[发明专利]一种航空发动机滑油系统高空性试验系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，更具体地，涉及一种航空发动机滑油系统高空性试验系统及方法。

背景技术

航空发动机滑油系统的高空性是指滑油泵供回油量可保证发动机正常可靠工作所能达到的最高飞行高度。航空发动机的滑油泵一般都是容积式的，常用的有齿轮泵、旋板泵和转子泵。容积式泵的特点是泵前抽真空，泵后将流体强制送出，当进口条件相同时，泵出口流量基本保持不变，泵后压力取决于泵后阻力。滑油泵的性能不但与滑油泵本身结构有关，还与其所处的系统有关，当发动机随飞机上升时，发动机所在当地大气压会随高度的升高而降低，而在滑油系统中，滑油箱或轴承腔都是经通风器与大气相通的（节流通风除外），当地大气压的降低，油箱或轴承腔内的压力相应降低，导致滑油进油管内的流速降低，当流速降低到不足以充填泵的泵送能力时，就会导致滑油泵的性能急剧下降，不能满足发动机的正常需要。因此，发动机滑油系统的高空性对滑油系统能否正常工作乃至飞机安全飞行起着重要的决定作用。需要对发动机滑油系统高空性进行试验分析。目前，滑油系统的高空性试验分析通常采用泵前抽真空开展滑油泵高空性能试验。

采用泵前抽真空开展滑油泵高空性能试验，滑油系统流量主要是通过在纯油条件、相同油温下进行滑油泵组各级泵的高空性能试验来获得，但由于回油泵在发动机上的实际工作条件是油气两相流，且增压级和回油级的工作温度相差很大，因此，这种试验不能真实反映滑油泵组在不同热负荷和高空条件下的工作性能，更不能完全代表其工作可靠性和寿命，而只能靠发动机试车来验证和积累，必将影响发动机研制进度和研制费用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、成本低的滑油系统高空性能试验系统。该试验系统合理设置各个关键部件、科学设置各关键部件之间的连接关系，可以成功模拟被测发动机滑油系统工作情况，并可对系统作用形成负压成功模拟发动机滑油系统的高空条件和热负荷条件，以此检测获得发动机滑油系统的高空性能。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种航空发动机滑油系统高空性试验方法。该试验方法模拟设置于发动机滑油系统各个部件所对应的油压、温度或流量，通过调节真空泵来形成模拟高空条件，通过测量各个滑油腔的出口油压和积油状况，获得发动机滑油系统的高空性能。该方法操作简单、准确度高，可大幅降低发动机整机试验时数及费用。

本发明的上述目的通过以下技术方案予以实现：

提供一种航空发动机滑油系统高空性试验系统，所述试验系统根据发动机的滑油系统设置有通过管道连接的真、油箱、增压泵、滑油腔和回油泵；所述油箱连通有真空泵，所述回油泵包括滑油腔回油泵和主回油泵，所述滑油腔模拟发动机轴承腔，主回油泵与油箱相通，主回油泵与油箱之间设置有调压阀门，所述增压泵与滑油腔之间设置有压力传感器、温度传感器和质量流量计；所述滑油腔内设置有可调节流量的当量喷嘴；所述滑油腔的数量至少为1；所述油箱包括加热装置。

发动机的滑油系统包括供油系统、回油系统和通风系统。本发明通过模拟某一发动机滑油系统设置了一个模拟滑油系统用来测试航空发动机滑油系统的高空性。具体地，该模拟系统包括真空泵、油箱、增压泵、滑油腔和回油泵；所述真空泵用来对油箱抽真空形成负压，模拟发动机处于高空条件，因为当发动机随飞机上升时，发动机所在当地大气压会随高度的升高而降低，而对油箱进行抽真空会使得油箱内气压降低，从而达到模拟高空条件的目的。所述滑油腔包括可调节流量的当量喷嘴用来模拟发动机的轴承腔，滑油腔的数量和连接关系模拟被测发动机的轴承腔。来自油箱的油经增压泵增压后，分别供给滑油腔，滑油腔滑油经主回油泵抽回油箱。

本发明不仅模拟构建滑油系统中的各个关键部件，并为发动机滑油系统提供高空性能条件。进一步地，本发明系统还设置了系统的测试装置，对模拟系统的油压、温度和流量进行测试，从而准确了解和掌握及应用模拟发动机滑油系统各部件的额定参数。具体地，所述测试装置包括在所述增压泵与滑油腔之间设置的压力传感器、温度传感器和质量流量计，在发动机规定压力及温度条件下质量流量计测得增压泵出口总流量与发动机供油量相同；调压阀门调节主回流泵出口油压。

进一步地，所述油箱连接有气体输入装置。

一种航空发动机滑油系统高空性试验方法，使用以上所述的航空发动机滑油系统高空性试验系统，包括以下步骤：

S1.模拟被测发动机滑油系统，设置油箱、增压泵、滑油腔和回油泵的连接关系和数量；

S2.打开增压泵、滑油箱和回油泵；