液压调节机构、驱动控制系统和后涵引射器气动试验方法

技术领域

本申请属于航空发动机技术领域，特别涉及一种液压调节机构、驱动控制系统和后涵引射器气动试验方法。

背景技术

变循环发动机可使涵道比在较大范围内变化，从而使得发动机能够满足不同飞行任务的需求，被认为是现金飞行器的理想动力装置之一。

变循环发动机通过可变几何部件来实现发动机循环可变，因此研究变循环发动机各个可变部件的工作特征对于发动机的研发至关重要，其中后涵道引射器13(RVABI)是双外涵(内涵道11、外涵道12)变循环发动机独特而重要的结构之一，类似于一种面积可调的混合器，通过液压机构驱动后涵道引射器作动筒14从而进行面积调控，进而改变发动机的涵道比，发动机后涵道引射器典型结构示意见图1。

目前针对加力燃烧室后涵道引射器的气动面积调节试验多采用机械式液压调节机构，通过手动液压加载的方式进行气动面积调节，调节耗时长、调节精度低，同时手动方式仅能对一个作动筒进行加载，经常造成周向多个作动筒位移不同步而出现引射器作动卡滞，带来一系列的后续问题；同时针对加力燃烧室后涵道引射器气动试验也没有明确的试验方法，影响试验工作的开展。

发明内容

本申请的目的是提供了一种液压调节机构、驱动控制系统和后涵引射器气动试验方法，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

一方面，本申请提供了一种液压调节机构，用于加力燃烧室后涵道引射器气动试验中后涵道引射器作动筒的驱动，所述液压调节机构包括液压油箱、供油管路及回油管路，其中：

所述供油管路连接所述液压油箱与后涵引射器作动筒的进油口，所述供油管路上自液压油箱向作动筒方向依次设有增压泵组、过滤器、第一单向阀、第一电磁阀及电液伺服阀；

所述回油管路连接所述液压油箱与后涵引射器作动筒的出油口，所述回油管路自作动筒向液压油箱方向依次设有电液伺服阀、第二单向阀及冷却器；

所述回油管路与供油管路之间设有并联的第二电磁阀和溢流阀，通过调节溢流阀的工作压力能够防止液压调节机构超压后损伤后涵引射器作动筒；

所述液压油箱中的液压油通过增压泵组加压后能够通过供油管路输送到后涵道引射器作动筒的进油口中，并通过回油管路返回至液压油箱中。

进一步的，在所述供油管路的单向阀与第一电磁阀之间连接有手动阀和蓄能器。

进一步的，所述冷却器连接有循环水管路，通过冷却器可实现回油管路23内的液压油冷却降温，通过循环水管路向冷却器提供冷却介质。

进一步的，所述冷却介质为水。

进一步的，在后涵引射器作动筒的进油口和出油口的供油管路和回油管路上设置压力传感器，用于监控作动筒的进油口和出油口压力。

进一步的，所述回油管路中的第二单向阀靠近后涵引射器作动筒一侧设有温度传感器，用于监测回流到液压油箱的油液温度。

另一方面，本申请提供了一种液压调节机构驱动控制系统，用于实现对如上任一的液压调节机构进行驱动控制，所述驱动控制系统包括：数字控制器、显示模块、远程计算机及PLC控制单元，

所述液压调节机构和PLC控制单元集成于统一的操作平台上；

所述数字控制器向所述后涵道引射器作动筒发送激励电压信号后，所述后涵道引射器作动筒内置的线位移传感器工作，输出电压信号分别至数字控制器和PLC控制单元；

PLC控制单元将信号处理后反馈至远程计算机；

远程计算机将运行参数进行实时采集及通过显示模块予以显示；

试验时利用远程计算机向PLC控制单元发送作动筒动作指令，PLC控制单元发送执行指令到液压调节机构上的增压泵组、电磁阀和电液伺服阀来执行动作。

最后，本申请还提供了一种后涵道引射器气动试验方法，采用如上液压调节机构驱动控制系统对如上任一的液压调节机构进行驱动控制，所述试验方法包括：

非气动状态调试：将带后涵道引射器的加力燃烧室装配到试验台上，保持水平放置状态，将后涵道引射器作动筒与驱动负载脱开，将液压调节机构中的供回油管-分别与后涵道引射器各个作动筒的进回油嘴相连，液压调节机构启泵工作，通过驱动作动筒分别按照正反行程，依据作动筒线位移传感器的输出位移值，设置等距阶梯保持作动筒在该位置停留，记录液压调节机构的工作参数，完成同步伺服阀控制逻辑的初次设定；将后涵引射器的作动筒与负载恢复连接，液压调节机构启泵工作，重复上述流程，完成电磁伺服阀同步控制逻辑的1次修正；

气动状态调试：向加力燃烧室进口提供满足试验状态要求的内外涵气流，开展后涵道引射器作动筒气动状态调试，液压调节机构启泵工作，按照非气动状态调试方法，完成电磁伺服阀控制逻辑的2次修正，经过本次修正，可以保证试验要求的同步调节精度。

液压调节机构调试完成后，根据试验流程开展加力燃烧室后涵道引射器气动试验，依次调整后涵引射器作动筒位移和内外涵气动状态，录取完成各项试验参数。

进一步的，所述所述作动筒位移调节分为同步模式和异步模式；

同步模式下，利用液压驱动控制系统的显示界面，提前设定液压机构最大工作压力和作动筒最大位移不同步量，启动增压泵组工作，选择后涵引射器作动筒同步工作模式，设定位移目标值和运动速度，开启伺服阀动作，完成后涵引射器作动筒位移调节；

异步模式下，当后涵道引射器由于特定原因出现位移不同步量超限时，关闭同步模式，启动异步模式，依据不同后涵引射器作动筒的实际位移值与目标位移值的偏差大小，针对位移值偏差大的后涵引射器作动筒采取单独液压驱动，采取位移逐步逼近的方式，使后涵引射器作动筒位移值接近偏差小的后涵引射器作动筒，反复执行动作，直至后涵引射器作动筒之间的位移不同步量满足要求后，再次切换至同步模式工作。

本申请提供的液压调节机构能够自动、同步地调节后涵道引射器气动面积，可减少调节时间、提高位移调节精度，同时针对加力燃烧室后涵道引射器气动试验形成了明确的试验方法，便于试验的顺利开展，也可用于指导开展带后涵道引射器的加力燃烧室气动试验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。

图1为发动机后涵道引射器典型结构示意图。

图2为本申请的液压调节机构组成示意；

图3为液压调节机构控制模式示意；

图4为后涵道引射器气动试验流程示意；

图5为液压机构远程操控界面示意。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

为了克服现有技术中所存在的缺点，本申请中提供了一种能够自动、同步地调节后涵道引射器气动面积的液压调节机构，以减少调节时间、提高位移调节精度，同时针对加力燃烧室后涵道引射器气动试验形成了明确的试验方法，可用于指导开展带后涵道引射器的加力燃烧室气动试验。

本申请提供的加力燃烧室后涵道引射器气动试验液压调节机构采用液压驱动的方式控制后涵道引射器作动筒的行程，实现双涵模式气动状态的精确调节。

如图2所示，该液压调节机构包括：液压油箱21、供油管路22及回油管路23，用于对多个后涵引射器作动筒14进行驱动。

供油管路22连接液压油箱21与后涵引射器作动筒(或简称作动筒14)进油口，该供油管路22上自液压油箱21向作动筒14方向依次设有增压泵组221、过滤器222、第一第一单向阀223、第一电磁阀227及电液伺服阀226，在第一第一单向阀223与第一电磁阀227中间连接有手动阀224和蓄能器225。增压泵组221工作后，将液压油箱21中的液压油加压后通过供油管路22输送到后涵道引射器作动筒14的进油口中，最终通过回油管路23返回至液压油箱21中。

回油管路23连接液压油箱21与后涵引射器作动筒(简称作动筒14)出油口，该回油管路23自作动筒14向液压油箱21方向依次设有电液伺服阀226、第二单向阀233及冷却器231，该冷却器231连接有循环水管路232，通过冷却器231可实现回油管路23内的液压油冷却降温，通过循环水管路232向冷却器231提供冷却用水。

在回油管路22与供油管路23各自的单向阀内侧(靠近液压油箱21的一侧)设有并联的第二电磁阀236和溢流阀237，通过溢流阀237可以灵活设定工作压力，用于防止系统超压后损伤作动筒14。

优选的，在作动筒14进油口和出油口的供油管路22和回油管路23上设置压力传感器235，用于监控作动筒14的进油口和出油口压力。进一步的，回油管路23中第二单向阀233的外侧(靠近作动筒14一侧)设有温度传感器234，用于监测回流到液压油箱21的油液温度。

为了能够对上述液压调节机构进行控制，本申请中还提供了液压调节机构的液压驱动控制系统，如图3所示，该液压驱动控制系统包括数字控制器、显示模块、远程计算机及PLC控制单元。液压调节机构和PLC控制单元集成于统一的操作平台上，平台上电后工作。数字控制器向后涵道引射器作动筒14发送激励电压信号，后涵道引射器作动筒14内置的线位移传感器工作，输出电压信号分别至数字控制器和PLC控制单元，PLC控制单元将信号处理后反馈至远程计算机，远程计算机将运行参数进行实时采集和显示。试验时利用远程计算机向PLC控制单元发送作动筒动作指令，PLC控制单元发送具体指令到液压调节机构上的泵电机、电磁阀和电液伺服阀等部件执行动作。

此外，本申请中还提供基于上述液压调节机构的试验方法，过程如下：

非气动状态调试：将带后涵道引射器13的加力燃烧室装配到试验台上，保持水平放置状态，将后涵道引射器作动筒14与驱动负载脱开，将液压调节机构中的供回油管-分别与后涵道引射器各个作动筒14的进回油嘴相连，液压调节机构启泵工作，通过驱动作动筒14分别按照正反行程，依据作动筒线位移传感器的输出位移值，设置等距阶梯保持作动筒在该位置停留，记录液压调节机构的工作参数，完成同步伺服阀控制逻辑的初次设定；将后涵引射器的作动筒14与负载恢复连接，液压调节机构启泵工作，重复上述流程，完成电磁伺服阀226同步控制逻辑的1次修正；

气动状态调试：向加力燃烧室进口提供满足试验状态要求的内外涵气流，开展后涵道引射器作动筒气动状态调试，液压调节机构启泵工作，按照非气动状态调试方法，完成电磁伺服阀226控制逻辑的2次修正，经过本次修正，可以保证试验要求的同步调节精度。

液压调节机构调试完成后，按照图4所示的试验流程开展加力燃烧室后涵道引射器气动试验，依次调整作动筒位移和内外涵气动状态，录取完成各项试验参数。其中作动筒位移调节分为同步和异步两种工作模式。

同步模式：如图5所示，利用液压驱动控制系统的显示界面，提前设定液压机构最大工作压力和作动筒最大位移不同步量，启泵工作，选择作动筒同步工作模式，设定位移目标值和运动速度，开启伺服阀动作，完成作动筒位移调节；

异步模式：当后涵道引射器由于特定原因出现位移不同步量超限时，容易出现运动机构的卡滞现象，此时需要关闭同步模式，启动异步模式，依据不同作动筒14的实际位移值与目标位移值的偏差大小，针对位移值偏差大的作动筒采取单独液压驱动，采取位移逐步逼近的方式，使其位移值接近偏差小的作动筒，反复执行动作，直至作动筒之间的位移不同步量满足要求后，再次切换至同步模式工作。

例如，在本申请一实施例中，作动筒因为卡滞导致较大位移偏差为0.8mm，另一作动筒位移偏差为0.3mm，此时先控制较大位移偏差的作动筒逼近0.3mm，之后再次比较两作动筒的位移偏差，控制较大位移偏差的作动筒向较小的逼近，直至两作动筒的位移偏差处于可控范围内(比如0.1mm)。

液压调节机构采取同步模式和异步模式，且可以设定工作压力、位移量及作动速度等，可以依据后涵道引射器作动筒的实际工作状态，方便、灵活的进行调节，缩短了调节时间，提高了调节精度，同时降低了由于作动筒位移不同步造成后涵道引射器损坏的风险。

本申请提供的液压调节机构能够自动、同步地调节后涵道引射器气动面积，可减少调节时间、提高位移调节精度，同时针对加力燃烧室后涵道引射器气动试验形成了明确的试验方法，便于试验的顺利开展，也可用于指导开展带后涵道引射器的加力燃烧室气动试验。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。