[发明专利]基于空气介质的发动机机匣高温高压强度试验系统及方法

权利要求书

1.一种基于空气介质的发动机机匣高温高压强度试验系统，其特征在于，包括：

常温高压空气子系统，包括第一管路以及由所述第一管路的第一端至第二端依次设置的第一空压机、第一油气分离器、第一干燥器、第一储气罐；

高温高压空气子系统，包括第二管路以及由所述第二管路的第一端至第二端依次设置的第二空压机、第二油气分离器、第二干燥器、第二储气罐、空气加热器；

冷热空气掺混子系统，包括第三管路、第四管路以及由所述第三管路的第一端至第二端依次设置的温度掺混器、发动机机匣、排气塔，其中，所述温度掺混器分别连接所述第一管路的第二端、所述第二管路的第二端以及所述第四管路的第一端，所述第四管路的第二端连接所述排气塔；

温压载荷测控子系统，包括PLC控制器以及设置在所述第一管路、第二管路、所述第三管路以及所述第四管路上的多个测控单元。

2.根据权利要求1所述的基于空气介质的发动机机匣高温高压强度试验系统，其特征在于，所述测控单元包括：设置在所述第一管路上的第一常温手动阀、第一流量计、第三压力传感器以及第一高温调节阀，其中，

所述第一常温手动阀位于所述第一干燥器与所述第一储气罐之间；

所述第一流量计、所述第三压力传感器以及所述第一高温调节阀依次位于所述第一储气罐与所述温度掺混器之间。

3.根据权利要求2所述的基于空气介质的发动机机匣高温高压强度试验系统，其特征在于，所述第一管路上还设置有止回阀，所述止回阀位于所述第三压力传感器与所述第一高温调节阀之间。

4.根据权利要求3所述的基于空气介质的发动机机匣高温高压强度试验系统，其特征在于，所述测控单元包括：设置在所述第二管路上的第二常温手动阀、第三常温手动阀、常温球阀、第二流量计、第一压力传感器以及第一温度传感器，其中，

所述第二常温手动阀位于所述第二干燥器与所述第二储气罐之间；

所述第三常温手动阀、所述常温球阀、所述第二流量计以及所述第一压力传感器依次位于所述第二储气罐与所述空气加热器之间；

所述第一温度传感器位于所述空气加热器与所述温度掺混器之间。

5.根据权利要求4所述的基于空气介质的发动机机匣高温高压强度试验系统，其特征在于，所述测控单元包括：设置在所述第三管路上的第二温度传感器、第二压力传感器以及第三高温调节阀，其中，

所述第二温度传感器以及所述第二压力传感器安装在发动机机匣内部；

所述第三高温调节阀位于所述发动机机匣与所述排气塔之间。

6.根据权利要求5所述的基于空气介质的发动机机匣高温高压强度试验系统，其特征在于，所述测控单元包括：设置在所述第四管路上的第二高温调节阀。

7.根据权利要求6所述的基于空气介质的发动机机匣高温高压强度试验系统，其特征在于，所述常温高压空气子系统中的常温高压空气压力值略高于所述高温高压空气子系统中的高温高压空气压力值。

8.根据权利要求7所述的基于空气介质的发动机机匣高温高压强度试验系统，其特征在于，由所述常温高压空气子系统进入所述温度掺混器的常温高压空气流量与由所述冷热空气掺混子系统的第四管路排出的高温高压空气流量相等。

9.根据权利要求8所述的基于空气介质的发动机机匣高温高压强度试验系统，其特征在于，

进入所述发动机机匣的空气流量通过所述PLC控制器、所述第二流量计、所述常温球阀、所述第一流量计、所述第一高温调节阀以及所述第二高温调节阀进行控制；

所述发动机机匣内部的压力载荷通过所述PLC控制器、所述常温球阀、所述第二压力传感器以及所述第三高温调节阀进行控制；

进入所述发动机机匣的温度载荷通过所述PLC控制器、所述第二流量计、所述第一流量计、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述常温球阀、所述第一高温调节阀、所述第二高温调节阀以及所述第三高温调节阀进行控制。

10.一种基于空气介质的发动机机匣高温高压强度试验方法，基于权利要求9所述的基于空气介质的发动机机匣高温高压强度试验系统，其特征在于，包括：

步骤一、获取发动机机匣高温高压强度试验的试验流量以及试验温度，确定所述高温高压空气子系统的目标流量以及目标温度，定义目标流量略高于试验流量，目标温度略高于试验温度；

步骤二、通过所述PLC控制器、所述第二流量计以及所述常温球阀实现所述高温高压空气子系统的目标流量的闭环控制，通过所述PLC控制器、所述空气加热器的加热功率以及第一温度传感器实现所述高温高压空气子系统的目标温度的闭环控制；

步骤三、关闭所述第一高温调节阀以及所述第二高温调节阀，打开所述第三高温调节阀，使得所述温度掺混器出口的高温高压空气通过第三管路流过所述发动机机匣内部，并配合所述PLC控制器以及所述第二温度传感器实现所述发动机机匣的温度载荷的闭环加载控制；

步骤四、当所述发动机机匣的温度载荷逐渐上升至接近试验温度时，打开并逐渐增大所述第一高温调节阀以及所述第二高温调节阀的开度，并在温度稳定过程中通过调整所述第一高温调节阀以及所述第二高温调节阀的开度，使得温度载荷稳定在目标温度处；

步骤五、在温度载荷加载过程中，依据温度载荷和压力载荷的函数关系，逐渐减少所述第三高温调节阀的开度，实现所述发动机机匣内部的压力载荷的加载，并配合所述PLC控制器、所述常温球阀、所述第二压力传感器以及所述第三高温调节阀实现所述发动机机匣内部的压力载荷的闭环加载控制；

其中，在压力载荷加载过程中，由于所述发动机机匣内部空气流速降低，会导致温度载荷下降，此时，通过降低常温高压空气流量来保持所述发动机机匣的温度载荷稳定；

当所述发动机机匣的温度载荷高于目标温度时，通过增加常温高压空气流量将所述发动机机匣的温度载荷保持在目标温度。