[发明专利]一种发动机热管理半物理试验装置及方法

说明书

本申请属于航空燃气涡轮发动机燃油系统热管理半物理试验领域，特别涉及一种发动机热管理半物理试验装置及方法；所述试验装置是由供油管道通过依次串联供油箱、水冷散热器、离心泵、燃油滤、齿轮泵、调节装置、燃滑油散热器、喷嘴以及所述供油箱形成的供油回路；在离心泵与齿轮泵之间并联作动装置；水冷散热器的出口处安装有检测出口处油温的燃油温度检测装置，通过燃油温度检测装置检测的油温大小控制水冷散热器的水阀大小使水冷散热器的出口处油温保持预设值；本申请不需要燃油电加热装置，按照真实安装位置布置，使用回油箱模拟发动机燃烧室，使用控制器模拟发动机流量控制信号，使其满足发动机热管理参数要求。

技术领域

本申请属于本申请属于航空燃气涡轮发动机燃油系统热管理半物理试验领域，特别涉及一种发动机热管理半物理试验装置。

背景技术

燃气涡轮发动机燃油系统热管理半物理试验是发动机设计过程中的重要验证活动之一，通过模拟发动机状态，获得发动机进口燃油温度提升时，燃油系统内部燃油的压力、温度和内部回油流量参数变化情况，支撑后续整机试验的开展。

典型发动机热管理半物理试验可调节安装装置为，燃油箱的燃油经燃油加热装置加热至试验温度后进入燃油系统，经燃油系统的泵、管路、调节器、燃滑油散热器、喷嘴等，最终流出燃油系统。流出燃油系统的高温燃油经水冷换热器冷却后，再返回燃油箱，循环利用。其中燃油加热装置用来给燃油加温，电动机用来模拟燃油系统泵的转速，调节装置用来模拟发动机燃油流量。为保证试验安全，燃油加热装置的电加热器不直接加热燃油，而是通过导热油以及热交换器，间接对试验件进口燃油进行加温。通常燃油加热装置是一个较复杂、有一定危险性的系统。

现有发动机热管理半物理试验可调节安装装置的离心泵、齿轮泵、调节装置等燃油附件与发动机用燃油附件保持一致，前后连接顺序也一致，但各元件的相对位置与发动机上的真实安装位置差异较大。各元件间的连接管路需要单独设计，通常管路要比发动机上的真实管路要长，管路对外界的散热也偏多，导致半物理试验的温度测试结果与发动机整机试验的温度测试结果存在一定的误差。随着发动机热管理试验精度要求的不断提升，现有半物理试验装置已经逐渐不能满足试验需求。

现有发动机热管理半物理试验可调节安装装置存在如下缺陷和不足：

1、不考虑离心泵、齿轮泵、调节装置等燃油附件在发动机上的真实安装位置，连接管路与发动机真实管路差异较大，带来温度与压力的测试误差；

2、解决燃油加热装置结构复杂且存在安全风险的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种发动机热管理半物理试验装置，所述试验装置包括由供油管道通过依次串联供油箱、水冷散热器、离心泵、燃油滤、齿轮泵、调节装置、燃滑油散热器、喷嘴以及所述供油箱形成的供油回路；在离心泵与齿轮泵之间并联作动装置；离心泵与齿轮泵连接同一用于提供不同转速的发附机匣，发附机匣由电机驱动；

其中，水冷散热器的出口处安装有检测出口处油温的燃油温度检测装置，通过燃油温度检测装置检测的油温大小控制水冷散热器的水阀大小使水冷散热器的出口处油温保持预设值；

所述供油箱、水冷散热器安装在台架上；离心泵、燃油滤、齿轮泵、发附机匣、调节装置、作动装置、燃滑油散热器、喷嘴安装在发动机筒体上，发动机筒体通过支架安装在所述台架上。

上述技术特征具有的技术效果为，摘除了传统通过加热的方式使燃油升温，避免了直接加热燃油的危险性，本申请通过发附机匣模拟真实发动机的转速，从而使燃油在试验装置中自然发热升温，并通过水冷散热器和温度检测装置形成负反馈温度调节系统，使试验装置保持预设的试验温度，更加真实模拟出真实发动机的工作状况。

优选的是，离心泵、燃油滤、齿轮泵、发附机匣、调节装置、作动装置、燃滑油散热器以及喷嘴的安装位置与其在真实航空发动机上的位置相同。

优选的是，所述发动机筒体包括发动机真实筒体或者发动机筒体等比例模型。