称重-翻转式双工位燃油总管试验台研制

张维全， 王野牧

（沈阳工业大学 机械工程学院，沈阳 110870）

0 引言

在飞机发动机中，航空煤油是通过燃油总管喷射到燃烧室中的。为了保证飞机发动机良好运作，由单个喷嘴组成的燃油总管必须达到相应的技术标准。燃油总管的主要测试内容如下：

耐压试验：将试件安装到试验台上，在系统压力为10.6 MPa下打压3 min，观察是否有泄漏及损坏发生。

不均匀度试验：系统在压力为0.25 MPa、1.5 MPa、2.3 MPa、5.2 MPa、6.5 MPa时对燃油总管的每个喷嘴进行流量测试以及总流量测试。当总管的总流量为328.5 kg/h时，对其进行不均匀度测试，要求其不均匀度δ≤4%，其中 δ的定义为 δ=（Qmax-Qmin）/Qmax×100%。式中：Qmax为总管中喷嘴流量最大者；Qmin为总管中喷嘴流量最小者。

1 试验台测试方法与液压系统介绍

1.1 试验台测试方法介绍

根据试验过程中的要求，通过质量流量计测量燃油总管的总流量；每个喷嘴的流量采用量杯加称重传感器的方法测量，将每个喷嘴喷出的航空煤油收集到14个量杯当中，通过14个称重传感器测量量杯接油前后的质量差，将该质量差除以实际接油时间就是每个每个喷嘴的流量。每次实验结束之后由翻转气缸带动14个烧杯翻转110°将航空煤油倒掉，为下一次试验做准备，为了尽可能达到测量精度要求，需要选择量程适当的称重传感器。通过试验台实际运作表明，此种方法测量精度高。

1.2 液压系统介绍

液压控制系统原理图如图1所示。为了满足系统的试验温度要求设置了恒温冷却系统1，由于比例溢流阀调节范围非常大，为了使其能够调节比较小的压力，系统设置了节流口10和换向阀12，针对0.25 MPa压力控制点将换向阀口关闭，其他压力控制点将换向阀口打开。为了更准确地测量系统的压力，在系统中设置了两个量程不同的压力传感器16和18，当测量小压力时打开换向阀19，此时测量系统压力的是小量程压力传感器18，换向阀21与22的作用是使系统能够进行工位切换，互不干扰。

图1 液压系统图

由于在进行不均匀度试验时，其控制压力的精度要求很高，控制精度为0.01 MPa，所以将系统设计成闭环压力控制系统，图2为压力闭环系统控制框图。由压力传感器、直动式电液比例溢流阀、比例节流口以及工控机共同构成闭环压力控制系统。

2 计算机测控系统介绍

2.1 测控系统硬件介绍

根据试验过程中的要求，该系统的硬件结构图如图3所示，系统采用研华ADAM模块构成分布式数据采集系统。

图2 闭环压力控制系统框图

2.2 测控系统软件介绍

试验台的控制程序是通过Visual Basic软件编制的，其控制流程图如图4所示。

3 结 论

根据试验台运作情况得出如下结论：1）由电液比例溢流阀、压力传感器、工控机构成的闭环压力控制系统实现了对喷嘴前端压力的精确控制，其控制精度满足试验台的要求。2）试验台采用称重翻转法测量燃油总管的流量以及不均匀度，此测量方法先进、测量精度高，满足了试验要求。3）Visual Basic软件编程控制试验台自动化程度高、控制方便、效率高。

图4 软件流程图

［1］ 陈冬雪．燃油总管试验器压力-流量控制系统的研究［D］.沈阳：沈阳工业大学，2013.

［2］ 吴根茂，邱敏秀．新编实用电液比例技术［M］.杭州：浙江大学出版社，2010．

［3］ 徐益民．电液比例控制系统分析与设计［M］.北京：机械工业出版社，2005．

［4］ 柳洪义，宋伟刚，原所先．机械工程控制基础［M］．北京：科学出版社，2008．