架底座(16)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于涡轴发动机多功能测试试验台，其特征在于，涡轴发动机(1)通过卡箍(2)和拓扑优化支架(14)夹紧固定。
4.根据权利要求1所述的一种用于涡轴发动机多功能测试试验台，其特征在于，涡轴减速器支架(17)通过螺钉固定在发动机支架底座(16)上。
5.根据权利要求1所述的一种用于涡轴发动机多功能测试试验台，其特征在于，涡轴减速器(3)输出端固定有涡轴输出带轮(4)，涡轴输出带轮(4)通过皮带(6)与发电机(7)上的发电机输入带轮(5)连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于涡轴发动机多功能测试试验台，其特征在于，发动机支架底座(16)、第一减速器支架(19)、发电机底座(20)、扭矩传感器支架(21)和负载底座(22)均固定于T型槽板(15)上，T型槽板(15)通过螺栓固定连接在试验桌架(13)上。
7.根据权利要求1所述的一种用于涡轴发动机多功能测试试验台，其特征在于，第一减速器(8)输入端通过动力输入连接装置(18)与涡轴发动机(1)的输出端相连；第一减速器(8)的输出端通过第一联轴器(9)与扭矩传感器(10)输入端连接；扭矩传感器(10)的输出端通过第二联轴器(11)与负载(12)连接。
8.根据权利要求7所述的一种用于涡轴发动机多功能测试试验台，其特征在于，所述的发动机支架底座(16)、第一减速器支架(18)、发电机底座(20)、扭矩传感器支架(21)、负载底座(22)与T型槽板(15)的相对位移均可调节。
9.根据权利要求1所述的一种用于涡轴发动机多功能测试试验台，其特征在于，拓扑优化支架(14)包括拓扑优化支架本体以及设置于拓扑优化支架上端的拓扑优化支架上螺钉孔(14-1)，拓扑优化支架下端设有拓扑优化下螺钉孔(14-2)。
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