一種燃燒室反壓模擬裝置及半物理試驗(yàn)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及試驗(yàn)器技術(shù)領(lǐng)域，優(yōu)選為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的半物理試驗(yàn)器，尤其涉及一種燃燒室反壓模擬裝置及半物理試驗(yàn)器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)已由傳統(tǒng)的機(jī)械液壓控制發(fā)展到全權(quán)限數(shù)字電子控制(FADEC，全稱Full Authority Digital Engine Control)，即通過電子控制器在飛機(jī)全包線內(nèi)全權(quán)限地完成發(fā)動(dòng)機(jī)本體的控制功能和與飛機(jī)協(xié)同工作的任務(wù)。其主要由電子控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)視裝置、燃油部件、作動(dòng)部件、FADEC交流發(fā)電機(jī)、傳感器以及電纜等組成。
[0003]其中，控制系統(tǒng)半物理仿真試驗(yàn)是以控制系統(tǒng)(含燃油控制、健康管理、起動(dòng)和點(diǎn)火系統(tǒng))為實(shí)際對(duì)象，通過物理效應(yīng)模擬設(shè)備為其提供真實(shí)工作環(huán)境的模擬，以對(duì)控制系統(tǒng)軟硬件集成后的功能、性能、接口、故障容錯(cuò)以及耐久性等方面進(jìn)行驗(yàn)證?？刂葡到y(tǒng)半物理仿真試驗(yàn)主要依托半物理仿真試驗(yàn)器開展。
[0004]半物理試驗(yàn)器采用物理效應(yīng)模擬試驗(yàn)技術(shù)模擬真實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)，為控制系統(tǒng)試驗(yàn)對(duì)象提供真實(shí)的工作環(huán)境，從而更加有效的對(duì)其功能和性能進(jìn)行驗(yàn)證，以減少整機(jī)試車時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過程中，燃燒室內(nèi)的壓強(qiáng)是變化的，即噴嘴后的壓強(qiáng)是變化的，會(huì)在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、加減速以及停車時(shí)，燃燒室內(nèi)的壓強(qiáng)會(huì)遠(yuǎn)離額定值，此時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)的反壓進(jìn)行模擬是非常必要的。
[0005]目前，半物理試驗(yàn)器大多采用當(dāng)量噴嘴，在試驗(yàn)前校正噴嘴的壓差和流量偏差，只能模擬特定的壓力工況，而不能模擬燃燒室內(nèi)的反壓，因而也就無法充分驗(yàn)證航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油控制系統(tǒng)中燃油栗與燃油分配器的性能，這可能會(huì)使得發(fā)動(dòng)機(jī)在臺(tái)架試車時(shí)，燃油噴嘴無法噴出燃油，從而導(dǎo)致試車過程存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是提出一種燃燒室反壓模擬裝置及半物理試驗(yàn)器，能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工況模擬燃燒室內(nèi)的反壓，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被試油路中燃油壓力進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型一方面提供了一種燃燒室反壓模擬裝置，用于模擬發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供應(yīng)時(shí)燃燒室內(nèi)的氣壓，所述反壓模擬裝置中設(shè)有氣體供應(yīng)支路A，還包括:氣壓調(diào)節(jié)部件、燃油調(diào)節(jié)部件和控制部件4，所述氣壓調(diào)節(jié)部件設(shè)置在所述氣體供應(yīng)支路A中，
[0008]所述控制部件4用于根據(jù)燃燒室內(nèi)的實(shí)時(shí)氣壓值，控制所述氣壓調(diào)節(jié)部件調(diào)整所述氣體供應(yīng)支路A的供氣量；
[0009]所述燃油調(diào)節(jié)部件設(shè)置在進(jìn)口燃油和出口燃油之間的油路上，用于在所述氣壓調(diào)節(jié)部件的控制下調(diào)整供油狀態(tài)。
[0010]進(jìn)一步地，所述燃油調(diào)節(jié)部件為反壓閥12，所述氣體供應(yīng)支路A設(shè)置在氣源站5和所述反壓閥12的控制端之間，所述氣體供應(yīng)支路A在所述氣源站5和所述氣壓調(diào)節(jié)部件之間設(shè)有用于通斷支路的高壓球閥6、用于初步調(diào)節(jié)氣壓的調(diào)壓閥7和壓力表8。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述氣體供應(yīng)支路A在所述氣源站5和所述氣壓調(diào)節(jié)部件之間還設(shè)有空壓機(jī)，用于在所述氣源站5提供的壓力不足時(shí)進(jìn)行增壓。
[0012]進(jìn)一步地，所述氣壓調(diào)節(jié)部件為電氣比例閥9，所述電氣比例閥9的控制端與所述控制部件4連接，用于根據(jù)所述控制部件4發(fā)出的控制信號(hào)調(diào)整所述氣體供應(yīng)支路A的供氣量。
[0013]進(jìn)一步地，還包括氣壓反饋支路和油壓反饋支路，所述氣壓反饋支路和油壓反饋支路中分別設(shè)有第一壓力變送器10和第二壓力變送器11，所述氣壓反饋支路用于將所述電氣比例閥9出口端的氣壓反饋給所述控制部件4以進(jìn)行反饋控制，所述油壓反饋支路用于將所述反壓閥12出口端的油壓反饋給所述控制部件4以進(jìn)行反饋控制。
[0014]進(jìn)一步地，還包括指令運(yùn)行部件，所述指令運(yùn)行部件與所述控制部件4連接，能夠運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)模型，得出燃燒室內(nèi)的當(dāng)前氣壓并作為反壓模擬設(shè)定值發(fā)送給所述控制部件4。
[0015]進(jìn)一步地，所述指令運(yùn)行部件包括:工控機(jī)2和試驗(yàn)器設(shè)備管理系統(tǒng)3，所述工控機(jī)2和所述試驗(yàn)器設(shè)備管理系統(tǒng)3之間通過工業(yè)總線連接并通信，所述試驗(yàn)器設(shè)備管理系統(tǒng)3和所述控制部件4通過硬線連接并通信。
[0016]進(jìn)一步地，所述反壓閥12采用減壓閥、節(jié)流閥或調(diào)速閥。
[0017]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型另一方面提供了一種半物理試驗(yàn)器，包括上述實(shí)施例所述的燃燒室反壓模擬裝置。
[0018]基于上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型實(shí)施例的燃燒室反壓模擬裝置，其中控制部件能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)的實(shí)時(shí)氣壓值，來控制氣壓調(diào)節(jié)部件調(diào)整氣體供應(yīng)支路的供氣量，進(jìn)一步控制燃油調(diào)節(jié)部件調(diào)整供油狀態(tài)，從而能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工況模擬燃燒室內(nèi)的反壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)被試油路中燃油壓力進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，這樣就能充分地驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)中燃油栗和燃油分配器的性能，盡量降低發(fā)動(dòng)機(jī)在臺(tái)架試車時(shí)燃油無法從噴嘴中噴出的風(fēng)險(xiǎn)。
[0019]當(dāng)該燃燒室反壓模擬裝置優(yōu)選地用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的半物理試驗(yàn)器時(shí)，能夠較為準(zhǔn)確地模擬航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作時(shí)燃燒室內(nèi)的壓強(qiáng)變化，從而使FADEC控制系統(tǒng)在半物理試驗(yàn)臺(tái)上得到更加充分的驗(yàn)證，確保發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的正確性和可靠性，從而有效地降低整機(jī)試車的風(fēng)險(xiǎn)，最終能夠有效的縮短發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的研發(fā)周期，降低控制系統(tǒng)的研制費(fèi)用。
【附圖說明】
[0020]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0021]圖1為本實(shí)用新型燃燒室反壓模擬裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型燃燒室反壓模擬裝置的一個(gè)實(shí)施例的控制原理方框圖。
[0023]附圖標(biāo)記說明
[0024]1 一計(jì)算機(jī)；2 —工控機(jī)；3 —試驗(yàn)器設(shè)備管理系統(tǒng)；4 一控制部件；5 —?dú)庠凑荆? 一尚壓球閥；7 —調(diào)壓閥；8 —壓力表；9 一電氣比例閥；10 —第一壓力變送器；11 一第二壓力變送器；12—反壓閥。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下詳細(xì)說明本實(shí)用新型。在以下段落中，更為詳細(xì)地限定了實(shí)施例的不同方面。如此限定的各方面可與任何其他的一個(gè)方面或多個(gè)方面組合，除非明確指出不可組合。尤其是，被認(rèn)為是優(yōu)選的或有利的任何特征可與其他一個(gè)或多個(gè)被認(rèn)為是優(yōu)選的或有利的特征。
[0026]本實(shí)用新型中出現(xiàn)的“第一”、“第二”等用語僅是為了方便描述，以區(qū)分具有相同名稱的不同組成部件，并不表示先后或主次關(guān)系。
[0027]在發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行中燃燒室會(huì)存在反壓，反壓會(huì)提升控制系統(tǒng)中燃油部件及油路中的壓力，為了更加真實(shí)地模擬燃油部件的實(shí)際工況，在半物理仿真階段增加燃燒室反壓模擬裝置是非常必要的，這樣可以充分地驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)中燃油栗和燃油分配器的性能，以降低后續(xù)試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0028]為了上述需求，本實(shí)用新型提供了一種燃燒室反壓模擬裝置，用于模擬發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供應(yīng)時(shí)燃燒室內(nèi)的氣壓，其結(jié)構(gòu)原理如圖1所示，反壓模擬裝置中設(shè)有氣體供應(yīng)支路A，還包括:氣壓調(diào)節(jié)部件、燃油調(diào)節(jié)部件和控制部件4，氣壓調(diào)節(jié)部件設(shè)置在氣體供應(yīng)支路A中，控制部件4用于根據(jù)燃燒室內(nèi)的實(shí)時(shí)氣壓值，控制氣壓調(diào)節(jié)部件調(diào)整氣體供應(yīng)支路A的供氣量；燃油調(diào)節(jié)部件設(shè)置在進(jìn)口燃油和出口燃油之間的油路上，用于在氣壓調(diào)節(jié)部件的控制下調(diào)整供油狀態(tài)。
[0029]其中，燃燒室內(nèi)的實(shí)時(shí)氣壓值可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)字模型實(shí)時(shí)計(jì)算得到，并作為控制部件4的控制輸入量，以便控制部件4根據(jù)這一變化的輸入量對(duì)被試油路的出口壓力進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。這種燃燒室反壓模擬裝置的核心思想是通過氣壓來改變?nèi)加凸┯陀吐返淖枇砟M燃燒室反壓對(duì)噴嘴燃油供油的影響。
[0030]本實(shí)用新型實(shí)施例的燃燒室反壓模擬裝置，控制部件能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)的實(shí)時(shí)氣壓值，來控制氣壓調(diào)節(jié)部件調(diào)整氣體供應(yīng)支路的供氣量，進(jìn)一步控制燃油調(diào)節(jié)部件調(diào)整供油狀態(tài)，從而能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工況模擬燃燒室內(nèi)的反壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)被試油路中燃油壓力進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，這樣就能充分地驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)中燃油栗和燃油分配器的性能，盡量降低發(fā)動(dòng)機(jī)在臺(tái)架試車時(shí)燃油無法從噴嘴中噴出的風(fēng)險(xiǎn)。
[0031]在一個(gè)具體的實(shí)施例中，如圖1所示，燃油調(diào)節(jié)部件為反壓閥12，氣體供應(yīng)支路A設(shè)置在氣源站5和反壓閥12的控制端之間，氣體供應(yīng)支路A在氣源站5和氣壓調(diào)節(jié)部件之間設(shè)有用于通斷支路的高壓球閥6、用于初步調(diào)節(jié)氣壓的調(diào)壓閥7和壓力表8。調(diào)壓閥7的作用相當(dāng)于減壓閥，它可以由人工調(diào)節(jié)或者在控制部件4的控制下將氣源站5提供的氣體大致維持在需求的壓力，壓力表8設(shè)在調(diào)壓閥7的出口，操作人員也可以通過壓力表8觀察減壓后的氣體壓力。優(yōu)選地，反壓閥12采用減壓閥、節(jié)流閥或調(diào)速閥等能夠?qū)橘|(zhì)的流通量進(jìn)行調(diào)整的閥類。
[0032]進(jìn)一步地，氣體供應(yīng)支路A在氣源站5和氣壓調(diào)節(jié)部件之間還設(shè)有空壓機(jī)，也可以選擇增壓栗，用于在氣源站5提供的壓力不足時(shí)進(jìn)行增壓。
[0033]更具體地，上面提到的氣壓調(diào)節(jié)部件為電氣比例閥9，電氣比例閥9的控制端與控制部件4連接，用于根據(jù)控制部件4發(fā)出的控制信號(hào)調(diào)整氣體供應(yīng)支路A的供氣量。
[0034]為了提尚控制部件4對(duì)電氣比例閥9的控制精度，進(jìn)而提尚對(duì)反壓閥12的控制精度，在另一個(gè)實(shí)施例中，參見圖1，還設(shè)置了信號(hào)反饋支路，信號(hào)反饋支路包括氣壓反饋支路和油壓反饋支路，氣壓反饋支路和油壓反饋支路中分別設(shè)有第一壓力變送器10和第二壓力變送器11，氣壓反饋支路用于將出口端的氣壓反饋給控制