某航空发动机可调机构阻滞力检测试验技术研究

2016-01-22唐成亮田金光吴颖韩迪

科学之友 2015年7期

唐成亮+田金光+吴颖+韩迪

摘要：针对某发动机减速过程中存在可调机构阻滞力过大，驱动力矩无法有效驱动联动机构，可调机构停滞，造成发动机喘振故障，研制一种中速测试系统，实现温度、压力、转速信号采集，满足发动机普查与定检试验需求，同时系统采用集成化设计理念，提高试验效率。

关键词：发动机；可调机构阻滞力；温度；压力；转速；分散度

中图分类号：V231 文献标识码：A

针对某航空发动机喘振故障，为提高发动机的安全性，降低使用成本，提出对发动机进行可调机构阻滞力普查与监控，通过试验进行有杆腔、无杆腔压力参数评估，判定发动机的使用状态。考虑现场的使用环境，检测系统采用集成化设计思路，提高抗振、抗干扰性，连接位置选用航空电连接器，实现防错快速插拔，提高试验效率。能够实现温度、压力、转速等多种参数的采集与存储、实时显示及波形回放，系统在采集参数类型、采样率、使用功能、抗干扰能力等方面均进行验证，满足设计的预期要求。

1 系统原理

系统以某数据采集器为核心搭建，采样频率可达100Hz，配隔离配电模块、频率转换模块及温度、压力受感元件等，通过采集软件进行数据实时显示、存储，由回放软件进行曲线回放及数据转换，转换的数据保存为excel表格形式，根据给定的评定标准进行数据分析与阻滞力的评估。

1.1 信号传输过程

采集信号四通道，其中两组压力信号、一组温度信号及一组频率信号，由于数据采集器只接收电压信号，在信号传输过程中增加信号转换器，实现信号变换与传感器配电，压力变送器接于发动机可调机构有杆腔、无杆腔测压点，将物理信号转变为电流信号传输至信号调理模块，调理模块实现对传感器的供电及信号转换， T型热电偶直接接入数采，频率电压转换模块将发动机输出的的转速信号转换为电压信号，四组信号进入数采模块，数采模块通过以太网传输进入主控制器实现信号显示与存储。

1.2 系统供电

系统采用集成式设计方法，将数采、调理模块、频率电压转换模块、24V直流电源、开关、指示灯置于可移动式控制箱内，箱内配置两个航空电连接器，实现前端信号的接入及对后端主控制器的信号输出，接通220V电源即可实现控制箱内所有组件供电，频率电压转换模块与信号调理模块由24V电源进行供电。

2 发动机试验

2.1 发动机试车过程

按图1试车程序进行检查，要求各状态时间符合要求，第1、4次减速过程检查发动机热态工作能力，第2、3次减速过程检查发动机冷态工作能力，通过比较四次压差值特征曲线，判定发动机冷热状态下可调机构阻滞力大小及分散度。

2.2 判定方法

针对发动机减速过程中驱动机构作动筒压差及可调机构跟随性进行检查，统计减速过程可调机构压差曲线变化规律，判定可调机构阻滞力大小。

2.2.1 可调机构出现停滞

发动机在减速过程中，由于可调机构阻滞力过大，驱动机构无法驱动可调机构，造成可调机构停滞或间歇性停滞。

2.2.2 驱动机构压差值判定

作动筒两腔压差值在对应换算转速下高出规定限制值时，可调机构阻滞力异常，有潜在故障，由于系统采集到的转速信号为物理转速，故需对转速值进行换算，其公式如下：

n2R=n2