一种航空发动机高空台架试验控制系统技术方案

本发明专利技术属于航空发动机测试技术领域，具体为一种航空发动机高空台架试验控制系统，包括固定底板、总支撑架、滑轮机构、第一调节机构和第二调节机构；第一调节机构用于对节气门进行调节，第二调节机构用于对阻风门进行调节；滑轮机构包括调节阻风门的第一滑轮组和调节节气门的第二滑轮组，第一调节机构包括第一调节舵机和节气门主动轮，通过两条第一调节钢索和第一滑轮组控制两侧节气门的开度；第二调节机构包括第二调节舵机和阻风门驱动轮，通过第二调节钢索和第一滑轮组控制两侧阻风门的开度，本发明专利技术结构简单，可以单独拆装，适合高空测试过程中的快速装卸与进气量和混合气燃料浓度的快速、高精度、多缸同步调节。多缸同步调节。多缸同步调节。

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机高空台架试验控制系统


[0001]本专利技术属于航空发动机测试
，具体涉及一种航空发动机高空台架试验控制系统。尤其是涉及一种航空活塞发动机Rotax914高空台架试验的远程调节控制系统。

技术介绍

[0002]航空活塞发动机的高空性能台架试验测试通常在位于地面的模拟高空试验台进行，它通过控制环境舱内的压力和温度来模拟不同海拔高度的大气环境，试验时通过测功机测量发动机的性能。在发动机起动、运行及停转测试过程中，需要对发动机的进气量和进入气缸的混合气的燃料浓度进行控制，以确保可以在模拟环境下测得发动机的完整工作性能。在传统的飞机发动机起动过程中，上述调节是由机组人员手动调整的，但是在高空舱台架试验测试过程中，高空舱处于封闭状态，试验人员须要在控制室进行观察和操作，不能贴近高空舱，因此需要对发动机工况进行远程调节与控制。
[0003]CN113670617A公开了一种用于发动机进排气高原模拟试验台，发动机连通与第一进气稳压腔和第二进气稳压腔，两进气稳压腔通过单向阀连接成一个整体，通过进气蝶阀控制进气稳压腔内进气量。
[0004]CN112881021A公开了一种可模拟高空低温低压环境的试验装置，通过控制试验段进气支路与试验段旁通支路的电动调节阀来获得所需要的试验气量。但以上控制方法在面临需要对发动机进行远程调节与控制时，均需采用在采用无线控制的方法中，控制信号在经过实验室中可能存在的墙体之后会有损失，安全性较差。
[0005]而传统的机械式调节机构采用刚性连接方式，具有调节精度较低，调节速度较慢，不能够较为简便的实现多气缸的同步调节，而电子式调节装置则对高性能传感器的依赖性较强，稳定性不足，无法满足高空试验模拟环境下，对进气量和混合气燃料浓度的快速、高精度、多缸同步调节。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种航空发动机高空台架试验控制系统。通过具备高效多方向自由度调平对正Rotax914发动机的辅助开启关闭节气门、阻风门的舵机系统，能够在高空台架试验模拟测试环境下对进气量和混合气燃料浓度进行高精度、快速、多缸一致性调节，且对多种汽油活塞发动机具有很强的泛用性。
[0007]本专利技术完整的技术方案包括：一种航空发动机高空台架试验控制系统，包括固定底板、总支撑架、滑轮机构、第一调节机构和第二调节机构；固定底板中央安装有第一调节机构，所述第一调节机构用于对节气门进行调节，第一调节机构的正上方设有第二调节机构，第二调节机构通过C形支撑架与固定底板相接，第二调节机构用于对阻风门进行调节；所述固定底板安装有滑轮机构，所述滑轮机构包括第一滑轮组和第二滑轮组，所
述第一滑轮组和第二滑轮组均包括固定底板两侧对称安装的两个滑轮，所述第一滑轮组为阻风门滑轮组，第二滑轮组为节气门滑轮组，第一滑轮组高于第二滑轮组，与第二调节机构高度相同，第二滑轮组与第一调节机构高度相同；第一调节机构包括第一调节舵机和节气门主动轮，第一调节舵机与节气门主动轮相接，节气门主动轮包括上下三层，层间设有两条第一调节钢索，两条第一调节钢索分别通过第二滑轮组与两侧节气门机械连接，分别控制两侧节气门的开度；第二调节机构包括第二调节舵机和阻风门驱动轮，第二调节舵机顶部设有舵盘，并与阻风门驱动轮相接，阻风门驱动轮上设有两条第二调节钢索，两条第二调节钢索通过第一滑轮组与两侧阻风门机械连接，分别控制两侧阻风门的开度。
[0008]进一步的，固定底板为圆角矩形金属板，固定底板的底面两侧对称安装有两个总支撑架；总支撑架为一对直角金属条，短边与固定底板相接，长边与发动机后支架总成相接，短边之间有两条支撑斜梁，总支撑架将舵机系统与发动机后支架总成固定在一起，总支撑架与后支架总成、固定底板之间通过椭圆孔螺栓相接，具有将舵机系统与发动机调平对正的多个自由度。
[0009]进一步的，所述第一滑轮组包括第一滑轮组直角支架和阻风门滑轮，所述第一滑轮组直角支架为两个，下方的第一滑轮组直角支架和上方的第一滑轮组直角支架通过椭圆孔的第一滑轮组直角支架y轴滑动自由度螺栓相接，下方的第一滑轮组直角支架与固定底板相接，上方的第一滑轮组直角支架与阻风门滑轮相接，阻风门滑轮上套有第二调节钢索，阻风门滑轮侧面设有第一滑轮组钢索保护罩。
[0010]尤其是，两个第一滑轮组直角支架连接处为y轴方向滑动自由度，阻风门滑轮组的两个直角支架通过椭圆孔螺栓相接，可以调整阻风门滑轮组高度，从而对两缸阻风门开度范围进行调整。
[0011]进一步的，第二滑轮组包括第二滑轮组凸型支架、节气门滑轮和线管固定组件；第二滑轮组凸型支架通过水平边上的圆孔第二滑轮组凸型支架x轴滑动自由度螺栓与固定底板上的滑槽相接，通过其凸型面与节气门滑轮相接；节气门滑轮上套有第一调节钢索；节气门滑轮侧面设有节气门滑轮钢索保护罩，在节气门滑轮两面与滑轮固定节气门滑轮固定螺栓相接固定。
[0012]尤其是，线管固定组件结构为：第二滑轮组线管固定直角支架短边上圆孔第二滑轮组线管固定件z轴滑动自由度螺栓与固定底板1上滑槽相接，长边上有滑槽，与第二滑轮组y轴滑动自由度导管通过一对螺母相接。第二滑轮组y轴滑动自由度导管中引导线管，线管中为第一调节钢索。
[0013]进一步的，节气门主动轮有xz平面的转动自由度，能够在预定行程中自由转动。
[0014]进一步的，第二调节机构中，阻风门驱动轮有xz平面的转动自由度，能够在预定行程中自由转动。
[0015]尤其是，第二调节钢索在固定阻风门钢索固定导管以及阻风门驱动轮固定销中保持稳定运转。
[0016]利用上述系统进行航空发动机高空台架试验控制的方法，具体为：在航空发动机高空台架试验中对于阻风门的调节过程为：在发动机处于冷车状态时，此时对应阻风门控制舵机的PWM值为1500，阻风门处于关闭状态，方便启动时吸入更多
的浓混合气，促进点火；当发动机进入工作状态一段时间之后，化油器进入稳态，开始送油，此刻缓慢调节第二调节舵机的PWM值从1500逐渐降低到900，舵机控制滑轮组从0
°
运转到52.5
°
，此时对应的阻风门行程为最大行程，达到22mm，阻风门完全开启，直到试验结束；在航空发动机高空台架试验过程中对于节气门的调节过程为：在发动机处于冷车状态时，将对应节气门控制舵机的PWM值从1800调整到1780，将发动机节气门开度维持在2%，然后启动发动机。
[0017]当点火成功，发动机进入稳定状态之后，缓慢将对应第一调节舵机的PWM值从1780调整到1750，对应节气门开度为5%，此时发动机内部冷却液温度、润滑油温度随着时间逐渐升高，当冷却液温度高于70℃，润滑油温度达到90℃—110℃时，此时进入工作状态，发动机的散热性能与润滑性能得到提升，减小发动机损耗和功率损失。
[0018]然后根据试验要求，将对应节气门控制舵机的PWM值从1750调整到需要的值。调节范围为1800
‑
900，对应的发动机节气门开度分别为0%和100%。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机高空台架试验控制系统，其特征在于，包括固定底板、总支撑架、滑轮机构、第一调节机构和第二调节机构；固定底板中央安装有第一调节机构，所述第一调节机构用于对节气门进行调节，第一调节机构的正上方设有第二调节机构，第二调节机构通过C形支撑架与固定底板相接，第二调节机构用于对阻风门进行调节；所述固定底板安装有滑轮机构，所述滑轮机构包括第一滑轮组和第二滑轮组，第一滑轮组和第二滑轮组均包括固定底板两侧对称安装的两个滑轮，第一滑轮组为阻风门滑轮组，第二滑轮组为节气门滑轮组，第一滑轮组高于第二滑轮组，与第二调节机构高度相同，第二滑轮组与第一调节机构高度相同；第一调节机构包括第一调节舵机和节气门主动轮，第一调节舵机与节气门主动轮相接，节气门主动轮包括上下三层，层间设有两条第一调节钢索，两条第一调节钢索分别通过第二滑轮组与两侧节气门机械连接，分别控制两侧节气门的开度；第二调节机构包括第二调节舵机和阻风门驱动轮，第二调节舵机顶部设有舵盘，并与阻风门驱动轮相接，阻风门驱动轮上设有两条第二调节钢索，两条第二调节钢索通过第一滑轮组与两侧阻风门机械连接，分别控制两侧阻风门的开度。2.根据权利要求1所述的一种航空发动机高空台架试验控制系统，其特征在于，固定底板为圆角矩形金属板，固定底板的底面两侧对称安装有两个总支撑架；总支撑架为一对直角金属条，短边与固定底板相接，长边与发动机后支架总成相接，短边之间有两条支撑斜梁，总支撑架将舵机系...

【专利技术属性】
技术研发人员：高新华，刘晓静，耿泰，周煜，邵龙涛，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：