前言：某厂承担公司各系列发动机加力燃油总管制造和性能测试工作。某型号发动机研制初期至今，加力燃油总管性能测试工作借用UY-147总管试验器进行。
1、试验目的
通过对比试验，确定试验器07FB001与原试验器UY-147的测量差异，制定出既符合设计图纸要求，又能满足于以前与今后所生产的加力燃油总管，达到测试结果一致性、连续性的工艺参数范围。使试验器07FB001应用于某型号发动机燃油总管的生产。
2、试验依据
燃油总管试验器属于航空产品生产、检验共用非标设备，该类设备由于结构不同，其试验结果有所差异，主要原因是：高压流体通过试验器管路时，试验器管路中存在着管径的粗细变化、控制阀门、管接头和分流、合流现象，此时管路中的流体呈不稳定流动状态--紊流。而紊流对管路的结构变化反映敏感，主要表现在流速的变化，进而影响被测零组件的流量。
试验器07FB001与原试验器UY-147相比较，其中供油系统、压力调节系统、压力测量系统、流量测量系统等存在较大的差异，（详见附件一，试验器结构介绍）从而导致试验器管路走向、管路直径和结构等发生很大的变化。鉴于上述情况，我们办理了工艺试验卡片，并根据试验卡片中规定的内容进行工作。
3、燃油总管试验器UY-147、07FB001结构简介
3.1、UY-147试验器结构介绍
3.1.1供油系统
设备的供油泵组由2个齿轮泵并联而成，总供油量为12000L/h，通过设备的供油管路（Ф24）和一段连接零件的供油管（Ф11）将燃油输送到被测零件中。
3.1.2压力调节和测量系统
在供油管上距离零件进口60mm（设计要求不超过200mm）处有一测压点，压力控制由一个针形调节阀控制，试验器压力监控仪表为指针式压力表。
3.1.3流量测量系统
试验器为容积法量杯计量，共有40个量杯，每个量杯的最大量程为5L，每个量杯下方设有连通机构，当需要计量若干个量杯的平均值时，将其量杯的连通机构打开，待量杯内液面平稳后，其液面示值就是若干个量杯的平均值。
3.1.4燃油温度控制系统
由空调机组集中供给冷却水控制油温，指针式温度表显示。
3.2、07FB001试验器结构介绍
试验器有两套供油、测量系统，可同时测量双油路燃油总管。
3.2.1供油系统
供油系统采用高压大流量（15000L/h）和低压小流量（1500 L/h）两套齿轮泵，分别为两套测量系统提供燃油，主油路供油管直径Ф50mm，付油路供油管直径Ф20mm。主付油路设置三条支路，根据被试零件总流量选择不同的支路。
3.2.2压力调节和测量系统
试验压力通过总油路调节阀、主油路调节阀、主旁路调节阀、付油路调节阀及付旁路调节阀进行调节，以获得主/付油路所需的试验压力。在供油管上距离零件进口100mm处有一测压点，试验压力的测量和显示由压力传感器和数显表完成。
3.2.3流量测量系统
试验器共有48个收油量杯，每个量杯的最大量程为10L，每个量杯内安置有液位传感器，燃油进入量杯后，其液位被液位传感器感测和输出，并被采集至工控系统进行计算，并显示出最终流量参数。
3.2.4燃油温度控制系统
在被测零件进油回路前的温度传感器发出温度感测信号，并由控制系统冷却供水泵之启停，来自动完成燃油的温度控制，同时温度值由数显表显示出来。
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3.3、计量方法
两台试验器均为容积法计量，流量及流量分布值的计算公式如下：
总流量Q按下式计算：
Q（L/h）＝∑Qi ×3600 / t
Q --总管总流量（L/h）
∑Qi --参与测量量杯所盛取的燃油量（L）
t --测量时间（s）
3600 -- 时间由秒换算到小时的系数
喷杆的流量分布δ计算：
±δ%＝（Qi - Q平均）/Q平均某型号0%
δ -- 喷杆的流量分布
Qi -- 某喷杆的流量（或相对应所有喷杆的平均流
量最大和最小值）
Q平均-- 所有喷杆的平均流量
3.3.1、UY-147数据录取方法
当设备供油条件达到技术要求，开始测量，达到规定时间后，在各个量杯的液面上，做一位置标记，然后转动机构连通所有量杯，使液面归于同一平面。
总流量值-检查液面位置处于计算并标记在设备上刻度盘相应的位置，读取对应的流量值即为总流量值。
分布值-测量量杯上原液面标记与液面平均线的距离（高于液面的为正值,反之为负）单位毫米。按设备上该总管流量分布的对应表，查表读取所测距离对应的分布值即为该喷嘴的流量分布值。
3.3.2、07FB001数据录取方法
当设备供油条件达到技术要求，开始测量，达到规定时间后，每个量杯便注入燃油。每个量杯内安置有液位传感器，燃油进入量杯后，其液位被液位传感器感测和输出，并被采集至工控系统进行计算，并显示出最终流量参数。
3.4、两台试验设备系统差异造成的测量误差分析
影响设备测试精度的因素一般有：设备本身的结构性差异，工装的差异以及工件本身对不同流体所表现出的不同的紊流状态，进而影响各喷嘴的流量。
加力燃油总管的特点是对流体状态的敏感性，主要来源于大量的喷杆沿总管圆周均布，所有喷杆共用一条供油管道，存在争油现象，对流体的紊流状态也就随之敏感起来，由于两台设备存在个体差异，故工件将在不同设备所表现的特性状态将不完全一致。同时因为设备从动力系统到管路结构以及调控阀类、进油接头均存在一定差异，这样，对输出的试验介质紊流状态是不可能一样的，而偏偏加力燃油总管各个喷杆与进油口的位置不同，不同紊流形成的喷杆进油压力是不同的，因此就会形成分布不均度的差异或整体流量差异。这种现象来自与发动机零部件的生产过程特点，航空发动机的生产量相对于汽车行业一直属于小规模生产，其检测的指标又是难以用通用方式检测的。加力总管试验器，因属于高压力，高流量输出，对于供油量与消耗量有一定的范围要求，不同设备特别是不同供油量的试验设备，这个范围也将是有很大不同。一般来说某个机种大发动机研制期间，重要零组件的试验均需定设备，以利于发动机整机调试，而设备输出特性的保持由零部件设计定型后制定的设备校验标准样件来完成，而设备的更换将用设备校验标准样件来进行质量传递。
综上所述，不同的加力总管试验器一般来所输出的特性是不相同的，这是规律。故不同的零件将有不同的表现特征，我们本次的任务就是要通过选取典型零件在两台试验器之间经过多次试验总结规律，依据各个总管的设计特点，以及对试验精度要求制定出合理的修正量，以达到质量传递的目的。
论文作者:于冠群 张 静 张舒淳 王昭邺
论文发表刊物:《中国电气工程学报》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/24
标签：量杯论文; 流量论文; 总管论文; 燃油论文; 测量论文; 设备论文; 油路论文; 《中国电气工程学报》2019年第2期论文;