空气涡轮起动机的测试方法以及进气装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及空气涡轮起动机试验技术领域；尤其涉及一种用于测试空气涡轮起动机的方法以及该方法使用的进气装置。
【背景技术】
[0002]空气涡轮起动机主要用于大飞机主发动机的地面假开车、冷运转和起动。空气涡轮起动机的工作特点主要为:单次接通持续工作时间短，且使用寿命是按起动次数计算的。空气涡轮起动机试验器用于模拟空气涡轮起动机工作状态并录取空气涡轮起动机的性能参数，完成出厂交付检验试验。上述试验器由主管路系统、台架、测功器系统、测试系统、控制系统及调压管路系统等组成。其中主管路系统由电加温器、开启阀、关闭阀、波纹管组件和进气转接段等组成。
[0003]现有空气涡轮起动机进气装置的管路在设计时，为了适应不同功率等级的空气涡轮起动机试验的需求，压力管道的流通面积要大于当时试验件涡轮导向器的喉部面积，且调压管路的流通面积无法调节。空气涡轮起动机试验时，首先压缩空气经调压管路流入消音塔中，通过观测调压管路的总压与总温测量值来调节试验状态。状态稳定后，调压管路关闭，主管路开启，一定压力与温度的压缩空气进入空气涡轮起动机，空气涡轮起动机开始工作，其输出轴转速随时间的变化曲线由测功器加载控制。
[0004]由于试验件的涡轮导向器的喉部面积小于进气管道的流通面积，且调压管路的流通面积无法调节，因此试验件工作时调压管路所测得的总压值与之前试验件未工作时主管路所测得的总压值相差很大。为了保证试验件在一定的试验状态下试验，就需要经过多次调节调压管路所测得的总压值(试验件未工作时)，才能达到试验目的，这样就耗费了试验件的寿命，且增加了试验时间，浪费人力与物力。
[0005]因此，提出一种进气装置，使其调压管路的流通面积能够调节，以减少试验件寿命的损耗，缩短试验时间，降低人力与物力的浪费，已成为本领域内亟待解决的一大技术问题。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目的在于提出一种进气装置，以解决由于现有进气装置的调压管路的流体面积无法调节，而导致的试验件寿命损耗较大的技术问题。
[0007]本发明的另一个目的在于提出一种空气涡轮起动机的测试方法。
[0008]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
[0009]本发明提出的一种进气装置，其中，包括主管路以及调压管路，所述主管路的出气端连通于待测试的空气涡轮起动机的进气端，所述主管路的进气端与所述调压管路的进气端连通，所述主管路与所述调压管路的启闭状态相反联动，所述进气装置还包括流通面积调节装置；所述流通面积调节装置设于所述调压管路上，用于调节所述调压管路的流通面积。
[0010]根据本发明的一实施方式，所述主管路上设有第一联动阀，所述调压管路上设有第二联动阀，所述第一联动阀与所述第二联动阀的启闭状态相反联动，用以联动调节所述主管路与所述调压管路的启闭状态。
[0011]根据另一实施方式，所述第二联动阀的进、出气端具有第一连接法兰，所述调压管路与所述第二联动阀的两个连接处，分别设有与所述两个第一连接法兰配合连接的两个第二连接法兰，所述流通面积调节装置设于所述第二联动阀出气端的第一连接法兰与对应的第二连接法兰之间。
[0012]根据另一实施方式，所述流通面积调节装置为垫圈，所述垫圈中部开设有内孔，通过调整所述内孔的面积能够调节通过所述第二联动阀流经所述调压管路的气流流量的大小。
[0013]根据另一实施方式，所述垫圈形状与所述第一连接法兰对应；或者，所述垫圈形状与所述第二连接法兰对应。
[0014]根据另一实施方式，所述垫圈内孔面积与待测试的空气涡轮起动机的涡轮导向器的喉部面积大致相等。
[0015]根据另一实施方式，所述第一连接法兰与对应的所述第二连接法兰通过螺栓连接，所述垫圈的外周上设有多个螺栓孔，所述螺栓孔能够与所述螺栓配合，用以将所述垫圈固定于所述第一连接法兰与所述第二连接法兰之间。
[0016]根据另一实施方式，所述第一联动阀与所述空气涡轮起动机之间设有波纹管组件。
[0017]根据另一实施方式，所述波纹管组件与所述空气涡轮起动机之间设有进气转接段，所述进气转接段的进气端连通于所述波纹管组件，所述进气转接段的出气端连通于所述空气涡轮起动机。
[0018]为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案还包括:提出一种空气涡轮起动机的测试方法，其中，包括以下步骤:
[0019]固定空气涡轮起动机，将待测空气涡轮起动机固定于试验件固定座并连接于测功器系统；
[0020]设置进气装置，所述进气装置包括主管路以及调压管路，所述主管路的出气端连通于所述空气涡轮起动机的进气端，所述主管路的进气端与所述调压管路的进气端连通，所述主管路与所述调压管路的启闭状态相反联动，在所述调压管路上设置流通面积调节装置，用于调节所述调压管路的流通面积与所述待测空气涡轮起动机的涡轮导向器的喉部面积大致相同。
[0021]调节实验状态，开启所述调压管路，所述主管路关闭，通过观测所述待测空气涡轮起动机未工作时，调压管路进气端截面总压与总温测量值，来调节所要求的实验状态；以及
[0022]进行测试，开启所述主管路，所述调压管路关闭，一定压力与温度的压缩空气进入所述待测空气涡轮起动机，所述待测空气涡轮起动机开始工作，其输出轴转速随时间的变化曲线由所述测功器系统加载控制。
[0023]由上述技术方案可知，本发明的有益效果在于:本发明提出的进气装置能够调节其调压管路的流通面积。当该进气装置用于对不同型号的空气涡轮起动机进行测试时，只需调节调压管路的流通面积与待测空气涡轮起动机的涡轮导向器的喉部面积大致相等，即可保证待测空气涡轮起动机在所需的特定试验状态下进行试验。与现有技术相比，上述在调压管路上增加流通面积调节装置的结构设计，缩短了试验状态的调节时间并减少了试验过程中待测空气涡轮起动机的起动次数，减少了待测空气涡轮起动机寿命的损耗，缩短了试验时间，降低了人力与物力的浪费。
【附图说明】
[0024]图1是本发明提出的进气装置一实施方式的结构示意图。
[0025]其中，附图标记说明如下:
[0026]1.第一联动阀；2.第二联动阀；3.波纹管组件；4.进气转接段；5.空气涡轮起动机；6.试验件固定座；7.安装座；8.套齿轴；9.测功器系统；10.台架；11.垫圈。
【具体实施方式】
[0027]体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是作说明之用，而非用以限制本发明。
[0028]调压管路实施方式
[0029]如图1所示，本发明提出的进气装置的一实施方式。在本实施方式中，该进气装置能够连接于待测试的空气涡轮起动机5的进气端，用以对该空气涡轮起动机5进行试验。需要说明的是，在本实施方式中，利用包括测功器系统9的试验设备对该空气涡轮起动机5进行测试。该测功器系统9设置在一台架10上，该台架10上还设有一安装座7，空气涡轮起动机5的出气端通过一试验件固定座6固定于该安装座7，并且，空气涡轮起动机5通过套齿轴8连接于测功器系统9，以便测功器系统9对其进行测试。在其他实施方式中，亦可选用相同的功能的固定结构或试验设备对上述结构或设备进行替换，并不以此为限。
[0030]如图1所示，在本实施方式中，该进气装置主要包括主管路以及调压管路。其中，主管路的出气端连通于待测试的空气涡轮起动机5的进气端，主管路的进气端与调压管路的进气端连通。并且，主管路的进气端与出气端之间设有第一联动阀1，调压管路的进气端与出气端之间设有第二联动阀2，第一联动阀1与第二联动阀2的启闭状态相反联动，用以联动调节主管路与调压管路的启闭状态。由此，高压气体可选择地从主管路或者调压管路的进气端进入主管路或调压管路中。需要说明的是，上述的第一联动阀1与第二联动阀2，可分别优选为电液联动快速开启阀与电液联动快速关闭阀，此类阀门由于其液压快开或快关调节装置、液压控制系统、电气控制系统的整合结构和功能，能够在用于本发明提出的进气装置时，发挥结构紧凑、动作灵敏等优点，实现上述管路位置的准确快速的联动控制。在其他实施方式中，亦可通过其他阀门或管路结构实现主管路与调压管路的相反联动，并不以此为限。
[0031]另外，如图1所示，在本实施方式中，主管路进气端(即与调压管路进气端的共同连接位置)的“1-1”截面处，设置有一组总压探针以及总温探针，用于观测试验件未工作时，即第一联动阀1关闭，且第二联动阀2打开时，调压管路的总压与总温测量值，以便调节试验状态。主管路靠近其出气端位置(即靠近主管路与空气涡轮起动机5的连通位置)的“2-2”截面处，设置有另一组总压探针以及总温探针，当试验状态稳定后，第一联动阀1打开，且第二联动阀2关闭，一定压力与温度的压缩空气进入试验件，试验件开始工作，观测主管路“2-2”截面的总压与总温测量值，由此判断是否达到所预计的试验状态。
[0032]如图1所示，在本实施方式中，第二联动阀2的进、出气端具有第一连接法兰，调压管路与第二联动阀2的两个连接处，分别设有与两个第一连接法兰配合连接的两个第二连接法兰。第一联动阀1和第二联动阀2联动的结构，能够保证空气涡轮起动机5的工作时间不会被控制系统浪费。并且，第二联动阀2出气端的第一连接法兰与对应的第二连接法兰之间设置有一垫圈11。该垫圈11中部开设有内孔，该内孔的面积与空气涡轮起动机5的涡轮导向器的喉部面积大致相等。于是通过选择不同内孔面积的垫圈11 (即调整内孔的面积)，能够实现对通过第二联动阀2流经调压管路的气流流量大小的调节，即实现对调压管路的流通面积的调节。其中，本领域技术人员应当理解的是，上述“大致相等”的描述主要为考虑现有的设备加工制造工艺以及设备自身结构特点，对内孔的面积与空气涡轮起动机5的涡轮导向器的喉部