一种活塞式航空发动机振动试验方法与流程

1.本发明涉及发动机振动试验技术领域，具体为一种活塞式航空发动机振动试验方法。


背景技术：

2.航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，为航空器提供飞行所需动力的发动机。作为飞机的心脏，被誉为“工业之花”，它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性，是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。
3.为保证飞机在高空中飞行的安全，在发动机投入使用前，需要对发动机进行振动试验，以检测该发动机在振动条件下各个指标是否符合运行要求。
4.但是现有的关于活塞式航空发动机振动试验方法，国内企业、主机厂缺少经验，相关参考文献也少之又少，国外相关法规内容表述宽泛，不足以提供指导实施。为此，本技术提出一种活塞式航空发动机振动试验方法。


技术实现要素：

5.针对背景技术中提出的现有活塞式航空发动机振动试验方法在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种活塞式航空发动机振动试验方法，解决了上述背景技术中提出的问题。
6.本发明提供如下技术方案：一种活塞式航空发动机振动试验方法，包括以下步骤：
7.步骤一：安装测试设备；
8.所述测试设备传感器、便携式数据采集仪、路由器、笔记本、通讯线及网线、移动台架和台架控制台，将传感器固定在试验部件上，传感器的信号线连接至便携式数据采集器上，数据采集器通过路由器和网线连接至笔记本上，实现数据实时传输和显示；
9.步骤二：进行扫频试验；
10.所述扫频试验用于获得试验部件的振动位移或者振动应力，以确定试验部件中的关键部件和振动敏感部件的峰值振动水平及其对应的转速工况；
11.所述扫频试验包括弯振特性测试以及弯振-扭振特性测试，分别用于试验弯振特性部件以及弯振-扭振特性部件；
12.步骤三：进行驻留试验；
13.所述驻留试验的作用是确定该试验部件在振动峰值长时间工作下，是否会因振动而导致失效；
14.所述驻留试验的过程是：对振动烈度或者振动应力较大的关键部件和振动敏感部件，在振动位移峰值或振动加速度峰值所对应的工况点进行试验。
15.优选的，所述弯振特性测试的过程为：调控发动机转速，使得发动机转速覆盖从慢车转速到设定转速的范围，根据传感器获取试验部件的峰值振动水平及其对应的转速工况。
16.优选的，所述弯振-扭振特性测试的过程为：通过测量弯振-扭振特性部件两端的扭转角以及双质量飞轮的扭转角，获取在相同转速下弯振-扭振特性部件的扭转角与双质量飞轮的扭转角差值。
17.优选的，在所述弯振特性测试的过程中，发动机设定速度为所要求的最大连续转速的110％与所要求的最大起飞转速的103％中的较大者。
18.优选的，所述弯振特性部件包括高压燃油泵、涡轮增压器；
19.所述弯振-扭振特性部件包括螺旋桨轴、曲轴。
20.优选的，在所述弯振-扭振特性测试的过程中，形成测量弯振-扭振特性部件最大扭转角的最大弯曲应力对应于发动机最大转速、最大功率时的运行状态。
21.本发明具备以下有益效果：
22.本发明结合了发动机的性能特点，使适航条款更具操作性和实践性，为今后国内活塞式航空发动机振动试验提供参考依据，完善了国内活塞式航空发动机振动试验方法，并形成了国内首次振动试验适航任务提供指导方法，为国内活塞式航空发动机新品的适航验证探索出适合的方法和经验。
附图说明
23.图1为本发明的方法流程图；
24.图2为本发明试验测试示意图。
25.实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.为了解决活塞式航空发动机振动适航工作任务的需求，需要制定和编制一种可执行实施的试验方法，本试验方法必须满足中国民航认证条款要求，适用于活塞式航空发动机振动试验，根据cs-e法规和适航要求，并结合声明发动机性能特点，进行优化调整，对于缸体、缸盖、进气歧管等结构固有频率远大于发动机工作频率的部件，可以仅通过使用经验、cae分析或者固有频率测试等方式表明不会发生过大振动。对于关键部件、振动敏感部件，则必须使用振动试验的方法验证符合性，振动试验主要包括扫频试验和驻留试验：
28.请参阅图1，一种活塞式航空发动机振动试验方法，包括以下步骤：
29.步骤一：安装测试设备；
30.参阅附图2，测试设备传感器、便携式数据采集仪、路由器、笔记本、通讯线及网线、移动台架和台架控制台，将传感器固定在试验部件上，传感器的信号线连接至便携式数据采集器上，数据采集器通过路由器和网线连接至笔记本上，实现数据实时传输和显示，操作人员控制发动机的启动、运行、停机。
31.步骤二：进行扫频试验；
32.扫频试验用于获得试验部件的振动位移或者振动应力，以确定试验部件中的关键部件和振动敏感部件的峰值振动水平及其对应的转速工况；
33.振动敏感部件是利用使用经验、cae分析或者振动扫频实验确定的部件；
34.关键部件是由于振动的影响而失效后，对发动机产生危害性后果的部件；
35.扫频试验包括弯振特性测试用于试验弯振特性部件，如高压燃油泵、涡轮增压器；
36.弯振-扭振特性测试用于试验弯振-扭振特性部件，如螺旋桨轴、曲轴等轴类试验部件；
37.弯振特性测试的过程为：调控发动机转速，使得发动机转速覆盖从慢车转速到最大连续转速的110％或到所要求的最大起飞转速的103％，两者取较大者，然后根据传感器获取试验部件的峰值振动水平及其对应的转速工况。
38.弯振-扭振特性测试的过程为：通过测量弯振-扭振特性部件两端的扭转角以及双质量飞轮的扭转角，获取在相同转速下弯振-扭振特性部件的扭转角与双质量飞轮的扭转角差值；
39.在弯振-扭振特性测试的过程中，形成测量弯振-扭振特性部件最大扭转角的最大弯曲应力对应于发动机最大转速、最大功率时的运行状态。
40.步骤三：进行驻留试验；
41.驻留试验的作用是确定该试验部件在振动峰值长时间工作下，是否会因振动而导致失效；
42.驻留试验的过程是：对振动烈度或者振动应力较大的关键部件和振动敏感部件，在振动位移峰值或振动加速度峰值所对应的工况点进行试验。
43.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
44.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。