航空發(fā)動機滑油系統(tǒng)磨損檢測研究

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摘要:滑油系統(tǒng)作為航空飛行器發(fā)動機重要組成部分，其運行磨損狀況會對航空發(fā)動機使用壽命及飛行安全產(chǎn)生直接影響，因此針對滑油系統(tǒng)的磨損狀況進行檢測也極為重要。本文首先概述了發(fā)動機磨損機理和主要原因，隨后就滑油磨損檢測技術(shù)方法和操作要點展開了簡要分析。

關(guān)鍵詞:航空飛行器;發(fā)動機;滑油系統(tǒng)磨損

滑油系統(tǒng)是航空飛行器發(fā)動機的組成之一，其作用是提供一定的壓力，讓滑油在壓力作用下進入到發(fā)動機和傳動系統(tǒng)的齒輪嚙合處，起到潤滑作用，減少運行中的磨損。因此，滑油系統(tǒng)是否持續(xù)供給、滑油品質(zhì)是否符合標(biāo)準(zhǔn)等，都會直接影響發(fā)動機和傳動系統(tǒng)的運行磨損。滑油系統(tǒng)磨損檢測技術(shù)的原理就是通過提取和分析滑油成分，預(yù)測和監(jiān)控發(fā)動機磨損情況，為發(fā)動機的維護與檢修提供參考。因此，熟練掌握滑油系統(tǒng)磨損檢測技術(shù)也成為保障航空飛行器運行安全的一種有效策略。

1航空飛行器發(fā)動機滑油系統(tǒng)磨損機理

為了提高發(fā)動機運行效率，在生產(chǎn)制造過程中都會對零部件的運動面進行拋光，以減少運動時的阻力。但是受到技術(shù)水平、加工成本等諸多因素的限制，部件表面不可能達到絕對光滑。當(dāng)發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時，其中凸起的部分會受到摩擦，隨著摩擦?xí)r間的增長，磨損問題也會更加嚴重。另外，摩擦過程中還會產(chǎn)生擠壓作用，導(dǎo)致凸起部位從“細長”變成“短粗”，當(dāng)大量的凸起被摩擦、壓縮后，從宏觀上觀察發(fā)動機部件，就會發(fā)現(xiàn)明顯的磨損情況。其中，像軸承、擋油圈、滑油泵等部位，由于長期處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，磨損情況更加明顯。

2發(fā)動機滑油系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)

滑油系統(tǒng)是一個封閉式、循環(huán)系統(tǒng)，清潔的潤滑油在壓力作用下，從存儲室進入到發(fā)動機的軸承、齒輪等部位，完成潤滑作用。然后經(jīng)過潤滑后剩余的潤滑油，會被重新收集起來，經(jīng)過清潔、過濾后，循環(huán)使用。滑油系統(tǒng)磨損檢測的原理，就是將重新收集起來的潤滑油，取樣進行成分分析。與加入之前的潤滑油進行成分對比，從而得出發(fā)動機磨損嚴重程度的結(jié)論。一般來說發(fā)動機滑油系統(tǒng)的組成主要分為三個子系統(tǒng)，分別為:(1)供油系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)動機啟動并穩(wěn)定運行后，供油泵開始增壓，將壓力提升到一定數(shù)值，此時打開滑油箱的活塞。在壓力作用下，將滑油箱中的滑油吸出。沿著輸油管進入到過濾器內(nèi)。在過濾器的輸出端，分別有多個輸油孔，每個輸油孔對應(yīng)一條輸油管，分別將滑油輸送給發(fā)動機的各個部件，例如軸承、傳動齒輪等。(2)回油系統(tǒng)。由于供油過程是持續(xù)的，因此滑油在完成潤滑作用后，還會有一部分剩余。剩余的滑油會統(tǒng)一匯集到收油池中。然后當(dāng)池內(nèi)滑油達到一定量后，啟動抽油泵，將積累的滑油抽出并輸送到分離器。進行分離、過濾，將清潔后的滑油重新送入滑油箱，與新加入的清潔滑油重新使用。(3)通風(fēng)系統(tǒng)。發(fā)動機在高溫環(huán)境下工作，會使得部分滑油氣化，導(dǎo)致發(fā)動機內(nèi)部滑油氣體濃度增加。這些油蒸汽除了會增加火災(zāi)風(fēng)險外，還會附著在部件表面，吸附灰塵形成油垢，影響散熱性能。通風(fēng)系統(tǒng)可以將油蒸汽吹出，保證發(fā)動機在良好環(huán)境下運行。

3航空飛行器發(fā)動機滑油系統(tǒng)磨損檢測的保障措施

在實際中監(jiān)測發(fā)動機磨損情況時，容易受到外界因素干擾，導(dǎo)致最終的檢測、分析結(jié)果不精確。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗，需要采取以下幾點措施，為該技術(shù)的運用提供良好的保障:首先，要加強發(fā)動機運行環(huán)境管理，發(fā)動機在使用一段時間后，容易在部件表面粘附一些灰塵，并在油蒸汽或是潤滑油的影響下，形成一層厚厚的油垢。這些油垢會污染滑油，導(dǎo)致檢測結(jié)果失準(zhǔn)。因此要利用飛機定期檢修機會，進行發(fā)動機清潔。其次，保證油質(zhì)，一方面是新加入的滑油，必須要清潔、無雜質(zhì)，使用正規(guī)品牌的滑油產(chǎn)品，另一方面是提高過濾器的過濾效果，將收油池內(nèi)的剩余滑油進行清潔處理，也是保證滑油磨損檢測結(jié)果精度的有效方法。最后，觀察收油池內(nèi)的油量剩余，避免因為滑油過度損耗、漏油或是供油壓力失衡等原因?qū)е碌臋z測結(jié)果失準(zhǔn)。

4航空飛行器發(fā)動機滑油系統(tǒng)磨損檢測技術(shù)

4．1鐵譜分析。發(fā)動機的齒輪和軸承在運轉(zhuǎn)時，發(fā)生磨損會產(chǎn)生一定的金屬屑。這些金屬屑一部分隨著軸承、齒輪高速運轉(zhuǎn)，飛濺到發(fā)動機各個部位，還有一部分隨著滑油進入到收油池中。鐵譜分析就是將收油池中的滑油取樣，在實驗室環(huán)境下利用高梯度、強磁場進行樣品處理，將其中的金屬屑按照粒徑大小、密度高低分離出來。然后通過分析金屬屑的成分、粒徑大小等具體特征，從而得出發(fā)動機磨損情況。隨著鐵譜分析技術(shù)的成熟發(fā)展，現(xiàn)階段利用該技術(shù)還能夠較為準(zhǔn)確的判斷發(fā)動機磨損原因、磨損部位等，為發(fā)動機的維護處理工作提供了可靠性的借鑒。4．2光譜分析。光譜分析是通過測量油樣中各種金屬元素的原了在躍遷過程中吸收、發(fā)射或散射的電磁輻射的波長及強度來了解油樣中含有的金屬元素的種類及含量的一種技術(shù)?，F(xiàn)階段較為先進的光譜儀，已經(jīng)能夠從滑油樣品中分析出至少20余種金屬物質(zhì)，并且在檢測精度上可以達到0．01ug•g-1。在從檢測時間上，相比于傳統(tǒng)分析法也可以大幅度縮短時間，基本上在1min以內(nèi)就可以得到結(jié)果。如果某一種元素在以后的測量中發(fā)現(xiàn)其不滿足該元素的一般變化規(guī)律或發(fā)展趨勢，則可判斷包含該元素的零件處于不正常的磨損狀態(tài)，再經(jīng)過元素之間的相關(guān)性分析，可進一步判斷出異常磨損所對應(yīng)的零件。

5結(jié)語

發(fā)動機本身屬于易于磨損的部件，隨著航空飛行器使用年限的增加，對于發(fā)動機的磨損檢測周期也要適當(dāng)縮短，以便于更加準(zhǔn)確的掌握發(fā)動機磨損情況，及時采取養(yǎng)護和維修措施。近年來關(guān)于發(fā)動機磨損檢測的技術(shù)措施有多種，其中滑油系統(tǒng)磨損檢測是現(xiàn)階段一種操作相對方便且檢測結(jié)果精確度較高的技術(shù)措施。工作人員只有掌握滑油磨損檢測技術(shù)要點，才能為發(fā)動機維護工作開展提供參考，延長航空飛行器發(fā)動機使用壽命。

參考文獻:

［1］柳陽，張千一，榮莉．飛機設(shè)備抽引發(fā)動機滑油壓差信號導(dǎo)致數(shù)控系統(tǒng)測量異常研究［J］．飛機設(shè)計，2013(3):59-61．

［2］阮睿飛．基于嵌入式傳感器的飛機發(fā)動機滑油金屬磨粒在線檢測系統(tǒng)［C］．中國科協(xié)年會:航空發(fā)動機設(shè)計、制造與應(yīng)用技術(shù)研討會，2013．

作者:張建軍 單位:武警機動第二總隊直升機支隊