CN111735633A - 一种燃油电控调节器压力载荷加载和应变在线测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于民用航空发动机附件可靠性验证试验技术领域，涉及一种燃油电控调节器压力载荷加载和应变在线测试系统；由压力配送单元、液压回路单元、应变测试单元组成，其中压力配送单元实现系统压力源的建立和压力信号的给定和反馈闭环控制，结合试验需求给系统下游输送不同类型的压力源；液压回路单元为液压系统的辅助单元，实现对压力、流量、温度、压力保护及燃油过滤相关液压参数的监测指示；应变测试单元实现被测对象在压力载荷作用下产生强度微变形的监测和放大显示，可直观进行形变分析；本发明试验系统实现了耐压、过压、压力循环、压力试验谱多项功能集成试验系统，支持压力载荷按需变换，可在线直观测量显示应变情况。

Description

一种燃油电控调节器压力载荷加载和应变在线测试系统
技术领域
本发明属于民用航空发动机附件可靠性验证试验技术领域，涉及一种燃油电控调节器压力载荷加载和应变在线测试系统。
背景技术
燃油系统部件的耐压性能是民用航空发动机的一项关键指标，也是航空发动机保持最低安全水平、满足适航要求的基本因素之一。按适航规章要求，当承受较大的压力作用时，发动机燃油附件不应出现超过使用限制的永久变形、破裂或爆破，或者发生可能导致危害性发动机后果的泄漏。每一型航空发动机进入民机市场，均需要验证其产品适航要求的符合性。液压系统试验验证技术作为液压控制领域的分支，目前国内针对涡轴发动机燃油控制系统燃油电控调节器的耐压、爆破压力、压力循环、特定载荷验证处于起步阶段，尚无泵调节器类产品专项压力试验设备及厂家，亟需设计兼顾耐压、破裂或爆破压力、压力循环、变载荷压力谱等工况条件的试验系统。
发明内容
本发明的目的是：本燃油电控调节器交变压力试验循环系统设计时，兼顾了民用发动机燃油附件开展耐压、破裂或爆破压力、压力循环、变载荷压力谱需求，对于燃油系统压力验证具有重要意义。
本发明的技术方案是：
一种燃油电控调节器压力载荷加载和应变在线测试系统，由压力配送单元、液压回路单元、应变测试单元组成，压力配送单元和液压回路单元通过液压管路之间串联连接，应变测试单元与液压回路单元通过液压管路和电器线束实现电液转换的混合联结；其中压力配送单元实现系统压力源的建立和压力信号的给定和反馈闭环控制，结合试验需求给系统下游输送不同类型的压力源；液压回路单元为液压系统的辅助单元，实现对压力、流量、温度、压力保护及燃油过滤相关液压参数的监测指示；应变测试单元实现被测对象在压力载荷作用下产生强度微变形的监测和放大显示，可直观进行形变分析。
所述压力配送单元由增压柱塞泵(3)、电磁压力配送器(4)、信号波形发生器(16)、脉冲计数器(17)、溢流安全阀(18)组成，其中电动增压柱塞泵(3)与电磁压力配送器(4)通过液压管路串联联结，溢流安全阀(18)与电磁压力配送器(4)为液压回路的并联联结，信号波形发生器(16)、脉冲计数器(17)电器串联联结后通过线束联结到电磁压力配送器(4)上；单元中电动增压柱塞泵(3)实现系统压力油源的建立，通过信号波形发生器(16)给定电磁压力配送器(4)信号控制输出压力的类型和变化频率，循环压力次数通过脉冲计数器(17)进行记录和显示，溢流安全阀(18)实现系统压力的安全保护。
所述电磁压力配送器(4)为机电液压综合机械装置，其接收增压柱塞泵输入的高压油液，电液调节电磁阀接收信号波形发生器的指令，调整内部调节活门开度，根据需求压力调节，自动调整回油流量，保证按需压力配送器输出到下游的压力。
所述信号波形发生器(16)为电子控制终端，其根据控制计划需求，输出不同的电压信号给电磁压力配送器(4)，控制输出不同的液压压力。
所述脉冲计数器(17)主要功用为记录循环试验过程中循环次数，为统计分析装置，电信号传递给工控机，辅助变形综合分析。
所述液压回路单元由氮气增压瓶(1)、闭式燃油油箱(2)、调压阀(9)、出口压力表(10)、燃油滤(11)、流量计(12)、测压表(13)、温度表(15)组成，其中氮气增压瓶(1)与闭式燃油油箱(2)通过汽路管路串联联结，闭式燃油油箱(2)与调压阀(9)、出口压力表(10)、燃油滤(11)、流量计(12)、测压表(13)、温度表(15)之间为液压回路功能部件，部件间总体架构为逐级通过液压管路串联联结；氮气增压瓶对闭式燃油油箱(2)进行初级增压，为电动柱塞泵(3)提供一定压力的燃油，换热器通过热交换对燃油温度进行控制，出口压力表(10)、测压表(13)、温度表(15)、流量计(12)实现对压力、流量、温度等参数的监测，调压阀(9)实现对回路压力的调节，燃油滤(11)对系统油液进行过滤提供清洁燃油。
所述应变测试单元由光栅变形测量仪(6)、信号放大器(7)、变形显示终端(8)、试验载体(14)组成，基于非接触式光栅变形测量仪(6)，对压力载荷条件下，试验载体(14)最薄弱区域进行变形应力测量，经信号放大器(7)后传输给变形显示终端(8)，实现形变曲线的在线测试和显示。
所述光栅变形测量仪(6)为微变形测试装置，其采集被测载体随时间变化的位移信号并转换为电压信号，实现位移信号的实时采集和反馈。
本发明的优点是：本发明试验系统实现了耐压、过压、压力循环、压力试验谱多项功能集成试验系统，支持压力载荷按需变换，可在线直观测量显示应变情况。
附图说明
图1是本发明的系统原理图。图中，1-氮气增压瓶、2-闭式燃油油箱、3-增压柱塞泵、4-电磁压力配送器、5-换热器、6-光栅变形测量仪、7-信号放大器、8-变形显示终端、9-调压阀、10-出口压力表、11-燃油滤、12-流量计、13-测压表、14-试验载体、15-温度表、16-信号波形发生器、17-脉冲计数器、18-溢流安全阀。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明，参见图1。
实施例1
恒定压力试验系统实施方式：
燃油电控调节器恒定压力压力试验系统工作时，首先打开氮气增压瓶(1)给闭式燃油油箱(2)增压，燃油系统建立基础压力，启动电动增压柱塞泵(3)对燃油系统进行次级增压，建立高压压力油源，通过调节电动增压柱塞泵(3)转速和溢流阀压力及调压阀(9)开度，设定系统燃油压力达到循环压力的初始值，此时设定电磁压力配送器(4)处于常开通路状态，恒定压力燃油经换热器(5)调节温度后输送到试验载体内部，提供满足压力和温度工况条件的恒定压力油液，流动介质经调压阀(9)后的出口燃油压力通过出口压力表(10)进行监测，燃油介质经燃油滤(11)过滤流经流量计(12)完成流量测量后返回油箱，形成液压回路。试验过程中通过架设在试验台上的光栅变形测量仪(6)对试验载体，压力载荷下最薄弱区域进行变形应力测量，经信号放大器(7)后传输给变形显示终端(8)，实现形变曲线的在线测试和显示。最终实现试验载体耐压或爆破压力等恒定压力的试验验证。
实施例2
循环压力及交变载荷压力试验系统实施方式
燃油电控调节器循环压力及交变载荷压力试验工作时，首先打开氮气增压瓶(1)给闭式燃油油箱(2)增压，燃油系统建立基础压力，启动电动增压柱塞泵(3)对燃油系统进行次级增压，建立高压压力油源，通过调节电动增压柱塞泵(3)转速和溢流阀压力及调压阀(9)开度，设定系统燃油压力达到耐压或爆破压力等恒定压力的初始值，此时给定信号波形发生器(16)直流脉冲信号或交变信号并传达给电磁压力配送器(4)调定循环压力或交变燃油输出，通过脉冲计数器(17)记录和显示压力变换次数，调定的循环或交变燃油经换热器(5)调节温度后输送到试验载体内部，提供满足压力和温度工况条件的恒定压力油液，流动介质经调压阀(9)后的出口燃油压力通过出口压力表(10)进行监测，燃油介质经燃油滤(11)过滤流经流量计(12)完成流量测量后返回油箱，形成液压回路。试验过程中通过架设在试验台上的光栅变形测量仪(6)对试验载体，压力载荷下最薄弱区域进行变形应力测量，经信号放大器(7)后传输给变形显示终端(8)，实现形变曲线的在线测试和显示。最终实现试验载体循环压力及交变载荷压力的试验验证。

Claims (8)

1.一种燃油电控调节器压力载荷加载和应变在线测试系统，其特征在于，由压力配送单元、液压回路单元、应变测试单元组成，压力配送单元和液压回路单元通过液压管路之间串联连接，应变测试单元与液压回路单元通过液压管路和电器线束实现电液转换的混合联结；其中压力配送单元实现系统压力源的建立和压力信号的给定和反馈闭环控制，结合试验需求给系统下游输送不同类型的压力源；液压回路单元为液压系统的辅助单元，实现对压力、流量、温度、压力保护及燃油过滤相关液压参数的监测指示；应变测试单元实现被测对象在压力载荷作用下产生强度微变形的监测和放大显示，可直观进行形变分析。
2.如权利要求1所述的燃油电控调节器压力载荷加载和应变在线测试系统，其特征在于，所述压力配送单元由增压柱塞泵(3)、电磁压力配送器(4)、信号波形发生器(16)、脉冲计数器(17)、溢流安全阀(18)组成；其中电动增压柱塞泵(3)与电磁压力配送器(4)通过液压管路串联联结，溢流安全阀(18)与电磁压力配送器(4)为液压回路的并联联结，信号波形发生器(16)、脉冲计数器(17)电器串联联结后通过线束联结到电磁压力配送器(4)上；单元中电动增压柱塞泵(3)实现系统压力油源的建立，通过信号波形发生器(16)给定电磁压力配送器(4)信号控制输出压力的类型和变化频率，循环压力次数通过脉冲计数器(17)进行记录和显示，溢流安全阀(18)实现系统压力的安全保护。
3.如权利要求2所述的燃油电控调节器压力载荷加载和应变在线测试系统，其特征在于，所述电磁压力配送器(4)为机电液压综合机械装置，其接收增压柱塞泵输入的高压油液，电液调节电磁阀接收信号波形发生器的指令，调整内部调节活门开度，根据需求压力调节，自动调整回油流量，保证按需压力配送器输出到下游的压力。
4.如权利要求2所述的燃油电控调节器压力载荷加载和应变在线测试系统，其特征在于，所述信号波形发生器(16)为电子控制终端，其根据控制计划需求，输出不同的电压信号给电磁压力配送器(4)，控制输出不同的液压压力。
5.如权利要求2所述的燃油电控调节器压力载荷加载和应变在线测试系统，其特征在于，所述脉冲计数器(17)主要功用为记录循环试验过程中循环次数，为统计分析装置，电信号传递给工控机，辅助变形综合分析。
6.如权利要求1所述的燃油电控调节器压力载荷加载和应变在线测试系统，其特征在于，所述液压回路单元由氮气增压瓶(1)、闭式燃油油箱(2)、调压阀(9)、出口压力表(10)、燃油滤(11)、流量计(12)、测压表(13)、温度表(15)组成；其中氮气增压瓶(1)与闭式燃油油箱(2)通过汽路管路串联联结，闭式燃油油箱(2)与调压阀(9)、出口压力表(10)、燃油滤(11)、流量计(12)、测压表(13)、温度表(15)之间为液压回路功能部件，部件间总体架构为逐级通过液压管路串联联结；氮气增压瓶对闭式燃油油箱(2)进行初级增压，为电动柱塞泵(3)提供一定压力的燃油，换热器通过热交换对燃油温度进行控制，出口压力表(10)、测压表(13)、温度表(15)、流量计(12)实现对压力、流量、温度等参数的监测，调压阀(9)实现对回路压力的调节，燃油滤(11)对系统油液进行过滤提供清洁燃油。
7.如权利要求1所述的燃油电控调节器压力载荷加载和应变在线测试系统，其特征在于，所述应变测试单元由光栅变形测量仪(6)、信号放大器(7)、变形显示终端(8)、试验载体(14)组成；基于非接触式光栅变形测量仪(6)，对压力载荷条件下，试验载体(14)最薄弱区域进行变形应力测量，经信号放大器(7)后传输给变形显示终端(8)，实现形变曲线的在线测试和显示。
8.如权利要求7所述的燃油电控调节器压力载荷加载和应变在线测试系统，其特征在于，所述光栅变形测量仪(6)为微变形测试装置，其采集被测载体随时间变化的位移信号并转换为电压信号，实现位移信号的实时采集和反馈。
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