航空发动机试车台架的制作方法

本实用新型属于实验设备技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种航空发动机试车台架。

背景技术：

飞机是人类最快捷和便利的交通运输工具，其动力装置——航空发动机是飞机性能的决定因素之一，被誉为飞机的心脏。发动机作为飞机的心脏，为航空器的飞行提供动力。发动机的性能直接影响了飞机的性能和可靠性以及经济性。发动机与其他机械设备相比，结构更加复杂，工作条件更加恶劣，一旦飞行过程中出现故障，就会造成严重后果。航空发动机随着工作高度和转速的变化，其拉力、推力和扭矩、油耗等参数也会随之发生很大程度的波动。这些变化往往也会对发动机本身的内部结构，振动参数，结构强度，进排气等产生较大的影响。当航空发动机的输出动力受到影响时，会对螺旋桨产生的拉力、推力和扭矩产生间接、严重的影响，这直接影响了飞行器的使用安全。同时发动机转速控制的稳定性、加减速特性的好坏也直接影响了飞行器的操控性和稳定性。因此，为了保证发动机的正常工作和飞行器的稳定飞行，需要在测试阶段有效获取发动机的特性，相应的还需提供一种航空发动机试车台架。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种航空发动机试车台架，目的是实现航空发动机的性能测试。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：航空发动机试车台架，包括试车架底座、动架装置、用于对动架装置提供支撑且使动架装置能够摆动的动架支撑装置、设置于动架装置上且用于对航空发动机产生的扭矩进行测试的测扭矩装置和用于对航空发动机产生的拉力或推力进行测试的测力装置，动架支撑装置和测力装置设置于试车架底座上。

所述动架支撑装置包括设置于所述试车架底座上的动架立柱和可旋转的设置于动架立柱上的摇臂，摇臂与所述动架装置连接且摇臂的旋转中心线处于水平面内。

所述摇臂的一端通过摇臂上轴与所述动架立柱连接，摇臂的另一端通过摇臂下轴与所述动架装置连接。

所述动架支撑装置在所述试车架底座上设置多个且多个动架支撑装置按两排对称布置。

所述动架装置包括位于所述试车架底座上方的动架底座、设置于动架底座上的试验台支撑架和设置于试验台支撑架上的转接底座，动架底座与所述摇臂连接，所述测扭矩装置设置于转接底座上。

所述动架装置还包括与所述试验台支撑架和所述动架底座连接且为倾斜设置的斜撑。

所述测扭矩装置包括设置于所述转接底座上的传扭轴支撑座、可旋转的设置于传扭轴支撑座上且用于接受航空发动机产生的扭矩的发动机支撑传扭轴、设置于发动机支撑传扭轴上的测扭矩顶块和用于接受测扭矩顶块施加的压力的压力传感器。

所述的航空发动机试车台架还包括用于安装待测试的航空发动机的发动机安装架，所述测扭矩装置还包括与所述发动机支撑传扭轴和发动机安装架连接的发动机支架。

所述发动机安装架位于所述试验台支撑架的一侧，所述发动机支撑传扭轴的轴线与待测试的航空发动机的重心处于同一竖直面内。

所述测力装置包括测力杆支座、设置于测力杆支座上的测力顶杆和设置于动架底座上且用于接受测力顶杆施加的压力的压力传感器。

本实用新型的航空发动机试车台架，能够实现航空发动机的推力或拉力和扭矩等稳态性能参数的测量，实验成果可以为航空发动机的装机试飞提供参考依据，减少科研试飞工作量，规避研制风险。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本实用新型航空发动机试车台架的主视图；

图2是本实用新型航空发动机试车台架的俯视图；

图中标记为：

1、试车架底座；

2、动架支撑装置；201、动架立柱；202、轴承盖板；203、摇臂上轴；204、摇臂；205、摇臂下轴；

3、测力装置；301、压力传感器；302、测力杆支座；303、测力顶杆；304、转接件；

4、动架装置；401、转接底座；402、连接板；403、试验台支撑架；404、斜撑；405、动架底座；

5、测扭矩装置；501、传扭轴支撑座；502、扭矩防护支座；503、测扭矩支座；504、发动机支撑传扭轴；505、发动机支架；506、法兰盖；507、压力传感器；508、测扭矩顶块；509、预加扭矩调节支座；

6、减震部分；601、减震垫；602、减震垫安装片；

7、发动机安装架；8、销钉。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种航空发动机试车台架，包括试车架底座1、动架装置4、用于对动架装置4提供支撑且使动架装置4能够摆动的动架支撑装置2、设置于动架装置4上且用于对航空发动机产生的扭矩进行测试的测扭矩装置5和用于对航空发动机产生的推力或拉力进行测试的测力装置3，动架支撑装置2和测力装置3设置于试车架底座1上。

具体地说，如图1和图2所示，试车架底座1为水平设置，动架装置4设置于试车架底座1的上方，动架装置4通过动架支撑装置2与试车架底座1相连接，动架支撑装置2使动架装置4悬挂于试车架底座1的上方，使得动架装置4在受力后能够沿着试车架底座1的长度方向摆动。动架装置4包括位于试车架底座1上方的动架底座405、固定设置于动架底座405上的试验台支撑架403和设置于试验台支撑架403上的转接底座401。动架底座405与动架支撑装置2相连接，试验台支撑架403为竖直设置于动架底座405上，转接底座401固定设置于试验台支撑架403的上端，试验台支撑架403的下端与动架底座405固定连接，测扭矩装置5设置于转接底座401上。

如图1和图2所示，动架装置4还包括与试验台支撑架403和动架底座405连接且为倾斜设置的斜撑404，斜撑404设置于试验台支撑架403相对的两侧，斜撑404的上端与试验台支撑架403固定连接，斜撑404的下端与动架底座405固定连接。在本实施例中，试验台支撑架403通过螺栓固定在动架底座405上，试验台支撑架403与动架底座405之间用四个斜撑404进行加强，以提高动架部分的强度和稳定性，四个斜撑404分布在试验台支撑架403相对的两侧且试验台支撑架403的各侧分别设置两个相平行的斜撑404。

如图1和图2所示，动架装置4还包括用于将转接底座401与试验台支撑架403固定在一起的连接板402，连接板402与试验台支撑架403和转接底座401固定连接。

如图1和图2所示，动架支撑装置2包括竖直设置于试车架底座1上的动架立柱201和可旋转的设置于动架立柱201上的摇臂204，摇臂204与动架装置4连接且摇臂204的旋转中心线处于水平面内。摇臂204的旋转中心线与试车架底座1的宽度方向相平行，摇臂204位于动架立柱201与动架底座405之间，摇臂204的上端通过摇臂上轴203与动架立柱201转动连接，摇臂204的下端通过摇臂下轴205与动架底座405转动连接。动架支撑装置2在试车架底座1上设置多个且多个动架支撑装置2按两排对称布置，位于同一排的动架支撑装置2处于与试车架底座1的长度方向相平行的同一直线上，多个动架支撑装置2的摇臂204与动架底座405连接，使动架底座405与下方的试车架底座1相平行，使动架装置4及其上的测扭矩装置5在受力后能够相对于试车架底座1进行摆动。

如图1和图2所示，在本实施例中，动架支撑装置2设置四个，四个动架支撑装置2按两排对称布置，动架底座405为矩形结构，四个动架支撑装置2分别在动架底座405的一个拐角处与动架底座405转动连接。动架装置4和试车架底座1通过四个动架支撑装置2连接，形成一种悬挂式结构，提高了稳定性，减小了摩擦阻力，使得在测量航空发动机的拉力或推力时，测量结果精确度更高。

如图1和图2所示，测扭矩装置5包括竖直设置于转接底座401上的传扭轴支撑座501、可旋转的设置于传扭轴支撑座501上且用于接受航空发动机产生的扭矩的发动机支撑传扭轴504、设置于传扭轴支撑座501上的扭矩防护支座502、设置于发动机支撑传扭轴504上的测扭矩顶块508、用于接受测扭矩顶块508施加的压力的压力传感器507、预加扭矩调节支座509、测扭矩支座503和设置于预加扭矩调节支座509的调节螺钉。传扭轴支撑座501和扭矩防护支座502通过螺栓固定在转接底座401上，传扭轴支撑座501在转接底座401上设置两个且两个传扭轴支撑座501共同为发动机支撑传扭轴504提供支撑作用，扭矩防护支座502位于两个传扭轴支撑座501之间，预加扭矩调节支座509和测扭矩支座503通过螺栓固定在扭矩防护支座502上。发动机支撑传扭轴504为圆柱体，发动机支撑传扭轴504的轴线与试车架底座1的长度方向相平行发动机支撑传扭轴504通过轴承安装在传扭轴支撑座501上，发动机支撑传扭轴504并可绕其轴线转动。压力传感器507安装于测扭矩支座503上。发动机支撑传扭轴504上设有一个凹槽，测扭矩顶块508安装在该凹槽中且通过过盈配合与之连接，发动机支撑传扭轴504在转动时即可带动测扭矩顶块508同步转动，压力传感器507与测扭矩顶块508相配合，压力传感器507处于测扭矩顶块508的一侧，在发动机支撑传扭轴504带动测扭矩顶块508转动后会使测扭矩顶块508挤压压力传感器507。为了使压力传感器507的初始压力值为零，测扭矩顶块508需与压力传感器507保持接触状态，通过在预加扭矩调节支座509上设置用于调节测扭矩顶块508位置的调节螺钉，调节螺钉与预加扭矩支座为螺纹连接且调节螺钉的轴线与发动机支撑传扭轴504的轴相垂直，调节螺钉位于发动机支撑传扭轴504的上方，测扭矩顶块508位于压力传感器507与调节螺钉之间，调节螺钉的端部抵触测扭矩顶块508，通过旋转调节螺钉可以调节测扭矩顶块508的位置，使得测扭矩顶块508与压力传感器507保持接触状态。

如图1和图2所示，本实用新型的航空发动机试车台架还包括用于安装待测试的航空发动机的发动机安装架7，测扭矩装置5还包括与发动机支撑传扭轴504和发动机安装架7连接的发动机支架505，发动机支架505固定在发动机支撑传扭轴504的端部，发动机支架505与发动机支撑传扭轴504通过花键连接。为了提高耐轴向作用力，用法兰盖506加强连接。

如图1和图2所示，发动机安装架7位于试验台支撑架403的一侧且位于发动机支撑传扭轴504的下方，再将待测试的航空发动机安装在发动机安装架7上后，航空发动机悬挂于试验台支撑架403的外侧，通过发动机支撑传扭轴504的转动，能够使航空发动机在安装好后自动调节重心位置，进而使得发动机支撑传扭轴504的轴线与待测试的航空发动机的重心处于同一竖直面内，这样能减小在扭矩测量过程中因航空发动机自身重量而造成的误差。

如图1和图2所示，本实用新型的航空发动机试车台架还包括设置于发动机支架505与发动机安装架7之间的多个减震垫601，减震垫601可以达到减震的效果，各个减震垫601分别在一个位置处与发动机支架505和发动机安装架7相连接。

如图1和图2所示，测力装置3设置于动架底座405的一侧且与发动机安装架7共同处于试验台支撑架403的同一侧，处于此位置的测力装置3能够使本实用新型的航空发动机试车台架满足航空发动机的拉力测试的要求。该测力装置3包括固定设置于试车架底座1上的转接件304、固定设置于转接件304上的测力杆支座302、设置于测力杆支座302上的测力顶杆303和设置于动架底座405上且用于接受测力顶杆303施加的压力的压力传感器303。测力顶杆303的长度方向与发动机支撑传扭轴504的轴线相平行，测力顶杆303位于试车架底座1的上方，压力传感器303设置于动架底座405的面朝测力顶杆303的端面(此时为动架底座405的前端端面)上。

当测力装置3设置于动架底座405的另一侧且与发动机安装架7分别处于试验台支撑架403的一侧时，处于此位置的测力装置3能够使本实用新型的航空发动机试车台架满足航空发动机的推力测试的要求，该测力装置3的结构与测拉力时的测力装置3的结构相同，压力传感器303是设置于动架底座405的面朝测力顶杆303的3端面(此时为动架底座405的后端端面，前端和后端为动架底座405长度方向上的两个端部)上。

如图1和图2所示，本实用新型的航空发动机试车台架还包括销钉8，试车架底座1具有让销钉8嵌入的第一销孔，动架底座405具有让销钉8嵌入的第二销孔，销钉8为竖直设置于试车架底座1和动架底座405之间，销钉8的下端插入第一销孔中，销钉8的上端插入第二销孔中。第一销孔为设置于试车架底座1的顶面上的圆孔，第二销孔为设置于动架底座405的底面上的圆孔，第一销孔位于第二销孔的下方且两者同轴，第一销孔和第二销孔的直径大小相等，销钉8的直径小于第一销孔和第二销孔的直径。销钉8的作用是用于对动架装置4进行约束，避免动架装置4因大幅摆动而造成传感器的破坏。在本实施例中，第一销孔和第二销孔的直径为22mm，销钉8的直径为20mm。

本实用新型的航空发动机试车台架的工作原理如下：

1、进行测试的航空发动机在工作时会产生拉力(或推力)时，航空发动机产生的拉力(或推力)会通过发动机安装架7和测扭矩装置5传递到动架装置4上，使动架装置4有一个向前(或向后)运动的趋势，此时，动架装置4将力传到安装在动架底座405前端(或后端)的压力传感器303上，压力传感器303与测力顶杆303接触，使压力传感器303受压，继而便可通过传感器显示器读出压力传感器303所受到的压力，即为发动机的拉力(或推力)(在测试前要调节传感器的固定螺钉，使传感器顶在动架底座405的一侧并且初始压力值为零)。

2、进行测试的航空发动机在工作时产生的扭矩会使航空发动机带动发动机安装架7和发动机支撑传扭轴504产生绕发动机支撑传扭轴504的轴线转动的趋势，最终该扭矩转换成通过测扭矩顶块508作用在压力传感器507上的压力，通过压力传感器507显示器读出的压力再乘以测扭矩顶块508与压力传感器507的接触点到发动机支撑传扭轴504轴线之间的距离，即为航空发动机的扭矩(在测试前要调节传感器的固定螺钉，使传感器顶在测扭矩顶块508的一侧并且初始压力值为零)。

以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。