[發明專利]一種發動機扭矩測量裝置

有效

• 申請號: 201710009338.7
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106706184B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 陽誠武;趙勝豐;韓戈;張燕峰;盧新根;朱俊強
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: G01L3/22
• 分類號: G01L3/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種發動機輸出扭矩測量裝置，尤其適用于小型燃氣渦輪發動機，在發動機中間齒輪軸的前端設有扭矩活塞，扭矩活塞前設扭矩活塞接觸測力器，扭矩活塞接觸測力器包括受壓環和滑動電阻器，當受壓環外側受壓時帶動滑片在滑動電阻器的滑桿上滑動；當受壓環不受壓時，彈性部件推動受壓環移動至滑動電阻器滑桿自由端；當發動機對外輸出軸功率時，扭矩活塞前端與受壓環外側抵接并推動受壓環移動；滑動電阻器與外部電源和電流表構成回路。本發明的扭矩測量裝置，通過直接測量電流獲得齒輪系的軸向力以此間接測量發動機輸出扭矩，從而提高扭矩測量的響應速度，并且由于測量誤差只受彈簧組彈性系數和電源電壓穩定性影響，所以測量精度和可靠性高。

技術領域

本發明涉及一種發動機輸出扭矩測量裝置，具體涉及應用于以軸功率輸出為主的小型燃氣渦輪發動機，通過測量齒輪軸的軸向力對發動機輸出扭矩進行實時測量的裝置。

背景技術

對以軸功率輸出為主的燃氣渦輪發動機，例如燃氣輪機、渦軸發動機和渦槳發動機等，對其輸出扭矩進行實時測量是必要的監控手段。一方面可監測發動機的負載狀態，為操作人員提供依據；另一方面在發動機輸出扭矩過大時，采取必要措施確保發動機軸系不因過載而引發事故。

目前，對燃氣渦輪發動機輸出軸進行精確測量仍然是具有挑戰性的問題。現有燃氣渦輪發動機的扭矩測量裝置多是通過測量油壓的方法進而測量發動機的輸出扭矩，例如通過測量壓力容腔內的壓力間接測量齒輪軸的軸向力，從而實現對發動機扭矩的測量。由于油壓的建立需要時間，所以該類裝置測量的數據具有嚴重的滯后性；并且由于影響油壓的因素較多，例如齒輪箱壓力波動、供油管路堵塞等，導致扭矩測量的可靠性較低。

發明內容

針對現有技術存在的上述缺點和不足，本發明提出了一種小型燃氣渦輪發動機扭矩測量裝置，基于測量彈簧壓縮變形，并將變形量與電流信號關聯，通過測量齒輪系的軸向力間接測量發動機輸出扭矩，從而提高扭矩測量的響應速度，并且由于測量誤差只受彈簧組彈性系數測量和電源電壓穩定性等少量因素的影響，所以測量精度和可靠性高。

本發明為解決其技術問題所采用的技術方案為：

一種發動機輸出扭矩測量裝置，所述發動機的前端設置輸入齒輪軸、中間齒輪軸和輸出齒輪軸，所述輸入齒輪軸通過一與所述中間齒輪軸嚙合的圓柱斜齒輪將發動機渦輪的功率傳遞至中間齒輪軸，所述中間齒輪軸通過另一與所述輸出齒輪軸嚙合的圓柱斜齒輪將功率傳遞至所述輸出齒輪軸，所述輸出齒輪軸與外部負載聯接，其特征在于，

所述中間齒輪軸的前端設置一臺階孔，所述臺階孔中設置有角接觸球軸承，所述角接觸球軸承的外環固定設置在所述中間齒輪軸前端內孔上，所述角接觸球軸承的內環中固定設置一扭矩活塞，所述扭矩活塞的前方設置一扭矩活塞接觸測力器，其中，

所述扭矩活塞接觸測力器包括一受壓環和一滑動電阻器，所述滑動電阻器上設置有滑片，所述滑片的外側與所述受壓環的內側固定連接，所述受壓環或所述滑片的內側通過一彈性部件抵接在所述滑動電阻器的本體上；當所述受壓環的外側受壓時可帶動所述滑片在所述滑動電阻器的滑桿上向所述滑動電阻器的固定端滑動，此時所述彈性部件處于壓縮狀態；當所述受壓環的外側不受壓時，所述彈性部件推動所述受壓環移動至所述滑動電阻器滑桿的自由端；

當所述發動機不對外輸出軸功率時，所述扭矩活塞的前端與所述受壓環的外側具有一軸向間隙；當所述發動機對外輸出軸功率時，所述扭矩活塞的前端與所述受壓環的外側抵接并推動所述受壓環移動；

所述滑動電阻器與一外部電源和一電流表構成回路。

優選地，所述中間齒輪軸的前后兩端分別設置一滾棒軸承，所述滾棒軸承用以支承所述中間齒輪軸并承受徑向載荷。

優選地，所述扭矩活塞接觸測力器還包括一支撐殼體，所述支撐殼體的開口端抵接在所述中間齒輪軸前端的軸承座上，由此所述支撐殼體與扭矩活塞形成一密閉空腔。