SU1478073A2

SU1478073A2 - Device for testing manual machines with turbine motor

Info

Publication number: SU1478073A2
Application number: SU874310299A
Authority: SU
Inventors: Константин Николаевич Карханин; Валерий Николаевич Матвеев; Николай Федорович Мусаткин; Игорь Юрьевич Шанин
Original assignee: Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева
Priority date: 1987-09-27
Filing date: 1987-09-27
Publication date: 1989-05-07

Abstract

Изобретение позвол ет расширить мощность диапазона испытываемых машин. Полость тормоза пневматически соединена с выхлопной полостью двигател испытываемой машины. Измеритель устройства выполнен в виде цилиндрического барабана 4, который может быть снабжен обечайкой 19, установленной по периметру торца, обращенного к двигателю испытываемой машины. Корпус 13 двигател снабжен втулкой 20, коаксиально размещенной в обечайке 19 барабана 4. Во втулке 20 выполнены каналы 21, оси которых параллельны оси тормоза. Конструкци двигател позвол ет охлаждать тормоз рабочим телом двигател испытываемой машины. Воздух из выходной полости рабочего колеса через каналы 21 поступает в полость барабана 4, смешиваетс с воздухом, истекающим из тормозной турбины, охлаждает его и внутренние элементы измерител момента. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The invention extends the power of the range of tested machines. The brake cavity is pneumatically connected to the exhaust cavity of the engine of the tested machine. The meter device is made in the form of a cylindrical drum 4, which can be provided with a shell 19, installed around the perimeter of the end face facing the engine of the tested machine. The housing 13 of the engine is equipped with a sleeve 20, coaxially placed in the shell 19 of the drum 4. In the sleeve 20 is made channels 21, the axes of which are parallel to the axis of the brake. The engine design permits the brake to be cooled by the motor body of the machine under test. The air from the exit cavity of the impeller through the channels 21 enters the cavity of the drum 4, mixes with the air flowing out of the brake turbine, cools it and the internal elements of the torque meter. 1 hp f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относится к испытанию малоразмерных двигателей вращательного действия и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1153253.The invention relates to the testing of small-sized rotary engines and is an improvement of the device according to auth. No. 1153253.

Целью изобретения является расши.рение мощностного диапазона испытуемых машин путем охлаждения тормоза рабочим телом двигателя испытуемой машины.The aim of the invention is to expand the power range of the tested machines by cooling the brake with the working fluid of the engine of the tested machine.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.The drawing shows the proposed device, General view.

Устройство для испытания содержит установочную плиту 1, размещеннные на ней тормоз в виде лопаточной машины, состоящий из соплового аппарата 2 и рабочего колеса 3, измеритель момента в виде полого цилиндрического барабана 4_с цапфами 5 и 6 и рычажными весами, состоящими из коромысла 7, стрелки 8, шкалы 9, чашки 10, на которую устанавливается уравновешивающий груз 11, электромагнитный датчик 12 частоты вращения, корпус 13 испытуемого турбинного двигателя. Цапфа 5 опирается на подшипник 14 и снабжена каналом подвода воздуха к сопловому аппарату 2 тормозной турбины. Сопловой аппарат 2 жестко закреплен на цапфе 5. Рабочее колесо 3 закреплено на одном конце вала 15, установленного в цапфе 6 барабана 4 на подшипниках 16. На другом конце вала 15 закреплено рабочее колесо 17 испытуемого турбинного двигателя. Сопловой аппарат 18 последнего установлен неподвижно в корпусе 13. Выхлопная часть корпуса 13 коаксиально расположена внутри цилиндрической обечайки 19 барабана 4. Во втулке 20 корпуса 13 и торцовой стенки барабана 4 выполнены осевые каналы 21, которые образуют систему подачи отработанного в испытуемом турбинном двигателе рабочего тела на охлаждение тормоза. Цилиндрический барабан 4 снабжен выхлопными окнами 22, обеспечивающими выход воздуха в строго осевом направлении.The test device comprises a mounting plate 1, a brake placed on it in the form of a spatula machine, consisting of a nozzle apparatus 2 and an impeller 3, a torque meter in the form of a hollow cylindrical drum 4_ with pins 5 and 6 and lever weights consisting of a rocker arm 7, arrows 8 , scale 9, cup 10, on which the balancing load 11 is installed, the electromagnetic speed sensor 12, the housing 13 of the tested turbine engine. The axle 5 is supported by a bearing 14 and provided with a channel for supplying air to the nozzle apparatus 2 of the brake turbine. The nozzle apparatus 2 is rigidly fixed to the axle 5. The impeller 3 is fixed at one end of the shaft 15, mounted in the axle 6 of the drum 4 on the bearings 16. At the other end of the shaft 15, the impeller 17 of the tested turbine engine is fixed. The nozzle apparatus 18 of the latter is fixedly mounted in the housing 13. The exhaust part of the housing 13 is coaxially located inside the cylindrical shell 19 of the drum 4. Axial channels 21 are formed in the sleeve 20 of the housing 13 and the end wall of the drum 4, which form the supply system of the working fluid spent in the tested turbine engine on brake cooling. The cylindrical drum 4 is equipped with exhaust windows 22, providing air outlet in a strictly axial direction.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Сжатый воздух из сети с давлением (4-6)·10^А кПа подается в сопловой аппарат 18 испытуемого турбинного двигателя. Расширяясь в сопловом аппарате 18, воздух с большей скоростью поступает на лопатки рабочегоCompressed air from the network with a pressure of (4-6) · 10 ^A kPa is supplied to the nozzle apparatus 18 of the turbine engine under test. Expanding in the nozzle apparatus 18, air with greater speed enters the working blades

1478073 2 колеса 17, где совершает работу. При этом вал 15 тормозного устройства начинает раскручиваться.1478073 2 wheels 17 where does the work. When this shaft 15 of the brake device begins to unwind.

Одновременно сжатый воздух поступает в српловой аппарат 2 тормозной турбины. Расширяясь в межлопаточных каналах соплового аппарата 2, воздух создает на его лопатках реактивный I момент, который воспринимается цилиндрическим барабаном 4. Воздух из соплового аппарата 2, обладающий запасом кинетической энергии, поступает на лопаточный венец рабочего колеса 3, лопатки которого обращены выпуклостью в сторону, противоположную вращению вала испытуемого двигателя, Следовательно, рабочее тело, истекающее из соплового аппарата 2, создает на лопатках рабочего колеса окружное усилие, которое тормозит испытуемый двигатель.At the same time, compressed air enters the brake turbine unit 2. Expanding in the interscapular channels of the nozzle apparatus 2, the air creates a reactive I moment on its blades, which is perceived by the cylindrical drum 4. The air from the nozzle apparatus 2, which has a reserve of kinetic energy, enters the blade rim of the impeller 3, the blades of which are convex in the opposite direction rotation of the shaft of the test engine, Therefore, the working fluid flowing out of the nozzle apparatus 2 creates a circumferential force on the blades of the impeller, which brakes the test engine.

Окружная составляющая абсолютной скорости воздуха на выходе из тормозной турбины за счет сил трения полностью воспринимается цилиндрическим барабаном 4.The circumferential component of the absolute air velocity at the outlet of the brake turbine due to friction forces is completely perceived by the cylindrical drum 4.

Воздух из выходной полости рабочего колеса 17 испытуемого двигателя через параллельные оси тормозного устройства каналы 21 поступает в полость цилиндрического барабана 4, где смешивается с воздухом, истекающим из тормозной турбины, охлаждает его и внутренние элементы измерителя момента и выбрасывается через выхлопные окна 22 цилиндрического барабана .4 в осевом направлении, в результате чего не вносит погрешностей в измерение крутящего момента.Air from the outlet cavity of the impeller 17 of the test engine through the channels 21 parallel to the axis of the brake device enters the cavity of the cylindrical drum 4, where it is mixed with air flowing from the brake turbine, cools it and the internal elements of the moment meter and is discharged through the exhaust windows 22 of the cylindrical drum. 4 in the axial direction, as a result of which does not introduce errors in the measurement of torque.

Реактивный момент на корпусе цилиндрического барабана 4 уравновешивается грузом 11, установленным на чашку 10 рычажных весов. При этом нулевое положение цилиндрического барабана 4 фиксируется стрелкой 8 на шкале 9» Величину крутящего момента находят, умножая вес уравновешивающего груза 11 на длину плеча коромысла 7 рычажных весов.The reactive moment on the body of the cylindrical drum 4 is balanced by a load 11 mounted on the cup 10 of the lever scale. In this case, the zero position of the cylindrical drum 4 is fixed by an arrow 8 on a scale of 9 ″. The torque value is found by multiplying the weight of the balancing weight 11 by the length of the arm of the rocker arm 7 of the lever scale.

Частота вращения вала измеряется бесконтактным электромагнитным датчиком 12, По измеренным значениям крутящего момента и частоты вращения испытуемого турбодвигателя вычисляется эффективная-мощность на валу.The shaft speed is measured by a non-contact electromagnetic sensor 12. Based on the measured values of the torque and speed of the tested turbo engine, the effective power on the shaft is calculated.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет значительно расширить мощ ностной диапазон испытуемых машин. В частности, предлагаемое устройство позволяет испытывать турбинные двигатели в диапазоне мощности 0,5-8 кВт и частот вращения (10-100)-10^ мин~’ Ранее для этой цели требовался комплекс испытательных устройств для (различных диапазонов мощностей.Thus, the proposed device, in comparison with the known one, can significantly expand the power range of the tested machines. In particular, the proposed device allows testing turbine engines in the power range of 0.5-8 kW and rotational speeds (10-100) -10 ^ min ~ ’. For this purpose, a set of testing devices for (various power ranges) was required.

Claims

Claim

1, A device for testing manual machines with a turbine engine according to Autost. St. No. 1153253, characterized in that, in order to expand the power range of the tested machines by cooling the brake with the working fluid of the tested machine, the brake cavity is pneumatically connected 5 with the exhaust cavity of the engine of the tested machine.

2. The device according to claim 1, characterized in that the cylindrical IQ drum is equipped with a shell mounted along the perimeter of the end face facing the engine of the tested machine, and the engine casing is equipped with a sleeve coaxially placed in both15 seagulls of the drum, the channels being made in the sleeve, the axes of which parallel to the brake axis.