一種航空發動機滑油系統設計方法
2023-05-08 06:27:51 1
一種航空發動機滑油系統設計方法
【專利摘要】一種航空發動機滑油系統設計方法，具體為：假設系統為穩態計算分析，忽略其重力影響，忽略了彎頭角度小於10度的彎頭和折管元件，不考慮流路與外界的換熱過程，對於正向循環的滑油系統，忽略溫度對散熱器前的管路阻力損失的影響；提出滑油系統設計與各軸承腔噴嘴流量試驗反饋疊代，對供油壓差插值，疊代重複計算過程，滿足設計要求輸出結果；通過應用本設計方法，為各型號發動機滑油系統提供滑油系統壓力、流量、雷諾數Re和流速參數的分布，並為滑油系統部件提供系統壓力和流量的參數。本發明的優點：可直接應用於現役發動機、在研發動機的滑油系統設計中，為先進發動機滑油系統設計提供高可靠性和高精細化設計技術支持。
【專利說明】一種航空發動機滑油系統設計方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及航空發動機滑油系統設計、分析和計算方法，特別涉及了一種航空發動機滑油系統設計方法。
【背景技術】
[0002]目前，僅在供油泵出口測量一個供油壓力或某一個噴嘴的供油壓差。試車數據表明，傳統的標定壓力與系統供油壓力試車值相差較大。由此，無論是測試還是計算都不能得到全面、準確地參數結果用以描述滑油系統的工作。
[0003]在先進發動機研究中，其對機械系統的性能、壽命和可靠性等都有更高的要求，這就要求滑油系統在不同狀態對主要冷卻、潤滑部件的供油分配上，達到精確設計的要求。但是在滑油系統應用於發動機之前，國內還沒有系統級的潤滑系統試驗器，對滑油系統設計驗證及修正。滑油系統的壓力和流量是最重要的參數。而由於受客觀條件制約，能夠測試的參數極少，影響了先進發動機要求滑油系統體積小型化、重量輕化和高可靠性的設計需求的開展。
[0004]因此，滑油系統設計急需突破傳統設計方法，建立一種可提高滑油系統設計精度、可擴展掌握滑油系統各部位壓力和流量數據，並可面向各型號提高設計效率的新型仿真設計方法。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是為提高航空發動機滑油系統精細化設計能力，特提供了一種航空發動機滑油系統設計方法。
[0006]本發明提供了一種航空發動機滑油系統設計方法，其特徵在於:所述的航空發動機滑油系統設計方法，具體為:
[0007]假設系統為穩態計算分析，忽略其重力影響，忽略了彎頭角度小於10度的彎頭和折管元件，不考慮流路與外界的換熱過程，對於正向循環的滑油系統，忽略溫度對散熱器前的管路阻力損失的影響；
[0008]提出滑油系統設計與各軸承腔噴嘴流量試驗反饋疊代，具體過程為:首先設定系統供油壓差初值AP=APi,模擬計算基於發動機UG模型的外部管路數值模型，得到外部管路阻力損失A Pw, A P- A Pw作為噴嘴流量試驗標定壓差A Pb，再模擬基於物理結構的噴嘴流量試驗模型，可得到各噴嘴滿足設計流量要求的結構值，建立基於噴嘴流量試驗後結構的滑油系統數值模型，得到系統流量壓力分布，同時得到新的供油壓差A P= A Pi+1，與設計初值比較，當A Pi+1-A Pi大於S，其中5為系統設計允許偏差，對供油壓差插值，疊代重複上述計算過程，直到A Pi+1- APi ^ 8，則滿足設計要求輸出結果；
[0009]提出基於物理結構並適用於滑油系統工作特性的滑油系統各部件數值仿真模型，與試驗試車數據比較相對誤差小於6.1% ;
[0010]通過應用本設計方法，為各型號發動機滑油系統提供滑油系統壓力、流量、雷諾數Re和流速參數的分布，並為各型號發動機滑油系統各軸承腔噴嘴流量試驗提供噴嘴結構設計初值，並為滑油系統部件，包括供回油泵、滑油濾、散熱器、滑油箱、調壓、差活門設計及試驗驗證提供系統壓力和流量的參數；通過應用本設計方法，為修正滑油系統供油壓差和改變某軸承腔供油流量，提供滑油系統管路或節流孔或噴嘴的結構設計值。
[0011] 本發明的優點:
[0012]提高航空發動機滑油系統精細化設計能力，提出滑油系統設計與各軸承腔噴嘴流量試驗反饋疊代的設計方法；提出基於物理結構並適用於滑油系統工作特性的滑油系統各部件數值仿真模型，與試驗比較相對誤差小於15% ;通過應用本設計方法，為各型號發動機滑油系統提供滑油系統壓力、流量、Re和流速參數的分布，並為各型號發動機滑油系統各軸承腔噴嘴流量試驗提供噴嘴結構設計初值；通過應用本設計方法，為修正滑油系統供油壓差和改變某軸承腔供油流量，提供滑油系統管路或節流孔或噴嘴的結構設計值。可直接應用於現役發動機、在研發動機的滑油系統設計中，為先進發動機滑油系統設計提供高可靠性和高精細化設計技術支持。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖及實施方式對本發明作進一步詳細的說明:
[0014]圖1為滑油系統數值模擬仿真設計方法框圖。
【具體實施方式】
[0015]實施例1
[0016]本實施例提供了一種航空發動機滑油系統設計方法，其特徵在於:所述的航空發動機滑油系統設計方法，具體為:
[0017]假設系統為穩態計算分析，忽略其重力影響，忽略了彎頭角度小於10度的彎頭和折管元件，不考慮流路與外界的換熱過程，對於正向循環的滑油系統，忽略溫度對散熱器前的管路阻力損失的影響；
[0018]提出滑油系統設計與各軸承腔噴嘴流量試驗反饋疊代，具體過程為:首先設定系統供油壓差初值AP=APi,模擬計算基於發動機UG模型的外部管路數值模型，得到外部管路阻力損失A Pw, A P- A Pw作為噴嘴流量試驗標定壓差A Pb，再模擬基於物理結構的噴嘴流量試驗模型，可得到各噴嘴滿足設計流量要求的結構值，建立基於噴嘴流量試驗後結構的滑油系統數值模型，得到系統流量壓力分布，同時得到新的供油壓差A P= A Pi+1，與設計初值比較，當A Pi+1-A Pi大於S，其中5為系統設計允許偏差，對供油壓差插值，疊代重複上述計算過程，直到A Pi+1- APi ^ 8，則滿足設計要求輸出結果；
[0019]提出基於物理結構並適用於滑油系統工作特性的滑油系統各部件數值仿真模型，與試驗試車數據比較相對誤差小於6.1% ;
[0020]通過應用本設計方法，為各型號發動機滑油系統提供滑油系統壓力、流量、雷諾數Re和流速參數的分布，並為各型號發動機滑油系統各軸承腔噴嘴流量試驗提供噴嘴結構設計初值，並為滑油系統部件，包括供回油泵、滑油濾、散熱器、滑油箱、調壓、差活門設計及試驗驗證提供系統壓力和流量的參數；通過應用本設計方法，為修正滑油系統供油壓差和改變某軸承腔供油流量，提供滑油系統管路或節流孔或噴嘴的結構設計值。
【權利要求】
1.一種航空發動機滑油系統設計方法，其特徵在於:所述的航空發動機滑油系統設計方法，具體為: 假設系統為穩態計算分析，忽略其重力影響，忽略了彎頭角度小於10度的彎頭和折管元件，不考慮流路與外界的換熱過程，對於正向循環的滑油系統，忽略溫度對散熱器前的管路阻力損失的影響； 提出滑油系統設計與各軸承腔噴嘴流量試驗反饋疊代，具體過程為:首先設定系統供油壓差初值Λ P= Λ Pi，模擬計算基於發動機UG模型的外部管路數值模型，得到外部管路阻力損失Δ Pw, Δ P- Δ Pw作為噴嘴流量試驗標定壓差Λ Pb，再模擬基於物理結構的噴嘴流量試驗模型，可得到各噴嘴滿足設計流量要求的結構值，建立基於噴嘴流量試驗後結構的滑油系統數值模型，得到系統流量壓力分布，同時得到新的供油壓差Λ P= Δ Pi+1，與設計初值比較，當APi+l-APi大於S，其中S為系統設計允許偏差，對供油壓差插值，疊代重複上述計算過程，直到Λ Pi+Ι-Λ Pi ( δ，則滿足設計要求輸出結果； 提出基於物理結構並適用於滑油系統工作特性的滑油系統各部件數值仿真模型，與試驗試車數據比較相對誤差小於6.1% ； 通過應用本設計方法，為各型號發動機滑油系統提供滑油系統壓力、流量、雷諾數Re和流速參數的分布，並為各型號發動機滑油系統各軸承腔噴嘴流量試驗提供噴嘴結構設計初值，並為滑油系統部件，包括供回油泵、滑油濾、散熱器、滑油箱、調壓、差活門設計及試驗驗證提供系統壓力和流量的參數。
【文檔編號】G06F17/50GK103593501SQ201310474180
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月11日 優先權日:2013年10月11日
【發明者】鬱麗, 蘇壯, 李國權, 邢俊, 胡廣陽 申請人:中國航空工業集團公司瀋陽發動機設計研究所