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摘 要:试车台快装快卸功能的实现是提高航空发动机整机试车效率的重要手段之一,对航空发动机型号研制具有重大的工程意义。本文以现有航空发动机整机试车台架构为基础,详细介绍了航空发动机整机试车台快装快卸功能实现的技术方案、现场实施过程和使用效果,此方法已工程化并应用于多个重点型号发动机的研制,具有极大的推广价值。
关键词:试车台,快装快卸,试车效率
引言
随着航空发动机产业的飞速发展,国内航空发动机整机试车台不断建设、试验任务不断增加。面对发动机频繁的上下台和不断增多的测点数量,如何提升整机试验试车效率变的尤为关键。
试车台快装快卸功能是提高航空发动机整机试车效率的重要手段。目前,国内各试车台在试验管线快装快卸和快速换型技术应用方面缺乏系统性研究,其规范性及连接效率较低。因此为提高试车台现场管线连接效率,提高试车台利用率,需要根据试车台实际情况设计一套切实可行的、经济高效的快装快卸方案,以解决目前试验效率较低的现状。
本文以航空发动机试车台快装快卸功能为研究对象,以现有航空发动机整机试车台架构为基础,满足了航空发动机整机试车台的实际需要,为在研型号发动机的研制提供了一个有力支撑。
1技术方案
1.1改造背景
目前动力所拥有多座整机试车台,每年上下台频次较高,科研试验测点数量可达数百个,上下台一次测试测点安装拆卸需要3-4天,严重影响发动机整机试车的试验效率。因此提升管线连接效率,提高试车台利用率,对试车台试验管线快装快卸技术应用进行系统性研究,是提升我所整机试验效率的必经之路。
1.2设计思路
由于发动机型号、测点数量和测量方式不同,需要分析不同试车台的特点,制定最佳连接方案。科研批发动机管线数量多、种类多样,其布局连接受空间位置、强度振动、环境溫度等条件约束,在方案设计过程中应由专业人员,根据设计方提供的技术要求和试车台情况,编制通道连接表,规定管线连接的对应关系、终端连接固定方式等,并以此作为试车台现场管线连接的实施依据。
1.3设计方案
航空发动机整机试车台测试系统由气体压力测试系统、液体压力测试系统、温度测试系统等组成,其主要功能是实现航空发动机相关参数的采集与处理。
1)气体压力快装快卸的实现
稳态气体压力管线数量多、连接耗时长,是影响发动机上下台效率的重要因素之一。由于发动机试验环境极为恶劣,台架可用空间有限,需使用通道密度高、工作压力范围宽、超微泄漏、抗振动、抗冲击、温度范围宽、防腐蚀、质量轻等特点的多通道压力快速连接器或多功能集成快装板,以代替传统的单通道连接方式,缩短发动机上下台气体压力测点安装和拆卸的时间。目前,动力所整机试车台气体压力测量通过测试受感部、气压管、转接段等将气体压力引入DSA3217数字压力测量仪设备实现气体压力的采集。为了实现气体压力测量快装快卸功能,本方案选用了Parker品牌的气体压力集成设备,将气压管从中间打断,两端分别连接测试受感部和数字压力测量仪,这样发动机上下台气体压力测点安装和拆卸时只需将快装插头对应连接或分离即可,免除了之前每个测压管跟受感部连接和拆卸的工作。
2)液体压力快装快卸的实现
发动机液体压力测量通常采用压力变送器实现,根据发动机试验测试需求和车台测试设备情况,为了测试数据的准确度和测试系统的集成度本方案设计了一款一体式恒温压力箱。传感器按要求集中固定在压力箱内,压力箱由电连接器接头跟采集设备直接连接,每个压力变送器都配备有史陶比尔厂家的快速连接插头,替代了原有的螺纹连接形式,从而实现了集成快速安装、拆卸。
3)温度快装快卸的实现
热电偶温度管线数量约占发动机测点总数量的60%,温度线缆的连接效率直接影响发动机上下台的工作时间,因此需要设计集成连接组件,实现温度测量线路的快速连接。目前,动力所试车台温度测量方式为通过测试受感部及温度补偿导线将温度信号引入DST3250数字温度测量仪设备实现温度信号的采集。温度受感部和补偿导线是采用插针插孔形式连接,由于发动机试车振动较大,这种连接方式可靠性低,试验中经常出现插针插孔连接不牢固导致测量参数数值异常的情况,并且在测试连接时需要将每一个测点的一对插针插到对应通道的插孔中去,效率较低,因此本方案选用了117厂的多通道电连接器,将测试受感部和补偿导线两端分别改成电连接器的形式,在发动机上下台时只需将电连接插头对应连接或分离即可。
2现场实施
2.1现场施工
1)本着方便设备人员接线和提高线缆工作可靠性的原则,对线缆的走线和出口位置进行重新规划和布置,并按照图纸在现场进行线缆的施工布置,做好线号标记[1]。
2)气体压力集成设备两端均需做好标号,每根气压管两端也应做好标记。
3)温度电连接器两端均需做好线号标记。
4)压力箱面板需制作铭牌,记录箱内传感器的量程、出场编号以及检定日期等信息,压力箱的电连接器也需标号处理。
2.2连接和测试
改造完成后,对更换后的接头和线缆再次进行测试。检测所有电缆和电连接器的通断,检查线路是否存在连接错误或者断路的现象,并用校准设备对每一路气压管进行打压校准,确保无漏气现象发生。
3使用效果
改造后与改造前的对比如下图所示:
通过试车台快装快卸功能的实现,传统的测试测点安装连接方式得以改变,发动机上下台测试安装和拆卸的时间明显缩短,所需时间由原来的300-400工时缩减为50-100工时,测点安装和拆卸效率显著提高,进而大幅提升了试车台的试验效率。且试验后将增加快装快卸功能后的试车数据与之前的试车数据进行比对分析,试验数据无差异,采集设备响应时间一致,验证了块装快卸功能对数据采集系统的结果没有任何影响。
4总结
航空发动机整机试车台快装快卸功能的设计与实施应用,大幅提高了试车台的试验效率。快装快卸已应用于多个重点型号发动机的研制过程,使用效果良好,具备很高的工程意义和应用推广价值。
参考文献:
[1]曾德祥,黄利志,李一凡,华小露,张金东. 电气快速连接在移动式软铺设备的应用 [J]. 技术改造,2018,10(上): 76-77.
(中国航发沈阳发动机研究所,辽宁 沈阳 110015)
关键词:试车台,快装快卸,试车效率
引言
随着航空发动机产业的飞速发展,国内航空发动机整机试车台不断建设、试验任务不断增加。面对发动机频繁的上下台和不断增多的测点数量,如何提升整机试验试车效率变的尤为关键。
试车台快装快卸功能是提高航空发动机整机试车效率的重要手段。目前,国内各试车台在试验管线快装快卸和快速换型技术应用方面缺乏系统性研究,其规范性及连接效率较低。因此为提高试车台现场管线连接效率,提高试车台利用率,需要根据试车台实际情况设计一套切实可行的、经济高效的快装快卸方案,以解决目前试验效率较低的现状。
本文以航空发动机试车台快装快卸功能为研究对象,以现有航空发动机整机试车台架构为基础,满足了航空发动机整机试车台的实际需要,为在研型号发动机的研制提供了一个有力支撑。
1技术方案
1.1改造背景
目前动力所拥有多座整机试车台,每年上下台频次较高,科研试验测点数量可达数百个,上下台一次测试测点安装拆卸需要3-4天,严重影响发动机整机试车的试验效率。因此提升管线连接效率,提高试车台利用率,对试车台试验管线快装快卸技术应用进行系统性研究,是提升我所整机试验效率的必经之路。
1.2设计思路
由于发动机型号、测点数量和测量方式不同,需要分析不同试车台的特点,制定最佳连接方案。科研批发动机管线数量多、种类多样,其布局连接受空间位置、强度振动、环境溫度等条件约束,在方案设计过程中应由专业人员,根据设计方提供的技术要求和试车台情况,编制通道连接表,规定管线连接的对应关系、终端连接固定方式等,并以此作为试车台现场管线连接的实施依据。
1.3设计方案
航空发动机整机试车台测试系统由气体压力测试系统、液体压力测试系统、温度测试系统等组成,其主要功能是实现航空发动机相关参数的采集与处理。
1)气体压力快装快卸的实现
稳态气体压力管线数量多、连接耗时长,是影响发动机上下台效率的重要因素之一。由于发动机试验环境极为恶劣,台架可用空间有限,需使用通道密度高、工作压力范围宽、超微泄漏、抗振动、抗冲击、温度范围宽、防腐蚀、质量轻等特点的多通道压力快速连接器或多功能集成快装板,以代替传统的单通道连接方式,缩短发动机上下台气体压力测点安装和拆卸的时间。目前,动力所整机试车台气体压力测量通过测试受感部、气压管、转接段等将气体压力引入DSA3217数字压力测量仪设备实现气体压力的采集。为了实现气体压力测量快装快卸功能,本方案选用了Parker品牌的气体压力集成设备,将气压管从中间打断,两端分别连接测试受感部和数字压力测量仪,这样发动机上下台气体压力测点安装和拆卸时只需将快装插头对应连接或分离即可,免除了之前每个测压管跟受感部连接和拆卸的工作。
2)液体压力快装快卸的实现
发动机液体压力测量通常采用压力变送器实现,根据发动机试验测试需求和车台测试设备情况,为了测试数据的准确度和测试系统的集成度本方案设计了一款一体式恒温压力箱。传感器按要求集中固定在压力箱内,压力箱由电连接器接头跟采集设备直接连接,每个压力变送器都配备有史陶比尔厂家的快速连接插头,替代了原有的螺纹连接形式,从而实现了集成快速安装、拆卸。
3)温度快装快卸的实现
热电偶温度管线数量约占发动机测点总数量的60%,温度线缆的连接效率直接影响发动机上下台的工作时间,因此需要设计集成连接组件,实现温度测量线路的快速连接。目前,动力所试车台温度测量方式为通过测试受感部及温度补偿导线将温度信号引入DST3250数字温度测量仪设备实现温度信号的采集。温度受感部和补偿导线是采用插针插孔形式连接,由于发动机试车振动较大,这种连接方式可靠性低,试验中经常出现插针插孔连接不牢固导致测量参数数值异常的情况,并且在测试连接时需要将每一个测点的一对插针插到对应通道的插孔中去,效率较低,因此本方案选用了117厂的多通道电连接器,将测试受感部和补偿导线两端分别改成电连接器的形式,在发动机上下台时只需将电连接插头对应连接或分离即可。
2现场实施
2.1现场施工
1)本着方便设备人员接线和提高线缆工作可靠性的原则,对线缆的走线和出口位置进行重新规划和布置,并按照图纸在现场进行线缆的施工布置,做好线号标记[1]。
2)气体压力集成设备两端均需做好标号,每根气压管两端也应做好标记。
3)温度电连接器两端均需做好线号标记。
4)压力箱面板需制作铭牌,记录箱内传感器的量程、出场编号以及检定日期等信息,压力箱的电连接器也需标号处理。
2.2连接和测试
改造完成后,对更换后的接头和线缆再次进行测试。检测所有电缆和电连接器的通断,检查线路是否存在连接错误或者断路的现象,并用校准设备对每一路气压管进行打压校准,确保无漏气现象发生。
3使用效果
改造后与改造前的对比如下图所示:
通过试车台快装快卸功能的实现,传统的测试测点安装连接方式得以改变,发动机上下台测试安装和拆卸的时间明显缩短,所需时间由原来的300-400工时缩减为50-100工时,测点安装和拆卸效率显著提高,进而大幅提升了试车台的试验效率。且试验后将增加快装快卸功能后的试车数据与之前的试车数据进行比对分析,试验数据无差异,采集设备响应时间一致,验证了块装快卸功能对数据采集系统的结果没有任何影响。
4总结
航空发动机整机试车台快装快卸功能的设计与实施应用,大幅提高了试车台的试验效率。快装快卸已应用于多个重点型号发动机的研制过程,使用效果良好,具备很高的工程意义和应用推广价值。
参考文献:
[1]曾德祥,黄利志,李一凡,华小露,张金东. 电气快速连接在移动式软铺设备的应用 [J]. 技术改造,2018,10(上): 76-77.
(中国航发沈阳发动机研究所,辽宁 沈阳 110015)