[發明專利]一種嵌入式航空活塞發動機無線溫度測試裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201510296246.2
• 申請日: 2015-06-03
• 公開（公告）號: CN104897297B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 孫兵
• 申請（專利權）人: 江蘇工程職業技術學院
• 主分類號: G01K7/18
• 分類號: G01K7/18
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

本發明公開了一種嵌入式航空活塞發動機無線溫度測試裝置及控制方法，由溫度傳感器節點、溫度數據采集匯聚節點、溫度數據處理基站以及遠程控制中心組成。其中溫度傳感器節點是由安裝在各臺航空活塞發動機上的若干個測溫點組成，溫度數據采集匯聚節點，由若干嵌入式控制系統組成，位于測溫現場，測溫現場設有PC機，遠程監控中心，位于各用戶所在的遠程監控現場，包括遠程服務器。本發明克服了現有航空活塞發動機溫度測試裝置在設備安裝和數據采集等方面的不足，能夠有效解決現有航空活塞發動機溫度測試中所存在的連接線復雜且效率低、對在翼運行測試或測試場地變更的適應度低、通信數據的可靠性和精確性低等技術問題。

技術領域

本發明屬于航空領域測溫技術，具體涉及一種嵌入式航空活塞發動機無線溫度測試裝置及其控制方法。

背景技術

航空活塞發動機作為通用航空飛機的常用發動機，其燃料燃燒釋放的熱量大約有30%轉化為有效功去驅動螺旋槳產生拉力，45%的熱量隨廢氣散失到大氣中，另有25%被冷卻劑帶到大氣中。航空活塞發動機工作時，氣缸內混合氣燃燒后的溫度很高（最高溫度可達2500℃～3000℃），與高溫燃氣相接觸的機件或零件，例如氣缸頭、氣門、電嘴和活塞獲得燃氣的熱量，溫度也升得相當高。如果不對發動機進行冷卻，氣缸溫度就會過高，從而使發動機發生一系列不正常的現象。因此，航空活塞發動機主要零部件的溫度及變化情況是表征航空活塞發動機工作狀態是否正常的重要參數之一，也是飛行員和機務維護人員必須掌握的重要參數，精確有效地檢測航空活塞發動機溫度具有十分重要的意義。

根據冷卻介質的不同，航空活塞發動機冷卻系統可分為氣冷式和液冷式兩種，本發明所針對的是氣冷式航空活塞發動機。氣冷式航空活塞發動機在組裝完成后需要進行試車，其主要零部件的溫度測試是試車的重要環節之一。另外，當該類型發動機安裝在通用航空飛機上后，還需要在飛機上進行在翼運行測試，發動機的溫度測試同樣是不可或缺的重要環節。

隨著通用航空產業的迅速發展，航空活塞發動機的需求量也逐漸增加，傳統的基于有線通信的航空活塞發動機溫度控制方法所存在的連接線復雜且效率低、對在翼運行測試或測試場地變更的適應度低、通信數據的可靠性和精確性低等問題越來越突出，亟待改進。具體表現如下：

（1）目前航空活塞發動機溫度測試往往都是將發動機安裝在固定的發動機臺架上，發動機臺架置于風洞的風道之中，各種溫度傳感器安裝在發動機不同的測溫部位上，相關的各種測試儀表安裝在距離發動機臺架一定距離的監控臺上，發動機上的各溫度傳感器與監控臺上的各種測試儀表通過線纜連接，連接線復雜且效率低。在測試過程中，一方面由于風洞中較強風速的影響，另一方面由于發動機運行時的震動，容易引起溫度傳感器與測試儀表間的連接線纜連接不穩固、易松動的情況，影響測量數據的可靠性。

（2）當在地面進行發動機在翼運行測試或在機身上安裝后測試時，一方面不可能將飛機移至原有發動機測試臺架處（原有空間一般無法容納下飛機），另一方面也不可能將原來固定的發動機測試臺架移至飛機旁，因此就需要有便攜式可移動的航空活塞發動機溫度測試裝置。同時，由于發動機工作時，螺旋槳旋轉導致測試儀表需要距離飛機一定的安全距離，若采用有線通信方式，則連線距離太長，將對測試數據的精確性造成不利影響。

（3）由于通信數據連接線以及數據采集與處理方式的限制，目前航空活塞發動機溫度測試監控臺與發動機之間一般都是一對一配置。即：一個溫度測試監控臺只是實時對一臺發動機進行監控，不能對多臺運行中的發動機進行實時同步監控，這也是造成測試效率低的主要原因。

上述航空活塞發動機溫度測試中存在的問題主要是由于傳統的數據采集方法以及數據處理平臺與技術的落后造成的。目前隨著嵌入式計算機控制技術以及無線通信技術的快速發展，能夠將其創新性地應用到航空活塞發動機溫度測試中，在有效解決現存問題的同時，大大提高通用航空器制造與維護的自動化水平。

發明內容