燃油喷嘴分布不均匀度试验装置的制作方法

本发明涉及航空发动机技术领域，具体地，涉及一种燃油喷嘴分布不均匀度试验装置。

背景技术：

目前行业内的燃油喷嘴分布不均匀度测量装置一般是将燃油喷嘴喷出的燃油通过分布器分散后分别流至对应油箱内，再由一个流向转换器将油箱内燃油放油至具有称重装置的燃油收集室内，该测量装置需为流向转换器配套设置大量控制燃油流向的自动控制机构，结构复杂，工作可靠性不高。

此外，现有技术的测量装置仅能对单个燃油喷嘴进行测试，无法对燃油总管进行测试。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单连贯、适于单个燃油喷嘴或燃油总管的、测试精度高的燃油喷嘴分布不均匀度试验装置。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种燃油喷嘴分布不均匀度试验装置，被测喷嘴装夹在试验夹具上，包括依次位于试验夹具下方的分布筒和中断槽，试验夹具可使被测喷嘴处于分布筒的中心，分布筒内设有具有多个等分格的周向分布器，周向分布器的每个等分格底部接有连接至中断槽的引流管，中断槽包括多个用于接收每根引流管内燃油的活动斗，活动斗与引流管数量相等，活动斗下方错位设置有与活动斗数量相等的固定斗，多个活动斗设置在一个由伸缩机构控制移动的活动板上，活动斗可被活动板带动移动至与固定斗位置上下对应，固定斗下方设有与固定斗数量相等的集油箱，固定斗与集油箱之间接有油管，每个集油箱底部均设有称重传感器，还包括用于放置各称重传感器的第一支撑座。

进一步地，试验夹具为单个喷嘴夹具，试验夹具包括与分布筒口部适配安装的圆盘和设于圆盘中心的喷嘴安装孔。

进一步地，试验夹具为总管喷嘴夹具，试验夹具包括与分布筒口部适配安装的具有开口段的圆弧盘、设于开口段的总管喷嘴安装盘及设于总管喷嘴安装盘下方的流道，流道与圆弧盘固定连接，总管喷嘴安装盘与流道焊接成一体，总管喷嘴安装盘上位于分布筒中心的喷嘴安装孔处于流道外侧，流道用于引流总管喷嘴安装盘上除分布筒中心燃油喷嘴以外的燃油喷嘴喷出的燃油，靠近分布筒中心燃油喷嘴处的流道壁呈大于喷嘴喷雾锥角的倾斜锥角结构或弧状结构；试验装置还包括与流道出口接通的导油管。

进一步地，引流管为位置固定的硬质管，引流管与活动斗位置一一对应设置。

更进一步地，中断槽整体呈矩形框架结构，矩形框架结构的中断槽包括用于固定引流管的上封板、安装固定斗的底封板、连接上封板和底封板的侧封板。

再进一步地，底封板上还设有回油漏斗，回油漏斗底部接有回油管，回油管由第二支撑座提供支撑。

还进一步地，第一支撑座和第二支撑座独立设置。

进一步地，侧封板上安装有电感式接近开关用于监测活动板的位移。

进一步地，侧封板上设有通风管。

进一步地，称重传感器的最大显示分值为10000分度，量程为6kgf。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）本试验装置设置分布筒分散燃油喷嘴喷出的燃油，随后通过活动斗、固定斗、集油箱的对应连贯布置，为油路提供顺利下流称重的路径，其中活动斗为可在气缸控制下移动至与固定斗位置对应，通过活动斗来切换流入集油箱的燃油，使得每个油箱的接油时间一致，同时设置的称重传感器为高精度级别，确保对每个分布筒内下流的燃油重量作出精确的测量，以便精确得知燃油喷嘴的分布不均匀度；

2）适用性强，既可测试单个燃油喷嘴，也可对具有多个燃油喷嘴的燃油总管进行试验；

3）在进行燃油总管分布不均匀度试验时，试验夹具的流道可及时引流非试验状态下燃油喷嘴喷出的燃油，不会对试验燃油喷嘴的喷射产生干涉；总管喷嘴试验件可通过上提来脱离总管喷嘴安装盘，随后总管喷嘴试验件旋转一定角度，使需要测试的燃油喷嘴处于分布筒的中心处，再将总管喷嘴试验件通过快卸夹具固定在总管喷嘴安装盘上，操作简单便利；

4）引流管为硬质管且固定至中断槽的上封板上，引流管为一次安装到位型，可确保引流管不发生错位安装，确保每个引流管流出的燃油只会进入一个活动斗；

5）燃油在燃油总管喷油时就开始流出，可能流到固定斗，也可能流到底封板上，而本试验装置在底封板上设置了回油漏斗，可及时将流至底封板上的燃油及时清理；

6）第一支撑座和第二支撑座独立设置，即称重传感器与回油管单独支撑，可有效避免试验装置非测量因素对称重传感器造成的测量误差，进一步确保精确测量。

附图说明

图1为实施例1所述的燃油喷嘴分布不均匀度试验装置的立体结构示意图；

图2为图1中中断槽的内部结构示意图；

图3为实施例1所述的试验夹具、分布筒和中断槽在另一视图方向的立体结构示意图；

图4为实施例1所述的试验夹具、分布筒和中断槽在又一视图方向的立体结构示意图；

图5为实施例2所述的燃油喷嘴分布不均匀度试验装置的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1和图2所示，提供一种燃油喷嘴分布不均匀度试验装置，用于测试燃油总管，包括用于装夹燃油总管的试验夹具1，试验夹具为总管喷嘴夹具，试验装置还包括依次位于试验夹具1下方的分布筒2和中断槽3，试验夹具1可使被测喷嘴处于分布筒2的中心，分布筒2内设有具有多个等分格的周向分布器21，周向分布器21的每个等分格底部接有连接至中断槽3的引流管31，如图2所示，中断槽3包括多个用于接收每根引流管31内燃油的活动斗32，活动斗32与引流管31数量相等，活动斗32下方错位设置有与活动斗数量相等的固定斗33，多个活动斗32设置在一个由气缸34控制移动的活动板35上（气缸即为上文中提到的伸缩机构），活动斗32可被活动板35带动移动至与固定斗33位置上下对应，活动斗32底部设有出油孔供燃油流出，固定斗33下方设有与固定斗数量相等的集油箱4，固定斗33与集油箱4之间接有油管5，每个集油箱4底部均设有称重传感器6，还包括用于放置各称重传感器的第一支撑座7。

具体地，中断槽3整体呈矩形框架结构，其包括上封板361、安装固定斗33的底封板362、连接上封板和底封板的侧封板363，固定斗33焊接在底封板362上，引流管31固定至上封板361上，活动斗32焊接在活动板35上，大致呈封闭状的中断槽可确保燃油在中断槽内免受外界干扰。

引流管31为位置固定的硬质管，引流管31与活动斗32位置一一对应设置（活动斗在初始状态下，引流管是靠近活动斗内壁设置的），位置固定的引流管为一次安装到位型，可确保引流管不发生错位安装，确保每个引流管流出的燃油只会进入一个活动斗。

本试验装置通过分布筒中的周向分布器分散燃油喷嘴喷出的燃油，周向分布器的每个等分格将燃油通过引流管送入活动斗，进一步将活动斗设置为可移动的，在正式进行不均匀度测试时，活动斗迅速移动至固定斗对应位置，使得燃油顺利进入固定斗，以便试验装置截取某一个阶段时间的燃油进行试验，通过活动斗来切换流入集油箱的燃油，使得每个集油箱的接油时间一致，同时该设计还考虑到了燃油总管试验件在试验初期可能工作不太稳定，对燃油喷嘴的燃油喷射造成不利影响，活动斗可在燃油总管试验件工作稳定后再移至固定斗处放油，确保测量结果精确。

总管喷嘴夹具包括与分布筒口部适配安装的具有开口段的圆弧盘11、设于开口段的总管喷嘴安装盘12及设于总管喷嘴安装盘下方的流道13，流道13与圆弧盘11固定连接，总管喷嘴安装盘12与流道13焊接成一体，总管喷嘴安装盘12上位于分布筒中心的喷嘴安装孔处于流道13外侧，流道13用于引流总管喷嘴安装盘12上除分布筒中心燃油喷嘴以外的燃油喷嘴喷出的燃油，靠近分布筒中心燃油喷嘴处的流道壁呈大于喷嘴喷雾锥角的倾斜锥角结构或弧状结构；试验装置还包括与流道13出口接通的导油管8。

具体地，总管喷嘴试验件可通过上提来脱离总管喷嘴安装盘12，随后总管喷嘴试验件旋转一定角度，使需要测试的燃油喷嘴处于分布筒的中心处，再将总管喷嘴试验件通过快卸夹具固定在总管喷嘴安装盘12上，如此，被测喷嘴处于流道13外侧，流道可及时引流非试验状态下燃油喷嘴喷出的燃油，不会对被测燃油喷嘴的喷射产生干涉。

流道13底部从分布筒中心处开始呈利于燃油往低处流动的倾斜状，流道出口为倾斜末端，流道13出口与导油管8之间法兰连接，导油管管径为dn100。

气缸34的缸筒固定在侧封板363上，气缸34内置的推杆固定在活动板35上，中断槽3相对的两块侧封板之间在活动板35底部处设有两个直线导轨机构，直线导轨机构固定在底封板362上，直线导轨机构的导轨371与气缸34内置的推杆平行，直线导轨机构的滑块372可在导轨371上滑移，活动板35与直线导轨机构的滑块372连接，如此，通过plc控制气缸34内置的推杆推动活动板35进而带动滑块372沿导轨371滑移，侧封板363上还安装有电感式接近开关391（见图4所示），活动板35上还装有金属感应条392，电感式接近开关391与金属感应条392在活动板35滑移方向的距离设为气缸34的行程参数（本实施例中气缸的行程参数设为125mm），电感式接近开关391与金属感应条392的检测方向（与滑移方向垂直）距离设为小于4mm，电感式接近开关391与plc电连接，当活动板35带动金属感应条392移动至电感式接近开关391的检测范围内，活动板35停止滑移。因本实施例电感式接近开关391与金属感应条392的滑移方向距离为125mm，故活动板35的行程为125mm，活动斗32距离侧封板363的距离需大于行程125mm，否则在移动时将碰到侧封板363。活动斗32本身设计的宽度也需大于行程125mm，否则活动斗在移动时会碰到固定在上封板的引流管31。

燃油在燃油总管喷嘴喷油时就开始流出，由分布筒2的各等分格底部引流管31流入活动斗32，活动斗32在移动过程中，燃油会先从其出油口下流至底封板362，待活动斗32移动至与固定斗33位置对应时，燃油才会从活动斗下流至固定斗，为确保试验装置的整体整洁及底封板上油液的清理，本试验装置在底封板上还设有回油漏斗38，回油漏斗底部接有回油管，回油管管径为dn80，下流至底封板上的燃油可被顺利清理至回油漏斗，回油管由第二支撑座9提供支撑。

为避免试验装置非测量因素对称重传感器造成测量误差，称重传感器6与回油管单独支撑，即第一支撑座7和第二支撑座9独立设置，以便进一步确保精确测量，两种支撑座均采用80mm×80mm的方钢焊接而成。

如图1所示，中断槽侧封板363上设有空气对流通风口3631，防止中断槽3内形成封闭真空腔导致气缸34不能推动活动板35滑移。如图3所示，中断槽侧封板363上还设有通风管b，管径为dn200，材料选用不锈钢304，通风管b与主风管连接，中断槽3内的油雾可通过通风管b进入主风管，再进入与主风管连接的油雾净化器进行油雾分离，减小了油雾通过空气对流通风口3631进入装置外部环境，避免安全隐患。总的来说，中断槽3将燃油总管试验件喷出的高压燃油经分开设计的活动斗32和固定斗33后，只在重力作用下，漏流至集油箱4，主要起到调压与计量之间转换。固定斗33与集油箱4间的油管管径为dn15。

集油箱4设计容积为5l，底部安装防爆电磁阀放油，为减轻重量，集油箱的材料选用铝合金材料。

称重传感器6的最大显示分值为10000分度，量程为6kgf，最小显示分值为0.5g，本试验装置还配备有测控系统和操纵台，各称重传感器的测量数值显示由测控系统采集数据在操纵台屏幕上显示，测控系统和操纵台的相关设计在现有技术中已普遍存在，在此不再赘述。

本试验装置的工作过程如下：

将燃油总管试验件安装至试验夹具的总管喷嘴安装盘上，使燃油总管试验件开始工作喷油，位于分布筒中心的燃油喷嘴喷出的燃油将分布至各等分格内并沿引流管进入活动斗，其它燃油喷嘴喷出的燃油将沿流道流入导油管排出，一段时间后，通过plc控制气缸推动活动板沿直线导轨滑移，使活动斗移动至与固定斗对应的位置，燃油从活动斗下流至固定斗再沿油管下流至集油箱中，多个称重传感器同时测得对应集油箱中燃油的流量并反馈至操纵台屏幕上，即得燃油喷嘴的分布不均匀度。

实施例2

本实施例与实施例1的区别是：试验夹具为单个喷嘴夹具，如图5所示，单个喷嘴夹具包括与分布筒口部适配安装的圆盘14和设于圆盘中心的喷嘴安装孔15。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。