CN209820773U - 一种涡轮喷气发动机试车台系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种涡轮喷气发动机试车台系统，所述试车台系统包括台架机械系统、排气系统、燃油系统、空气压缩系统；所述台架机械系统布置于试车间内，包括试车台架、工作平台、整机试验区；所述试车台架安装于工作平台上对应的试车台架布置位，所述整机试验区单独布置于工作平台之外；所述排气系统包括引射筒与排气筒，每一试车台架与一组排气系统对应；引射筒安装有带轮支架，可沿试车台架布置位后端及排气筒内的导轨进行轴向移动；在排气筒和引射筒之间的引射口处设置有封堵盖，均布置于试车间的墙体上，排气筒伸至与试车间相邻的排气塔内。本实用新型提出的试车台系统可有效提高空间利用率与试车台工作效率。

Description

一种涡轮喷气发动机试车台系统

技术领域

本实用新型涉及航空发动机测试技术领域，更具体地，涉及一种涡轮喷气发动机试车台系统。

背景技术

航空发动机作为飞机动力系统，其作用自不用说，而航空发动机地面试车台试验技术是航空发动机试验研究中极重要的一环，贯穿于整个试验研究过程，渗透在航空发动机生命周期的每一个环节，成为航空发动机生产过程中不可或缺的关键步骤，因此地面试验研究的成功与否对一个发动机的成型、延寿和改进是至关重要的。

目前小型航空器的发展速度极为迅速，小型航空器的发动机与大型航空器相比具有一定的区别，现有技术下的小型发动机试车台系统的设计上与布局上只是简单地将传统大型发动机试车台进行缩放，对于空间的利用以及各部件的布置不尽合理，无益于提高试验台的工作效率与人工效率。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术不足和缺陷，提供一种布置合理，充分利用空间，使用方便，适用于小型涡轮喷气发动机进行试验的试车台系统。

本实用新型的技术方案如下：

一种涡轮喷气发动机试车台系统，所述试车台系统包括台架机械系统、排气系统、燃油系统、空气压缩系统；

所述台架机械系统布置于试车间内，包括多个试车台架、工作平台、整机试验区；所述试车台架包括安装平台、发动机安装架、进气管和发动机转接架；所述工作平台上设有多个对应的试车台架布置位；所述安装平台装入工作平台上的试车台架布置位，支撑发动机安装架、发动机转接架、进气管及发动机；所述各试车台架布置位后端布置有导轨；

所述排气系统包括引射筒与排气筒，每一试车台架与一组排气系统对应；所述引射管进气口布置于发动机尾喷管出口处，所述引射筒的出气口插入排气筒内，排气筒前端布置有导轨；引射筒安装有带轮支架，可沿试车台架布置位后端及排气筒内的导轨进行轴向移动；在排气筒和引射筒之间的引射口处设置有封堵盖，各组排气系统引射口封堵盖均布置于试车间的墙体上，数个排气筒伸至与试车间相邻的排气塔内；

所述整机试验区单独布置于工作平台之外，并有一组排气系统与其匹配，该排气系统引射口封堵盖布置于试车间的墙体上，排气筒伸至与试车间相邻的排气塔内；

所述燃油系统与空气压缩系统的主体布置于试车间之外的工具间，通过管路向试车间传递燃油与空气。

进一步地，所述燃油系统包燃油箱、燃油泵、调压阀、质量流量计、涡轮流量计、累计流量计、防火电磁阀、过滤器和管路系统；所述燃油箱、燃油泵、调压阀布置于燃油间，进行燃油的初步储备与调用；所述试车间并联多条供油管路，其中一条供油管路连接整机试验区预留接口，其上设有累计流量计；其余数条并联的供油管路，分别连接试车台架上发动机进油口，其路径上依次串联质量流量计、涡轮流量计和防火电磁阀。

进一步地，所述空气压缩系统包括空压机、后部冷却器、储气罐、干燥机、过滤器、减压阀、电磁阀和管路系统；所述空压机、后部冷却器、储物罐、干燥剂布置于工具间；一条主管路从工具间延伸至试车间，主管路上设有减压阀；主管路进一步分为多条并联的分支管路，其中一条分支管路连接整机试验区预留接口，其余各分支管路分别连接各试车台架上发动机进气口，其路径上设有电磁阀。

进一步地，所述工作平台前后各设置一个楼梯。

进一步地，所述燃油系统管路沿燃油间与试车间的墙壁架空铺设。

进一步地，所述燃油系统管路与发动机进油口的连接采用快速接头。

进一步地，所述空气压缩系统从工具间到试车间的管路采用预埋方式，试车间内的管路采用架空布置方式。

进一步地，所述空气压缩系统管路与发动机进气口的连接采用快速接头。

进一步地，所述一套空气压缩系统的管路延伸至在一或两个试车间。

进一步地，所述试车台系统还包括测试系统、电气系统和工业电视系统。

本实用新型的有益效果如下：

（1）本实用新型提供的试车台系统在试车间内布置布置一工作平台，工作平台上同时安装多个试车台架，并各自配置一组排气系统，并共用同一排气塔，有效提高了空间利用率；并且在试车台架工作平台外独立布置一整机试验区，丰富其功能性。

（2）本实用新型所提供的试车台系统中，排气系统固定在试车间与排气塔之间的墙体上，并设置有可开闭封堵盖，排气既简便快捷，又能有效保证高温燃气不回流。

（3）本实用新型所提供的试车台系统中，试车台架安装于工作平台，处于固定状态，排气系统的引射部分可沿发动机轴线方向进行位置调整，有利于试验过程中调整引射距离，既保证不影响正常的发动机推力性能，又能保证引射筒正常工作。

（4）本实用新型所提供的试车台台架设有转接架，可快速完成发动机的上下台，提高试车台的工作效率。

（5）本实用新型提供的试车台系统中，对燃油系统与空气压缩系统进行合理布置，既确保了工作效率，又提升了安全性。

附图说明

图1为本实用新型提供的试车台系统总布置图；

图2为试车台系统的工作平台；

图3为试车台架图；

图4为试车台架图；

图5为试车台架图；

图6为排气系统图；

图7为燃油系统布置图；

图8为空气压缩系统布置图。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本实用新型作进一步说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

一种涡轮喷气发动机试车台系统，试车台系统包括台架机械系统、排气系统、燃油系统、空气压缩系统；

如图1、2所示，本实施例中，台架机械系统布置于试车间内，包括试车台架2、工作平台1、整机试验区Z1；所述试车台架包括安装平台21、发动机安装架22；所述工作平台上设有多个对应的试车台架布置位12；所述安装平台装入工作平台上的试车台架布置位12，支撑发动机安装架22及发动机等，使用安装平台21有利于试车台功能的扩展，可以更换发动机安装架22以适应其他型号的发动机使用。

试车台台架包括安装平台21、发动机安装架；发动机安装架包括静架221、动架223、转接架224；静架221固定在安装平台21上，使用安装平台有利于试车台功能的扩展，可以更换发动机安装架以适应其它型号的发动机使用，静架221的支柱与安装平台21之间设有调整垫222，用于静架调平。

动架通过四块弹簧钢板25悬挂于静架内部：钢板弹簧25的上端与静架221顶梁内侧靠近角端的垂直连接块固定连接，而其下端与与动架223四根立柱固定连接，如图所示，由于弹簧钢板25的存在，当发动机进行试验时，其产生推力能使动架223沿发动机轴线方向进行小幅度的摆动；动架223上横梁的顶面与侧面设有多个销孔，而静架的两侧共设有四根安全销28，其固定位置与弹簧钢板固定位置处于相互垂直的平面内，安全销28均插入动架223上横梁侧面所布置的销孔内，这样一来，如果在弹簧钢板25失效，则动架223下落在安全销28上，从而保证发动机的安全，同时安全销28与销孔之间存在2mm的径向间隙，不影响动架223的正常摆动。

转接架224支架上设有数个销孔，对应动架223上横梁顶面所开设的销孔，设置转接架224的主要目的在于减少发动机上下台的时间，具体工作方式如下：发动机上台时，先在待试间将发动机安装在转接架224上，并将转接架上的测控线缆和管路连接好，然后通过转运车将发动机和转接架224一同运至试车间内，在试车间用吊具起吊转接架224和发动机，并移至动架上方，先由定位销固定转接架224的位置，定位销具有导向作用，在转接架下落的过程中可实现自动定位，待转接架224与动架223完全贴合后，取下吊架，然后通过固定在动架上的快速夹钳261压住转接架，后取出定位销，再用快速释放销262插入转接架和动架之间的销孔，完成转接架224与动架223的固定。

快速夹钳261与快速释放销262均可以很轻便地完成夹装与卸载，基于这一特点，完成试验的发动机及其转接架224可以迅速从动架脱开，使用吊具将其移开，并马上安装下一组转接架与发动机；转接架上还设有可拆卸的安装节24，通过对安装节的更换，一个转接架也可适用于多种型号发动机的安装。

如图4所示，在发动机安装架上还设有一工作推力计装置27，工作推力计两测力端固定于不同支座，其中一支座271固定在动架上，另一支座272固定在静架上，在进行试验时，发动机所产生的水平推力将作用于动架223，动架223进行摆动，从而动架223上的固定支座将给予工作推力计27以推拉力，该力大小由工作推力计27测得，且该力即为发动机所产生的推力；在静架与动架之间还安装有校准推力计29，可及时对工作推力计进行调零。

每一试车台架2与一套排气系统配合使用，排气系统包括引射筒31与排气筒32，引射筒31后端插入排气筒32内，共同将试车间的高温燃气导入排气塔内。所述引射管31进气口布置于发动机尾喷管出口处，其进气口处设有封堵盖37，封堵盖下部为活动铰支，上部为快速夹钳，其装拆过程都较快。试验时将封堵盖37取下，引射筒31进行引流；试验结束后，装上封堵盖37，防止燃气回流，封堵盖的周缘布置有耐高温的氟橡胶密封条，确保密封可靠。

引射筒的前部与后部都安装有带滑轮的支架，而工作平台1的试车台架布置位12后端设置有导轨，即发动机尾喷管出口处后端布置有导轨，引射筒前部支架34安装在此导轨上；排气筒32内部前端也设有导轨，引射筒后部支架35即安装于该导轨上；故引射筒31可轴线方向前、后可以移动，调整引射筒31进口截面到发动机尾喷管截面的距离，本实施例中引射筒31进口截面与发动机尾喷管出口截面之间的距离为尾喷管出口截面直径的1～1.5倍，在此范围内即可保证排气反压不影响发动机的推力性能，又可保证引射筒工作正常，不产生尾喷管燃气回流；本实施例中可移动范围为1000mm。

如图6所示，在排气筒32和引射筒31之间的引射口处设置有封堵盖33，各组排气系统引射口封堵盖33均布置于试车间A的墙体上，此封堵盖33周缘同样布置了氟橡胶密封条；封堵盖采用双铰链结构36进行支撑，保证封堵盖33和排气筒32中心线的垂直度和密封性，减轻试验人员的劳动强度；数个排气筒32伸至与试车间相邻的同一排气塔B内；本实施例中，排气筒32由碳钢材料制作，扩展段上均匀布置有若干个直径的小孔，小孔的功能是用于消除排气噪音，小孔流通总面积约为排气筒前段截面积的3倍，不会造成明显的排气堵塞；如图，排气筒32后部通过一个摆动架38安装在地面上，当排气筒32受热膨胀时，通过摆动架38摆动补偿排气筒的伸长量。

如图，工作平台1前后各设置一个楼梯，其后部楼梯主要是为了方便试验人员开启和关闭排气筒封堵盖33而设置。

整机试验区Z1单独布置于工作平台之外，其主要是包括与整机进行连接的数个预留接口，并有一组排气系统Z3与其匹配，该排气系统引射口封堵盖布置于试车间A的墙体上，排气筒伸至其他试车台架排气筒所处的同一排气塔B内。

如图7所示，燃油系统包燃油箱41、燃油泵42、调压阀43、质量流量计45、涡轮流量计46、累计流量计44、防火电磁阀48、过滤器47和管路系统；所述燃油箱41、燃油泵42、调压阀43布置于燃油间，进行燃油的初步储备与调用；燃油由一条主干路从燃油间传输至试车间所述主干路在试车间分为多条并联的供油管路，其中一条供油管路连接整机试验区Z1预留接口，其上设有累计流量计44，用于计量为飞机整机加油的燃油体积；其余数条并联的供油管路，分别连接试车台架2上发动机6进油口，其路径上依次串联质量流量计45、涡轮流量计46和防火电磁阀48，涡轮流量计46具有响应速度快、流阻小的优点，其缺点是测量精度较低；质量流量计45具有流量测量精度高的特点，但是响应速度较慢，且流阻较大，两者配合使用可进行互补，防火电磁阀48控制管路的启闭，并有效防止失火事故的发生；燃油系统管路沿燃油间与试车间的墙壁架空铺设，便于管路的检查和维护；试车台燃油管路不预埋或走地沟，是为了防止防止无法察觉的燃油泄漏和油气聚集情况发生；燃油系统管路与发动机进油口的连接采用快速接头49。

如图8所示，空气压缩系统包括空压机51、后部冷却器52、储气罐53、干燥机54、过滤55器、减压阀57、电磁阀58和管路系统；所述空压机51、后部冷却器52、储物罐53、干燥剂54布置于工具间D；一条主管路从工具间延伸至试车间A，主管路上设有减压阀57，且在试车间A的进口部分设有排污阀56，可及时将管道内的灰尘、水分、油液等；主管路在试车间内进一步分为多条并联的分支管路，其中一条分支管路连接整机试验区Z1预留接口，其余各分支管路分别连接各试车台架2上发动机6进气口，其路径上设有电磁阀58以控制管路启闭；一套空气压缩系统的管路铺设于一或两个试车间，即可同时向多个试车间输送压缩空气；空气压缩系统管路与发动机进气口的连接采用快速接头59。

本试车台系统还包括测试系统、电气系统和工业电视系统。

测试系统包括气压、液压、气温、油温、振动、转速、流量、推力采集设备和LXI系统，其总体布局是：试验现场放置一个测试柜，主要测试设备放到测试柜中，测试线路管路安装到测试柜中，电脑放置在操纵间上的试验操纵台上，测试仪器与电脑采用网络进行数据通讯，试验过程根据转速信号触发自动记录数据，根据稳态点触发记录稳态性能数据。

电气系统系统由交直流系统、PLC、稳压电源、操纵台、电动油门操纵系统、起动电源、电负载等设备组成。电气系统可实现发动机控制、燃油控制、电负载、空压机等设备控制:主要是通过PLC实现发动机和车台辅助设备控制，并实现自动超转、超温、低电压、燃油压力低等自动保护停车功能，可有效保护发动机试验安全，且所有操作在上位机、触摸屏上实现远程控制。

工业电视系统主要包括布置于试车间的红外摄像头和燃油间的防爆球型摄像仪以及工业以太网和光纤传输技术；及时将各车间的实时情况反馈至操纵台。

上述实施方式只是对本实用新型的进一步解释与说明，而并非对本实用新型的限定。对于本实用新型所属领域的普通技术人员，在上述实用新型构思的基础上所作出的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种涡轮喷气发动机试车台系统，其特征在于，所述试车台系统包括台架机械系统、排气系统、燃油系统、空气压缩系统；

所述台架机械系统布置于试车间内，包括多个试车台架、工作平台、整机试验区；所述试车台架包括安装平台、发动机安装架；所述工作平台上设有多个对应的试车台架布置位；所述安装平台装入工作平台上的试车台架布置位，支撑发动机安装架及发动机；所述各试车台架布置位后端布置有导轨；

所述排气系统包括引射筒与排气筒，每一试车台架与一组排气系统对应；所述引射筒进气口布置于发动机尾喷管出口处，所述引射筒的出气口插入排气筒内，排气筒前端布置有导轨；引射筒安装有带轮支架，可沿试车台架布置位后端及排气筒内的导轨进行轴向移动；在排气筒和引射筒之间的引射口处设置有封堵盖，各组排气系统引射口封堵盖均布置于试车间的墙体上，数个排气筒伸至与试车间相邻的排气塔内；

所述整机试验区单独布置于工作平台之外，并有一组排气系统与其匹配，该排气系统引射口封堵盖布置于试车间的墙体上，排气筒伸至与试车间相邻的排气塔内；

所述燃油系统与空气压缩系统的主体布置于试车间之外的工具间，通过管路向试车间传递燃油与空气。

2.根据权利要求1所述的一种涡轮喷气发动机试车台系统，其特征在于，所述燃油系统包燃油箱、燃油泵、调压阀、质量流量计、涡轮流量计、累计流量计、防火电磁阀、过滤器和管路系统；所述燃油箱、燃油泵、调压阀布置于燃油间，进行燃油的初步储备与调用；所述试车间并联多条供油管路，其中一条供油管路连接整机试验区预留接口，其上设有累计流量计；其余数条并联的供油管路，分别连接试车台架上发动机进油口，其路径上依次串联质量流量计、涡轮流量计和防火电磁阀。

3.根据权利要求1所述的一种涡轮喷气发动机试车台系统，其特征在于，所述空气压缩系统包括空压机、后部冷却器、储气罐、干燥机、过滤器、减压阀、电磁阀和管路系统；所述空压机、后部冷却器、储物罐、干燥剂布置于工具间；一条主管路从工具间延伸至试车间，主管路上设有减压阀；主管路进一步分为多条并联的分支管路，其中一条分支管路连接整机试验区预留接口，其余各分支管路分别连接各试车台架上发动机进气口，其路径上设有电磁阀。

4.根据权利要求1所述的涡轮喷气发动机试车台系统，其特征在于，所述工作平台前后各设置一个楼梯。

5.根据权利要求2所述的涡轮喷气发动机试车台系统，其特征在于，所述燃油系统管路沿燃油间与试车间的墙壁架空铺设。

6.根据权利要求5所述的涡轮喷气发动机试车台系统，其特征在于，所述燃油系统管路与发动机进油口的连接采用快速接头。

7.根据权利要求3所述的涡轮喷气发动机试车台系统，其特征在于，所述空气压缩系统从工具间到试车间的管路采用预埋方式，所述试车间内的管路采用架空布置方式。

8.根据权利要求7所述的涡轮喷气发动机试车台系统，其特征在于，空气压缩系统管路与发动机进气口的连接采用快速接头。

9.根据权利要求7所述的涡轮喷气发动机试车台系统，其特征在于，所述空气压缩系统的管路铺设于一或两个试车间。

10.根据权利要求1所述的涡轮喷气发动机试车台系统，其特征在于，所述试车台系统还包括测试系统、电气系统和工业电视系统。