一種航空發動機滑油系統高空性試驗系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及航空發動機技術領域，更具體地，涉及一種航空發動機滑油系統高空性試驗系統及方法。
【背景技術】
[0002]航空發動機滑油系統的高空性是指滑油栗供回油量可保證發動機正常可靠工作所能達到的最高飛行高度。航空發動機的滑油栗一般都是容積式的，常用的有齒輪栗、旋板栗和轉子栗。容積式栗的特點是栗前抽真空，栗后將流體強制送出，當進口條件相同時，栗出口流量基本保持不變，栗后壓力取決于栗后阻力。滑油栗的性能不但與滑油栗本身結構有關，還與其所處的系統有關，當發動機隨飛機上升時，發動機所在當地大氣壓會隨高度的升高而降低，而在滑油系統中，滑油箱或軸承腔都是經通風器與大氣相通的(節流通風除夕卜)，當地大氣壓的降低，油箱或軸承腔內的壓力相應降低，導致滑油進油管內的流速降低，當流速降低到不足以充填栗的栗送能力時，就會導致滑油栗的性能急劇下降，不能滿足發動機的正常需要。因此，發動機滑油系統的高空性對滑油系統能否正常工作乃至飛機安全飛行起著重要的決定作用。需要對發動機滑油系統高空性進行試驗分析。目前，滑油系統的高空性試驗分析通常采用栗前抽真空開展滑油栗高空性能試驗。
[0003]采用栗前抽真空開展滑油栗高空性能試驗，滑油系統流量主要是通過在純油條件、相同油溫下進行滑油栗組各級栗的高空性能試驗來獲得，但由于回油栗在發動機上的實際工作條件是油氣兩相流，且增壓級和回油級的工作溫度相差很大，因此，這種試驗不能真實反映滑油栗組在不同熱負荷和高空條件下的工作性能，更不能完全代表其工作可靠性和壽命，而只能靠發動機試車來驗證和積累，必將影響發動機研制進度和研制費用。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種結構緊湊、成本低的滑油系統高空性能試驗系統。該試驗系統合理設置各個關鍵部件、科學設置各關鍵部件之間的連接關系，可以成功模擬被測發動機滑油系統工作情況，并可對系統作用形成負壓成功模擬發動機滑油系統的高空條件和熱負荷條件，以此檢測獲得發動機滑油系統的高空性能。
[0005]本發明要解決的另一個技術問題是提供一種航空發動機滑油系統高空性試驗方法。該試驗方法模擬設置于發動機滑油系統各個部件所對應的油壓、溫度或流量，通過調節真空栗來形成模擬高空條件，通過測量各個滑油腔的出口油壓和積油狀況，獲得發動機滑油系統的高空性能。該方法操作簡單、準確度高，可大幅降低發動機整機試驗時數及費用。
[0006]本發明的上述目的通過以下技術方案予以實現:
提供一種航空發動機滑油系統高空性試驗系統，所述試驗系統根據發動機的滑油系統設置有通過管道連接的真、油箱、增壓栗、滑油腔和回油栗;所述油箱連通有真空栗，所述回油栗包括滑油腔回油栗和主回油栗，所述滑油腔模擬發動機軸承腔，主回油栗與油箱相通，主回油栗與油箱之間設置有調壓閥門，所述增壓栗與滑油腔之間設置有壓力傳感器、溫度傳感器和質量流量計;所述滑油腔內設置有可調節流量的當量噴嘴;所述滑油腔的數量至少為I;所述油箱包括加熱裝置。
[0007]發動機的滑油系統包括供油系統、回油系統和通風系統。本發明通過模擬某一發動機滑油系統設置了一個模擬滑油系統用來測試航空發動機滑油系統的高空性。具體地，該模擬系統包括真空栗、油箱、增壓栗、滑油腔和回油栗;所述真空栗用來對油箱抽真空形成負壓，模擬發動機處于高空條件，因為當發動機隨飛機上升時，發動機所在當地大氣壓會隨高度的升高而降低，而對油箱進行抽真空會使得油箱內氣壓降低，從而達到模擬高空條件的目的。所述滑油腔包括可調節流量的當量噴嘴用來模擬發動機的軸承腔，滑油腔的數量和連接關系模擬被測發動機的軸承腔。來自油箱的油經增壓栗增壓后，分別供給滑油腔，滑油腔滑油經主回油栗抽回油箱。
[0008]本發明不僅模擬構建滑油系統中的各個關鍵部件，并為發動機滑油系統提供高空性能條件。進一步地，本發明系統還設置了系統的測試裝置，對模擬系統的油壓、溫度和流量進行測試，從而準確了解和掌握及應用模擬發動機滑油系統各部件的額定參數。具體地，所述測試裝置包括在所述增壓栗與滑油腔之間設置的壓力傳感器、溫度傳感器和質量流量計，在發動機規定壓力及溫度條件下質量流量計測得增壓栗出口總流量與發動機供油量相同；調壓閥門調節主回流栗出口油壓。
[0009]進一步地，所述油箱連接有氣體輸入裝置。
[0010]—種航空發動機滑油系統高空性試驗方法，使用以上所述的航空發動機滑油系統高空性試驗系統，包括以下步驟:
51.模擬被測發動機滑油系統，設置油箱、增壓栗、滑油腔和回油栗的連接關系和數量；
52.打開增壓栗、滑油箱和回油栗；
53.調節當量噴嘴，使得各個滑油腔與對應的被測發動機軸承腔供油量相同，從而模擬發動機供油系統供給各軸承腔的滑油流量；
54.調節增壓栗出口截面，使得增壓栗出口油壓與發動機規定壓力相同，通過高溫油箱保證滑油供油溫度與發動機相同，滑油栗出口壓力及溫度通過壓力傳感器和溫度傳感器分別測量，通過調節當量噴嘴使得增壓栗出口總流量與發動機供油量相同，出口總流量通過質量流量計測量；
55.調節調壓閥門，使得滑油回油壓力與發動機相同；
56.用真空栗對油箱進行抽負壓，模擬出油箱與各滑油腔的高空條件；
57.監測各個滑油腔的通風系統出口氣壓和回油系統出口油壓，以及各滑油腔積油狀況進行高空性判斷。
[0011]既然是需要模擬滑油系統，也為了該系統具有通用性，通過調節滑油腔的當量噴嘴，調節各個滑油腔與發動機軸承腔供油量相同;通過增壓栗調節油箱的出口流量，模擬發動機供油量;主回油栗與油箱之間設置有調壓閥門，通過調壓閥門調節主回流栗出口油壓，模擬發動機回油系統主回流栗出口油壓。
[0012]更進一步地，還包括向油箱通入氣體的步驟。通過向油箱中通入氣體可起到增壓的作用，進一步模擬航空發動機從高空到低空氣壓變化后的工作狀態。使得本發明所述試驗系統可以模擬發動機工作各高度、各狀態軸承腔腔壓。獲取整個包線范圍內滑油系統高空工作狀態。
[0013]本發明具有以下有益效果:
本發明提供了一種新的發動機滑油系統高空性試驗系統，合理設置各個關鍵部件、科學設置各關鍵部件之間的連接關系，可以成功模擬被測發動機滑油系統工作情況，并可對系統作用形成負壓成功模擬發動機滑油系統的高空條件和熱負荷條件，以此檢測獲得發動機滑油系統的高空性能。
[0014]基于本發明所述系統，通過調節滑油腔的當量噴嘴，調節各個滑油腔與發動機軸承腔供油量相同；通過增壓栗調節油箱的出口流量，模擬發動機供油量;通過調壓閥門調節主回流栗出口油壓，模擬發動機回油系統主回流栗出口油壓，本發明方法模擬設置與發動機滑油系統各個部件所對應的油壓、溫度或流量，給予模擬的高空條件，通過測量各個滑油腔的出口油壓和積油狀況，獲得發動機滑油系統的高空性能。
[0015]現有技術因不能準確確定發動機高空性能，只能靠發動機高空臺試車來驗證和積累數據，而影響發動機研制進度，浪費研制費用。本發明克服現有技術的缺陷，通過模擬發動機工作各高度、各狀態軸承腔腔壓，可真實模擬發動機滑油系統在不同熱負荷和高空條件下的工作性能，提早摸底考核滑油栗工作可靠性和壽命，操作簡單、準確度高，可大幅降低發動機整機試驗時數及費用。
【附圖說明】
[0016]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
圖1是實施例1和實施例2滑油系統高空性試驗原理圖。
【具體實施方式】
[0017]以下結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明，但是以