涡轴发动机检查试验装置、系统及方法与流程

本公开涉及涡轴发动机技术领域，尤其涉及一种涡轴发动机检查试验装置、系统及方法。

背景技术：

涡轴发动机作为直升机的动力装置，通过动力涡轮轴、动力传动轴、主减速器内的离合器、减速齿轮将动力传给旋翼，传动轴系统复杂，任何一个环节出现故障都可能导致涡轴发动机动力涡轮出现异常，导致动力涡轮转速瞬间急剧上升，此时涡轴发动机控制系统必须及时触发动力涡轮超转保护功能以防止动力涡轮破坏性超转，避免发生飞行安全事故。因此，涡轴发动机需要在动力涡轮发生真实超转的情况下验证其控制系统动力涡轮超转保护功能是否满足设计要求。

相关技术中，涡轴发动机在进行超转保护系统功能验证试验时，为达到超转目的，一般采用调低超转保护值的办法来实现超转保护功能检查。

然而，调低超转保护值的办法可初步验证超转保护功能是否正常，但由于转速低于实际超转转速，无法模拟真实超转情况下，超转保护系统的响应速度和控制精度。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

公开内容

本公开的目的在于提供一种涡轴发动机检查试验装置、系统及方法，进而至少在一定程度上克服相关技术中，涡轴发动机检查试验装置无法模拟真实超转情况下，超转保护系统的响应速度和控制精度。

根据本公开的一个方面，提供一种涡轴发动机检查试验装置，用于提供所述涡轴发动机的超转状态，该涡轴发动机检查试验装置包括：动力吸收装置和负载控制器。动力吸收装置与所述涡轴发动机的涡轴传动连接，用于向所述涡轴发动机的涡轴施加负载；负载控制器与所述动力吸收装置连接，用于向所述动力吸收装置输出负载信号以调节所述动力吸收装置向所述涡轴发动机涡轴施加负载的大小，从而提供所述涡轴发动机的超转状态。

在本公开的一种示例性实施例中，所述动力吸收装置为测功器。

在本公开的一种示例性实施例中，所述负载控制器为负载杆。

根据本公开的一个方面，提供一种涡轴发动机检查试验系统，该系统包括上述的涡轴发动机检查试验装置以及涡轴发动机，所述涡轴发动机具有超转保护模块，所述超转保护模块用于实现涡轴超转保护功能。

在本公开的一种示例性实施例中，所述涡轴发动机还包括转速控制模块。转速控制模块用于根据所述涡轴发动机的涡轴转速调节所述涡轴发动机的燃油量以控制所述涡轴的转速为一恒定转速。

在本公开的一种示例性实施例中，所述转速控制模块包括处理单元和控制单元。处理单元用于根据所述涡轴发动机的涡轴转速生成一油量调节信号；控制单元用于根据所述油量调节信号调节所述涡轴发动机的燃油量。

根据本公开的一个方面，提供一种涡轴发动机检查试验方法，应用上述的涡轴发动机检查试验系统，该方法包括：

控制涡轴发动机的功率到达一预设功率；

通过负载控制器控制动力吸收装置以降低向所述涡轴发动机涡轴施加的负载，从而提供所述涡轴发动机的超转状态；

检测所述超转保护模块的功能。

在本公开的一种示例性实施例中，通过负载控制器控制动力吸收装置降低向所述涡轴发动机涡轴施加的负载，包括：

通过负载控制器控制动力吸收装置以预设速率降低向所述涡轴发动机涡轴施加的负载。

在本公开的一种示例性实施例中，控制涡轴发动机的功率到达一预设功率，包括：

调节所述涡轴发动机的输出功率，并实时检测所述涡轴发动机燃烧室出口的温度；

当所述涡轴发动机燃烧室出口的温度到达一预设温度时，判断所述涡轴发动机到达所述预设功率。

在本公开的一种示例性实施例中，所述负载控制器为负载杆，通过负载控制器控制动力吸收装置以预设速率降低向所述涡轴发动机涡轴施加的负载包括：

在预设时间内下拉所述负载杆以将所述动力吸收装置向所述涡轴发动机涡轴施加的负载降低为零。

本公开提出一种涡轴发动机检查试验装置、系统及方法。该涡轴发动机检查试验装置包括动力吸收装置和负载控制器。动力吸收装置与所述涡轴发动机的涡轴传动连接，用于向所述涡轴发动机的涡轴施加负载；负载控制器与所述动力吸收装置连接，用于向所述动力吸收装置输出负载信号以调节所述动力吸收装置向所述涡轴发动机涡轴施加负载的大小。当动力吸收装置向涡轴提供的负载减少时，涡轴发动机涡轴的扭矩减小，由于涡轴发动机的功率不变，涡轴发动机涡轴的转速会变大，从而提供所述涡轴发动机的超转状态。本公开提供的涡轴发动机检查试验装置可以真实提供涡轴发动机的超转状态，且该涡轴发动机检查试验装置结构简单实现成本低。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开涡轴发动机检查试验装置一种示例性实施例的结构示意图；

图2为本公开涡轴发动机检查试验系统一种示例性实施例的结构示意图；

图3为本公开涡轴发动机检查试验方法一种示例性实施例的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“高”“低”“顶”“底”“左”“右”等也作具有类似含义。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

根据本公开的一个方面，提供一种涡轴发动机检查试验装置，用于提供所述涡轴发动机的超转状态，如图1所示，为本公开涡轴发动机检查试验装置一种示例性实施例的结构示意图。该涡轴发动机检查试验装置包括：动力吸收装置1和负载控制器2。动力吸收装置1与所述涡轴发动机的涡轴传动连接，用于向所述涡轴发动机的涡轴施加负载；负载控制器与所述动力吸收装置连接，用于向所述动力吸收装置输出负载信号以调节所述动力吸收装置向所述涡轴发动机涡轴施加负载的大小，从而提供所述涡轴发动机的超转状态。

本示例性实施例提出一种涡轴发动机检查试验装置。该涡轴发动机检查试验装置包括动力吸收装置和负载控制器。动力吸收装置与所述涡轴发动机的涡轴传动连接，用于向所述涡轴发动机的涡轴施加负载；负载控制器与所述动力吸收装置连接，用于向所述动力吸收装置输出负载信号以调节所述动力吸收装置向所述涡轴发动机涡轴施加负载的大小。当动力吸收装置向涡轴提供的负载减少时，涡轴发动机涡轴的扭矩减小，由于涡轴发动机的功率不变，涡轴发动机涡轴的转速会变大，从而提供所述涡轴发动机的超转状态。本公开提供的涡轴发动机检查试验装置可以真实提供涡轴发动机的超转状态，且该涡轴发动机检查试验装置结构简单实现成本低。

本示例性实施例中，所述动力吸收装置1可以选择为测功器，所述负载控制器可以选择为负载杆。测功器可以通过水阻、磁阻或摩擦阻力，对涡轴发动机施以阻力矩，并吸收能量，转变成热能或电能，利用测量这些消耗的能量以达到测量功率的目的。本示例性实施例中，测功器可以为水力测功器、电涡流测功器、电力测功器、液力单元测功器及液压测功器等。负载杆是一种控制测功器输出负载的仪器。负载杆通过向测功器输出负载信号可以调节所述动力吸收装置向所述涡轴发动机涡轴施加负载的大小。应该理解的是，在其他示例性实施例中，动力吸收装置和负载控制器还可以为其他结构，这些都属于本公开的保护范围。

本示例性实施例还提供一种涡轴发动机检查试验系统，如图2所示，为本公开涡轴发动机检查试验系统一种示例性实施例的结构示意图。该系统包括上述的涡轴发动机检查试验装置以及涡轴发动机3，所述涡轴发动机具有超转保护模块4，所述超转保护模块用于实现涡轴超转保护功能。

本示例性实施例中，涡轴发动机的涡轴与上述的动力吸收装置连接。使用该涡轴发动机检查试验系统时，首先，控制涡轴发动机的功率达到一预设的值。然后，通过负载控制器输出的负载信号控制动力吸收装置减小向涡轴施加的负载。动力吸收装置向涡轴施加的负载减小时，涡轴发动机涡轴的扭矩减小，由于涡轴发动机的功率不变，因而，涡轴发动机涡轴的转速增加，从而达到涡轴发动机超转状态。最后，判断超转保护模块的设计是否满足要求。

相关技术中，涡轴发动机涡轴的输出转速一般需要为一恒定值，本示例性实施例中，为了保证涡轴发动机的输出转速保持为一恒定转速，如图2所示，所述涡轴发动机还可以包括转速控制模块5。转速控制模块5用于根据所述涡轴发动机的涡轴转速调节所述涡轴发动机的燃油量以控制所述涡轴的转速为一恒定转速。其中，所述转速控制模块可以包括处理单元51和控制单元52。处理单元51用于根据所述涡轴发动机的涡轴转速生成一油量调节信号；控制单元52用于根据所述油量调节信号调节所述涡轴发动机的燃油量以控制所述涡轴为一恒定转速。

本示例性实施例中，转速控制模块5根据发动机的实际转速通过调节燃油量的方式控制涡轴的转速。例如，当涡轴的转速大于上述的恒定转速时，转速控制模块5减小燃油量以降低涡轴的转速。因此，转速控制模块5控制涡轴的转速具有滞后性。当涡轴发动机的涡轴具有一个较大的转速变化时，转速控制模块5并不能及时对涡轴的转速进行调整。

本示例性实施例还提供一种涡轴发动机检查试验方法，应用上述的涡轴发动机检查试验系统，本示例性实施例可以根据转速控制模块控制涡轴的滞后性，通过如下方法检测涡轴发动机的超转保护功能。如图3所示，为本公开涡轴发动机检查试验方法一种示例性实施例的流程图。该方法包括：

步骤s1：控制涡轴发动机的功率到达一预设功率；

步骤s2：通过负载控制器控制动力吸收装置以降低向所述涡轴发动机涡轴施加的负载，从而提供所述涡轴发动机的超转状态；

步骤s3：根据所述涡轴发动机涡轴转速检测所述超转保护模块的功能。

其中，控制涡轴发动机的功率到达一预设功率是为了涡轴发动机的负载改变时可以获得一个较大的转速改变。控制涡轴发动机的功率到达一预设功率可以包括：调节所述涡轴发动机的输出功率，并实时检测所述涡轴发动机燃烧室出口的温度；当所述涡轴发动机燃烧室出口的温度到达一预设温度时，判断所述涡轴发动机到达所述预设功率。

为了使得涡轴的转速获得一个较大的变化量，以将涡轴发动机处于超转状态。本示例性实施例中，通过负载控制器控制动力吸收装置降低向所述涡轴发动机涡轴施加的负载可以包括：通过负载控制器控制动力吸收装置以预设速率降低向所述涡轴发动机涡轴施加的负载。其中，所述负载控制器可以为负载杆，通过负载控制器控制动力吸收装置以预设速率降低向所述涡轴发动机涡轴施加的负载可以包括：在预设时间内下拉所述负载杆以将所述动力吸收装置向所述涡轴发动机涡轴施加的负载降低为零。预设时间可以为0.5s。应该理解的是，在其他示例性实施例中，通过负载控制器控制动力吸收装置以预设速率降低向所述涡轴发动机涡轴施加的负载可以有更多的方式，例如，在0.3s内将涡轴发动机的负载降低为原先的三分之一等，这些都属于本公开的保护范围。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

上述所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中，如有可能，各实施例中所讨论的特征是可互换的。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。