一种发动机扭矩测量装置及方法与流程

本发明涉及航空发动机，尤其涉及一种发动机扭矩测量装置及方法。

背景技术：

1、航空发动机的输出轴扭矩测量装置是发动机上重要的测量装置，一方面能够实时监测发动机输出扭矩是否能够满足飞机对发动机的性能需求，另一方面也可对超扭故障模式进行检测预警，避免发动机出现机械损坏。

2、相关技术中，一般常用的测扭装置为电测扭装置，通过将测扭轴和基准轴相位位移的变化转化为扭矩值，电测扭装置需要进行双裕度设计，使用布设两套测量系统，成本高。而且电测扭装置易受到电磁干扰，影响测量的准确性和稳定性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种发动机扭矩测量装置及方法，以解决相关技术中发动机输出扭矩需要电测扭装置进行检测，成本高，而且易受到电磁干扰，影响测量的准确性和稳定性。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种发动机扭矩测量装置，该发动机扭矩测量装置包括：

4、安装座，具有安装腔；

5、测扭轴，所述测扭轴一端可转动设置在所述安装腔内，且所述测扭轴能相对于所述安装腔滑动，所述测扭轴的端部可转动设置有顶盘，所述测扭轴上设置有传动斜齿轮，所述传动斜齿轮能够与发动机的输出轴传动连接；

6、活塞组件，设置在所述安装腔内，所述活塞组件包括壳体和活塞本体，所述壳体与所述安装座的内壁固定连接，所述活塞本体与所述壳体滑动连接，且所述活塞本体的一端穿出所述壳体与所述顶盘抵接；所述壳体上设置有第一泄油孔，所述活塞本体上设置有第二泄油孔，所述活塞本体滑动能使所述第一泄油孔和所述第二泄油孔选择性导通或断开；

7、滑油压力传感器，所述安装座内设置有油路，所述油路具有进油口和出油口，所述出油口与所述第二泄油孔相连通，所述滑油压力传感器用于检测所述油路的滑油压力。

8、在其中一个实施例中，所述活塞本体的朝向所述进油口的一端设置有开口槽，所述开口槽与所述壳体的内腔以及所述进油口相连通；

9、其中，所述第二泄油孔的数量为多个，多个所述第二泄油孔沿所述活塞本体的周向设置且多个所述第二泄油孔均与所述开口槽相连通。

10、在其中一个实施例中，所述测扭轴与所述安装座之间设置有第一轴承所述第一轴承包括外圈、滚子和内圈，所述滚子可转动于所述外圈和所述内圈之间，所述外圈与所述安装座固定连接，所述内圈与所述测扭轴固定连接，所述外圈能相对于所述内圈转动且滑动。

11、在其中一个实施例中，所述外圈上设置有限位部，所述限位部沿所述测扭轴的径向延伸设置，所述限位部的侧壁能与所述安装座抵接；和/或，

12、所述测扭轴上设置有凸缘，所述凸缘设置于所述传动斜齿轮的靠近所述活塞组件的一侧，所述传动斜齿轮能与所述凸缘抵接。

13、在其中一个实施例中，所述安装座包括可拆卸连接的筒体和盖体，所述测扭轴的一端可转动设置在筒体内且能沿自身轴向相对于所述筒体滑动，所述盖体上设置有安装孔，所述安装孔与所述油路相连通，所述滑油压力传感器与所述安装孔相连接。

14、在其中一个实施例中，所述测扭轴的端部设置有套筒，所述套筒通过第二轴承与所述测扭轴转动连接，所述顶盘与所述套筒固定连接。

15、在其中一个实施例中，所述顶盘为半球型盘体结构，所述半球型盘体的凸顶朝向所述活塞本体且能与所述活塞本体抵接。

16、在其中一个实施例中，所述安装腔的壁面上开设有安装槽，所述壳体的周向设置有连接板，所述壳体部分连接至所述安装槽内，所述连接板的侧壁与所述安装腔的壁面固定连接。

17、在其中一个实施例中，所述活塞本体与所述壳体之间设置有多个密封件，多个密封件沿所述活塞本体的轴向间隔排布。

18、第二方面，本发明提供了一种发动机扭矩测量方法，基于上述任一方案中的发动机扭矩测量装置，所述发动机扭矩测量方法包括：

19、获取发动机不同输出扭矩对应的滑油压力；

20、将所述发动机的输出轴与所述测扭轴的所述传动斜齿轮传动连接；

21、根据所述发动机的输出轴的输出扭矩，所述传动斜齿轮推动所述测扭轴进行轴向移动，所述测扭轴推动所述活塞本体移动靠近所述壳体，所述第一泄油孔与所述第二泄油孔断开，所述油路中的滑油压力增大，所述滑油推动所述活塞本体远离所述壳体滑动，所述第一泄油孔与所述第二泄油孔导通进行泄油，所述滑油对所述活塞本体施加的作用力与所述测扭轴对所述活塞本体施加的作用力达到动态平衡；

22、检测所述油路中的滑油压力，并根据所述滑油压力确定所述发动机的输出扭矩。

23、本发明的有益效果为：

24、本发明提供一种发动机扭矩测量装置及方法，通过将发动机输出轴上的扭矩变化与滑油压力变化相关联，完成扭矩与滑油压力的标定。在发动机使用运行过程中，发动机的输出轴的输出扭矩增大时，传动传动斜齿轮朝向活塞组件侧的轴向载荷增加，传动斜齿轮能带动测扭轴和顶盘朝向活塞组件进行轴向滑动，顶盘带动活塞本体相对于壳体滑动，以使第一泄油孔和第二泄油孔断开不相连通，此时，安装座的油路中的滑油压力升高，滑油压力升高后会推动活塞本体轴向滑动，直至活塞本体上的第二泄油孔与壳体上的第一泄油孔再次连通，活塞本体与顶盘达到动态平衡位置，滑油压力传感器检测当前升高后的滑油压力，通过升高后的滑油压力便可获得台架标定对应的输出扭矩值，从而实现根据油路中的滑油压力变化测量发动机的输出扭矩，不仅结构简单使用方便，成本低，而且减少了电磁干扰对测量准确性和稳定性的影响。

技术特征：

1.一种发动机扭矩测量装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的发动机扭矩测量装置，其特征在于，所述活塞本体(32)的朝向所述进油口的一端设置有开口槽(322)，所述开口槽(322)与所述壳体(31)的内腔以及所述进油口相连通；

3.根据权利要求1所述的发动机扭矩测量装置，其特征在于，所述测扭轴(20)与所述安装座(1)之间设置有第一轴承(24)，所述第一轴承(24)包括外圈(241)、滚子(242)和内圈(243)，所述滚子(242)可转动于所述外圈(241)和所述内圈(243)之间，所述外圈(241)与所述安装座(1)固定连接，所述内圈(243)与所述测扭轴(20)固定连接，所述外圈(241)能相对于所述内圈(243)转动且滑动。

4.根据权利要求3所述的发动机扭矩测量装置，其特征在于，所述外圈(241)上设置有限位部(244)，所述限位部(244)沿所述测扭轴(20)的径向延伸设置，所述限位部(244)的侧壁能与所述安装座(1)抵接；和/或，

5.根据权利要求1所述的发动机扭矩测量装置，其特征在于，所述安装座(1)包括可拆卸连接的筒体(13)和盖体(14)，所述测扭轴(20)的一端可转动设置在筒体(13)内且能沿自身轴向相对于所述筒体(13)滑动，所述盖体(14)上设置有安装孔(141)，所述安装孔(141)与所述油路(12)相连通，所述滑油压力传感器(4)与所述安装孔(141)相连接。

6.根据权利要求1所述的发动机扭矩测量装置，其特征在于，所述测扭轴(20)的端部设置有套筒(25)，所述套筒(25)通过第二轴承(26)与所述测扭轴(20)转动连接，所述顶盘(21)与所述套筒(25)固定连接。

7.根据权利要求1所述的发动机扭矩测量装置，其特征在于，所述顶盘(21)为半球型盘体结构，所述半球型盘体的凸顶朝向所述活塞本体(32)且能与所述活塞本体(32)抵接。

8.根据权利要求1所述的发动机扭矩测量装置，其特征在于，所述安装腔(11)的壁面上开设有安装槽(15)，所述壳体(31)的周向设置有连接板(312)，所述壳体(31)部分连接至所述安装槽(15)内，所述连接板(312)的侧壁与所述安装腔(11)的壁面固定连接。

9.根据权利要求1所述的发动机扭矩测量装置，其特征在于，所述活塞本体(32)与所述壳体(31)之间设置有多个密封件，多个密封件沿所述活塞本体(32)的轴向间隔排布。

10.一种发动机扭矩测量方法，其特征在于，基于权利要求1-9任一项所述的发动机扭矩测量装置，所述发动机扭矩测量方法包括：

技术总结
本发明涉及航空发动机技术领域，具体公开了一种发动机扭矩测量装置及方法，该发动机扭矩测量装置包括具有安装腔的安装座、测扭轴、活塞组件和滑油压力传感器，测扭轴可转动设置在安装腔内，且测扭轴能相对于安装腔滑动，测扭轴的端部可转动设置有顶盘，测扭轴上设置有传动斜齿轮，活塞组件包括壳体和活塞本体，壳体与安装座的内壁固定连接，活塞本体与壳体滑动连接，且活塞本体的一端穿出壳体与顶盘抵接，壳体上设置有第一泄油孔，活塞本体上设置有第二泄油孔，活塞本体滑动能使第一泄油孔和第二泄油孔选择性导通或断开。安装座内设置有油路，油路的出油口与第二泄油孔相连通，滑油压力传感器用于检测油路的滑油压力，测量稳定，成本低。

技术研发人员：王石柱,王克菲,陈波,吕新
受保护的技术使用者：上海尚实航空发动机股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/9