Способ измерения крутящего момента на валу свободной турбины газотурбинного двигателя

(72) Авторы изобретения

А.В.Денисов, В,И,Кирин, Ю.А.Баженов и К (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА НА ВАЛУ

СВОБОДНОЙ ТУРБИНЫ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ а

Изобретение относится к иэмерени. ям и испытаниям, в частности к измерениям и исследованиям моментов работы, в которой элемент, передающий крутящий момент, не является вращающимся упругим:валом.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ измерения крутящего момента на валу свободной турбины газотурбинного двигателя путем вывода двигателя на холостой режим работы с последующим нагружением турбины, перемещением рычагов управления двигателя по заданной программе и регистрации крутящего. момента на выбранных режимах (1).

Недостаками этого способа являются сложность нагружения двигателя крутящим моментом из-эа необходимости использования тормозной установки мощностью не ниже номинальной мощности двигателя, сложность измерения крутящего момента на вращающемся измерительном устройстве иэ-за необходимости применения вращающихся контактных устройств на большую частоту вращения и снижение точности измерения крутящего момен5 та двигателя из-эа влияния характеристик тормозной установки.

Обьясняется это тем, что момент

1в двигателя в переходном, процессе выражается зависимостью

М= — +М дш

7 dt тч IS где I - суммарный момент инерции ротора тормозной установки и соединительных элементов; частота вращения выводного вала;

М - момент, создаваемый тормозной установкой.

Знак "+" относится к переходному процессу наброса, а знак "-" - к сбросу нагрузки.

3 93002

Для определения крутящего момен- та двигателя необходимо учитывать !

° одновременно с моментом тормознои установки момент, создаваемый инерционными силами, и его знак, что 5 требует определения момента инерции вращающихся частей тормозной установки и соединительных элементов, а также регистраций величины ус.корения выводного вала ()в пе- 10

86 реходных процессах, что весьма затруднительно и ведет к возрастанию погрешностей измерений.

Цель изобретения - упрощение и повышение точности измерения крутя- 1S щего момента.

Указанная цель достигается тем, . что до запуска двигателя и вывода его на режим холостого хода дополнительно производят торможение вала, а нагружение турбины и регистрацию крутящего момента ведут при этом положении вала.

На чертеже представлена схема одного из вариантов устройства, ре- д ализующего предлагае1чый способ при стендовых испытаниях.

Выводной вал 1 газотурбинного двигателя 2 с помощью жесткого звена 3, на котором установлен датчик 4 измерения момента (например, тензодатчик), соединен с рамой 5 стенда. Органы 6 и 7 управления двигателя сбору дованы датчиками 8 и 9 положения этих органов. Злектрический датчик 4

35 измерения крутящего момента и датчики 8 и 9 положения органов управления соединены с регистрирующим прибором 10. В условиях объекта выводной вал двигателя может быть за40 торможен с помощью стояночного и рабочего тормозов транспортного средства при включенной высшей передаче в коробке передач или выводной вал жестко соединен на раму транспорт45 ного средства.

Определение моментной характеристики газотурбинного двигателя со свободной турбиной в переходных процессах осуществляется пооперационно с учетом подготовительных и основных операций следующим образом.

Выводной вал 1 двигателя с помощью жесткого звена 3, на котором устанавливается датчик 4 измерения момента, например тензодатчик, соеди-! няют с корпусом двигателя или рамой

5 стенда, а в условиях объекта -"с. рамой транспортного средства ° Дат- . чик 4 измерения момента соединяют с регистрирующим прибором 10, затем осуществляют его тарировку с записью показаний на осциллограф или магнитограф и оценку погрешности измерения.

Затем осуществляют запуск ГТД и устанавливают ему режим холостого хода. На этом заканчиваются подготовительные операции.

Воздействием на органы 6 и 7 управления двигателей (на рычаг подачи топлива, на рычаг управления угловым положением соплового аппарата или одновременно на оба рычага) нагружают его при заторможенном выводном вале 1. Одновременно регистрируют крутящий момент двигателя и положение органов управления с помощью осциллографа или йагнитографа.

В результате обработки осциллограмм и магнитограмм получают графические зависимости крутящего момента двигателя в функции времени или поло. жения органов управления двигателем в переходных процессах. Так как нагружение и измерение крутящего момента двигателя осуществляется при его заторможенном выводном вале, то, как следует иэ приведенной формулы

d(s

dt — 0 и М = М . Измерение момента двигателя сводится к измерению момента тормозной установки, а погревность измерения момента двигателя обуславливается только погрешностью датчика и регистрирующей аппаратуры. При этом отпадает необходимость в измерении ускорения выводного вала в переходных процессах и определении момента инерции тормозной установки и соединительных элементов.

При нагружении и измерении крутящего момента при заторможенном выводном вале двигателя отпадает необходимость в сложных тормозных установках и измерительных устройствах, сокращается время и трудозатраты на определение моментных характеристик.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет снятие моментной характеристики ГТД со свободной турбиной как в условиях стенда, так и непосредственно.на транспортных средствах.

930027 .

Формула изобретения

Составитель Г. Романов

Редактор Т. Кугрышева Техред M. Гергель

Заказ 3452/51 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Т атент", г.ужгород, ул. Проектная, 4

Способ измерения крутящего момента на валу свободной турбины газотурбинного двигателя, путем вывода двигателя на холостой режим ра боты с последующим нагружением турбины перемещением рычагов управле." ния двигателя по заданной программе и регистрации крутящего момента на выбранных режимах, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности измерения, до запуска двигателя.и вывода его на режим холостого хода дополнительно производят торможение вала, а нагружение.турбины и регист5 рацию крутящего момента ведут при этом положении вала.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Котляр И.В., Гительман А.И. и др. Переходные процессы в газотур" бинных установках. Л., "Машиностроение", 1973, с. 51-52.