一种燃油供给模拟装置及半物理试验器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及试验器技术领域，优选为航空发动机的半物理试验器，尤其涉及一种燃油供给模拟装置及半物理试验器。
【背景技术】
[0002]现代航空发动机已由传统的机械液压控制发展到全权限数字电子控制(FADEC:全称Full Authority Digital Engine Control)，即通过电子控制器在飞机全包线内全权限地完成发动机本体的控制功能和与飞机协同工作的任务。其主要由电子控制器、发动机监视装置、燃油部件、作动部件、FADEC交流发电机、传感器以及电缆等组成。
[0003]根据国外商用航空发动机的研制流程，控制系统的集成验证依次为全数字仿真试验、硬件在回路仿真试验、半物理仿真试验、整机台架试验等。其中，半物理仿真试验需要将对象系统的一部分以实物形式引入，它是在完成了控制系统的硬件研制、软件设计之后，且完成了硬件在回路仿真试验之后，对控制系统进行的软、硬件系统集成试验，验证系统的功能、性能、接口和关键部件的性能等是否满足需求，从而减少发动机整机台架试验的风险。
[0004]航空发动机燃油控制系统半物理试验器以航空发动机FADEC系统为研究对象，它需要模拟飞机增压栗供油，给发动机燃油栗提供一定流量压力的供油。飞机在起降和做机动动作时，会产生超压现象，与此同时，当飞机的增压栗失效时，会出现负压现象。所以，航空发动机控制系统半物理试验器应具备常压、负压及超压供油能力。
[0005]目前，国内半物理试验器的执行元件一般采用大流量的低压栗(例如:离心栗)将燃油从油箱抽出，然后送往试验对象进口，该方法一般采用油箱出口压力闭环控制。离心栗虽然具备供油量和压力平稳，抗燃油污染性好，零件受力简单，径向液压负载小，寿命高和工作可靠的优点，但是采用离心栗供油最高只能使能使燃油出口压力到达IMpa左右，无法模拟航空发动机的超压和负压供油，而且存在燃油脉动较大，无法平稳供油的缺点。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提出一种燃油供给模拟装置及半物理试验器，能够较为稳定地模拟实际系统中的液压栗在多种工况下的供油情况。
[0007]为实现上述目的，本实用新型一方面提供了一种燃油供给模拟装置，包括:压力油箱15和控制系统，所述压力油箱15上设有与内部空气连通的抽真空支路B和正压供气支路C，所述抽真空支路B和所述正压供气支路C分别用于模拟负压供油模式和正压供油模式，所述控制系统用于控制所述抽真空支路B和正压供气支路C为所述压力油箱15内提供预设的气压，以使所述压力油箱15为燃油试验件21提供预设压力的燃油。
[0008]进一步地，所述抽真空支路B的两端分别与所述压力油箱15内的空气和外界大气连通，所述抽真空支路B从所述压力油箱15起依次设有用于实现单向连通的第二单向阀5和真空栗4。
[0009]进一步地，还包括:补气调节支路A，所述补气调节支路A的两端分别与所述压力油箱15内的空气和外界大气连通，且所述补气调节支路A上设有用于调节补气压力的第二调压阀11和用于通断支路的高压球阀12，能够在所述抽真空支路B使所述压力油箱15内的真空度偏大时补入气体。
[0010]进一步地，正压供气支路C的两端分别与所述压力油箱15内的空气和气源站1连通，所述正压供气支路C从所述气源站1起依次设有用于调节供气压力第一调压阀2和用于实现单向连通的第一单向阀3，能够在所述控制系统的控制下模拟常压供油模式。
[0011]进一步地，所述正压供气支路C上还设有用于增加气体压力的增压栗22，且所述燃油试验件21的回油油路上设有回油栗17，所述增压栗22和所述回油栗17相配合能够在所述控制系统的控制下模拟超压供油模式。
[0012]进一步地，所述正压供气支路C上还设有第一电气比例阀6，能够在所述控制系统的控制下对所述正压供气支路C提供的气压进行微调。
[0013]进一步地，还包括:放气调节支路D，所述放气调节支路D的两端分别与所述压力油箱15内的空气和外界大气连通，且所述放气调节支路D上设有用于调节放气压力的第二电气比例阀7，能够在所述控制系统的控制下当所述正压供气支路C使所述压力油箱15内的气压偏大时放出气体。
[0014]进一步地，所述控制系统包括:试验器设备管理系统10和驱动控制单元14，所述试验器设备管理系统10用于接收工控机9提供的压力信号，所述驱动控制单元14用于根据所述试验器设备管理系统10接收的压力信号，控制所述抽真空支路B和正压供气支路C为所述压力油箱15内提供预设的气压，以使所述压力油箱15为所述燃油试验件21提供预设压力的燃油。
[0015]进一步地，还包括:气压反馈支路和油压反馈支路，气压反馈支路和油压反馈支路中分别设有第一压力传感器13和第二压力传感器16，所述气压反馈支路用于将所述压力油箱15内的气压反馈给所述驱动控制单元14以进行反馈控制，所述油压反馈支路用于将所述燃油试验件21的供油压力反馈给所述驱动控制单元14以进行反馈控制。
[0016]为实现上述目的，本实用新型另一方面提供了一种半物理试验器，包括上述实施例所述的燃油供给模拟装置。
[0017]进一步地，还包括:计算机8和工控机9，所述计算机8内运行有实时仿真程序，能够将设定的压力指令转化为代码并提供给所述工控机9，所述工控机9用于将所述计算出的压力信号发送给所述控制系统。
[0018]基于上述技术方案，本实用新型实施例的燃油供给模拟装置，通过对压力油箱内的气压进行控制的方式来模拟负压供油模式和正压供油模式，可在控制系统的控制下稳定地进行供油，并实现供油压力连续可调，且燃油流量脉动小；通过该燃油供给装置能够对多种压力工况进行模拟，用在半物理试验器中可使真实系统在半物理试验台上得到更加充分的验证，进而降低整机台架试验的风险。
[0019]当该燃油供给装置优选地用于航空发动机的半物理试验器时，能够模拟飞机处于多种工况下发动机增压栗的供油模式，并稳定地为燃油试验件提供压力连续可调的燃油，从而使FADEC系统在半物理试验台上得到更加充分的验证，确保发动机控制系统的正确性和可靠性，有效地降低整机试车的风险，最终能够有效地缩短发动机控制系统的研发周期，降低控制系统的研制费用。
【附图说明】
[0020]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0021]图1为本实用新型燃油供给模拟装置的一个实施例的结构原理示意图。
[0022]附图标记说明
[0023]1 一气源站；2 —第一调压阀；3 —第一单向阀；4 一真空栗；5 —第二单向阀；6 —第一电气比例阀；7 —第二电气比例阀；8 —计算机；9 一工控机；10 —试验器设备管理系统；11 一第二调压阀；12 —高压球阀；13 —第一压力传感器；14 一驱动控制单元；15 —压力油箱；16 —第二压力传感器；17 —回油栗；18 —粗油滤；19 一精油滤；20 —油气分离装置；21 —燃油试验件；22 —增压栗'k 一补气调节支路；B —抽真空支路；C 一正压供气支路；D —放气调节支路。
【具体实施方式】
[0024]以下详细说明本实用新型。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征。
[0025]本实用新型中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。
[0026]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“竖直”和“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
[0027]由于飞机在起降和做机动动作时，会产生超压现象，而且当飞机增压栗失效时，会出现负压现象，由此可见飞机在不同的工况下供油状况差异很大。而现有技术在半物理仿真中采用离心栗供油的方式只能模拟常压供油模式，无法模拟负压或超压供油模式，使得试验结果无法真实反映实际工况，而且由于离心栗在工作时，随着叶轮周期性的旋转会产生燃油脉动，导致供油平稳性较差。
[0028]为了克服现有技术中模拟供油存在的缺点，本实用新型提供了一种燃油供