[發明專利]一種航空發動機噴嘴的模擬試驗裝置

在審

• 申請號: 201911023830.5
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN110823578A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 盛世偉;朱漢銀;王京川;崔旺;郭碩
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航科發動機控制系統科技有限公司
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 仉宇

本發明涉及一種航空發動機噴嘴的模擬試驗裝置，包括電機、絲杠、位移傳感器、閥芯、閥體、節流口以及控制器；在航空發動機燃油控制附件試驗時，本發明可通過查表的方式快速切換模擬裝置壓力—流量特性狀態點，從而精確模擬發動機不同工況下噴嘴的壓力—流量特性；避免了大量制作、調試、存儲定值噴嘴的工序，縮短調試時間，降低試驗成本；一鍵式切換負載工況代替了停機人工更換噴嘴的工序，不僅減少勞動負荷，而且大大縮短試驗時間，提升試驗效率。

技術領域

本發明涉及航空發動機試驗技術領域，特別涉及一種航空發動機噴嘴的模擬試驗裝置。

背景技術

航空發動機燃油控制附件試驗時，需要模擬發動機噴嘴的壓力—流量特性，即通過設置一定開口度的節流口來模擬發動機噴嘴相應的壓力—流量狀態點。通常通過在燃油控制附件后加裝定值節流嘴的方式來對噴嘴的壓力—流量特性的某一狀態點進行模擬，但由于發動機真實工況是不斷變化的，且噴嘴的壓力—流量特性呈非線性特點，試驗時一個定值節流嘴只能準確模擬一種發動機工況，難以實現連續變工況模擬試驗，在做不同試驗時需要停機更換不同節流嘴，試驗效率極低。此外，由于定值噴嘴的制作與調試過程存在較大的不確定性，導致無法精確控制試驗準備時間，且不同型號航空發動機燃油控制附件的試驗工況不盡相同，各類型定值噴嘴不能通用，試驗部門往往需要儲備大量的定值噴嘴，增加管理成本。受限于噴嘴的數量，試驗時往往難以全面、精確的模擬發動機噴嘴系統的真實工況。

發明內容

發明目的：設計一種可變工況的噴嘴壓力—流量特性模擬裝置，解決航空發動機燃油控制附件試驗時單一定值噴嘴無法實現連續變工況試驗需求的問題。

技術方案：提供一種航空發動機噴嘴的試驗裝置，包括電機1、絲杠2、位移傳感器3、閥芯4、閥體5、節流口6以及控制器7；

所述閥芯位于閥體內，閥體開有節流口；閥芯與節流口相適配，閥芯相對于節流口的位移能夠改變節流口的開度，從而實施流量控制；所述電機能夠驅動絲杠往復運動，所述絲杠與所述閥芯聯接，并帶動閥芯一體往復移動；傳感器設置在閥體上，用于檢測閥芯的位移，并將檢測結果發送到控制器；控制器用于控制電機的轉動，并且控制器能夠根據收到的傳感器信號調整電機的選轉角度，以達到精確控制。

進一步的，所述電機為步進電機。

進一步的，所述閥芯為針狀閥芯。

進一步的，所述控制器為反饋信號控制器。

進一步的，所述傳感器為角位移傳感器，檢測電機的旋轉角度，閥芯的線性位移通過電機的旋轉角位移計算獲得。

進一步的，所述絲杠的伸縮端與閥芯固定為一體。

進一步的，所述傳感器為線位移傳感器。

進一步的，所述絲杠為滾珠絲杠。

通過精確控制閥芯4的位移來實現節流口6開口面積的精確控制，從而當比例節流口通過一定流量Qi時，節流口6兩端的壓差(pi-po)得到控制，即精確控制了比例節流裝置的壓力—流量特性的相應狀態點。

具體控制方式為：將設定的閥芯3位移量xvi作為輸入信號輸入給控制器7，由位移傳感器3測得閥芯4位移量xvo作為反饋信號反饋給控制器7。當設定的閥芯4位移量xvi與測得閥芯4位移量xvo之差△xv大于某一設定值時，k＝1，通過閉環控制的方式控制閥芯4的位移趨近要求值，當△xv小于等于該設定值時，k＝0，即閥芯4位移達到要求的誤差范圍內，閥芯4的位移采用開環控制，從而避免了平衡狀態下的閥芯位移波動，使比例節流裝置的壓力—流量特性的相應狀態點得到穩定控制。