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航空发动机试车台研究具有重要的理论意义和应用价值,自20世纪20年代以来航空发动机性能不断提升,对发动机试车台的功能要求也相继提高,传统的试车台已然不能满足航空发动机生产试验要求。南方公司根据XX66系列发动机试车及工艺性能的要求,以南方公司XX66系列发动机二号试车台为基准试车台,自主设计了空军某修理厂113号试车台,并实现试车过程中参数的自动采集和自动控制,提高了测试精确度和试车台稳定性。本文主要的研究工作如下:(1)分析了发动机试车台的总体设计思路和测试原理及组成,根据试车台总体设计思路设计试车台的整体布局。从试车原理出发,分析发动机与试车台架的管路连接布局,确定试车台的组成和构架;以二号试车台为基准,以试车台建设规范为依据,明确各个分系统的工作职能,最后确立试车台各个分系统的设计方案。(2)从功能需求、性能需求、技术参数和用户使用需求四方面对数据采集系统进行需求分析,根据分析结果规划了数据采集系统总体方案,提出了基于VXI总线测试技术和以LabWindows/CVI作为开发工具的数据采集系统的构想。然后从硬件搭配和软件实现两方面设计了发动机试车数据采集系统,确定了硬件系统和软件系统的各个功能模块的模拟试验功能。同时分析了数据采集过程中干扰噪声的来源和干扰噪声进入数据采集系统的影响方式。针对数据采集系统的具体干扰情况具体分析,正确且有效地使用屏蔽、接地和滤波等抗干扰技术,从硬件和软件两个方面设计了系统的抗干扰方案,保证系统安全稳定运行和测试数据更准确、可靠。(3)为了使试车台排气系统顺利地排出发动机的尾气,使发动机的进气和排气不相互干扰,进行了试车台多方位排气引射系统的研究。根据气动力学设计排气引射筒几何尺寸。运用Fluent软件对排气引射系统建模和气动分析,分析了三种距离状态下的引射量,然后依据计算结果验证设计方案的可行性。同时通过对同角度不同距离的排气气动分析,还能够为将来新型号发动机试车台排气引射系统的研制提供了理论依据。(4)介绍了国内外发动机校准方法的分类,然后具体根据试车环境对发动机参数换算公式进行修正,采用标准样机上台试车开始校准工作,根据校准性能参数实际测量值与标准样机性能参数标定值的对比来判断试车台的准确性,最后根据判定结论对试车台进行进一步调试和改进。本文研制的试车台已成功应用于空军某修理厂XX66系列发动机修理线,其测试功能和技术指标均满足了实际应用需求,并保证了相当的测试精度。