AC313直升機(jī)主減速器潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)介紹

【摘要】介紹了AC313直升機(jī)主減速器潤滑系統(tǒng)的構(gòu)成，潤滑系統(tǒng)主要零部件如滑油泵、回油泵、滑油噴嘴、油池、滑油濾的設(shè)計(jì)方法及參數(shù)選擇，潤滑油的選擇，適航需要進(jìn)行的試驗(yàn)考核。

【關(guān)鍵詞】減速器；設(shè)計(jì)；潤滑

1、引言

AC313直升機(jī)是我國研制生產(chǎn)的民用單旋翼帶尾槳中型直升機(jī)，配裝三臺渦軸發(fā)動機(jī)，最大起飛重量13.8噸。其主減速器主要作用是將發(fā)動機(jī)的輸出功率經(jīng)過變速和換向傳遞給主旋翼和尾旋翼。

主減速器需采用壓力潤滑進(jìn)行冷卻，其潤滑系統(tǒng)的功能是為主減速器提供冷卻滑油，減小零件間的摩擦和磨損，防止表面腐蝕和硬化，帶走在齒輪嚙合和軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中因摩擦所產(chǎn)生的熱量和硬夾雜物，確保潤滑油溫度在規(guī)定范圍內(nèi)及潤滑油的潔凈。

2、潤滑系統(tǒng)的構(gòu)成

潤滑系統(tǒng)由內(nèi)部潤滑系統(tǒng)和外部冷卻系統(tǒng)組成，本文主要介紹內(nèi)部潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

內(nèi)部潤滑系統(tǒng)包括滑油泵、油路、噴嘴、油池、回油泵、滑油濾、油位觀察窗、通氣孔、滑油壓力及溫度傳感器、磁性金屬屑檢測器等。

外部冷卻系統(tǒng)包括風(fēng)扇驅(qū)動、風(fēng)扇、散熱器、氣道及相關(guān)管路等。

3、潤滑系統(tǒng)主要部件設(shè)計(jì)

3.1 滑油泵

滑油泵的主要作用是提供壓力油，由主減速器驅(qū)動。

1）滑油泵類型的選擇

航空滑油泵主要有齒輪泵、葉片泵及轉(zhuǎn)子泵三種。國內(nèi)直升機(jī)主減速器均采用外嚙合齒輪泵，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、重量輕且工作可靠。

2）齒輪泵參數(shù)的確定

3.2 回油泵

由于后機(jī)匣與主機(jī)匣底部不連通，后機(jī)匣內(nèi)潤滑齒輪、軸承后的滑油不能夠返回到主機(jī)匣油池內(nèi)，需用回油泵將后機(jī)匣底部的滑油抽回到主機(jī)匣。

回油泵也采用齒輪泵，回油比為3：1。

3.3 潤滑油路及噴嘴

1）滑油分配

主減速器內(nèi)滑油的分配由集油腔完成，經(jīng)過各分支油路到達(dá)噴嘴。一般集油腔和油路在主機(jī)匣鑄造時直接鑄出，必要時可進(jìn)行補(bǔ)充機(jī)械加工。

2）滑油噴嘴

噴嘴的主要作用是潤滑主要承載線路上的齒輪嚙合面和軸承滾動元件，也用于控制和引導(dǎo)超越離合器和行星齒輪軸承的離心加油系統(tǒng)。

各分支油路的壓力值，需要通過計(jì)算機(jī)程序來計(jì)算，得出每一處節(jié)點(diǎn)的壓力、流量和最大流動速度，來評估各分支油路的適用性，驗(yàn)證各分支油路和噴嘴是否滿足設(shè)計(jì)要求。

3.4 油池

直升機(jī)主減速器一般采用“濕油池”設(shè)計(jì)，即油池位于主減速器底部。油面通常在動部件之下，滑油泵直接從油池中抽取滑油，經(jīng)散熱器、油濾、油路后進(jìn)入噴嘴，完成潤滑后最終流回油池。

3.5 油位觀察窗

油位觀察窗用于目視檢查主減速器內(nèi)滑油高度，保證滑油的容量在規(guī)定的范圍內(nèi)。一般采用透明玻璃，要特別注意防止破裂。

3.6 通氣孔

主減速器在工作中，由于內(nèi)部溫度升高，壓力將迅速提高，將危害主減速器的安全，這時就需要通氣孔將內(nèi)部高壓空氣排出。通氣孔在主減速器上部，并帶有濾網(wǎng)，還要防止進(jìn)水。

3.7 成品附件

潤滑系統(tǒng)中的滑油濾、傳感器選用成品件，由專業(yè)廠家設(shè)計(jì)制造。

1）滑油濾

滑油濾是保證噴油嘴噴口通暢和滑油清潔的重要元件。潤滑系統(tǒng)中有兩種滑油濾，粗油濾和精油濾：粗油濾安裝在滑油從油池中被抽出之前，防止較大的碎片和磨損顆粒進(jìn)入潤滑系統(tǒng)引起滑油泵損壞；精油濾安裝在滑油經(jīng)散熱后進(jìn)入潤滑油路之前，過濾微小的碎片和磨損顆粒，防止破壞摩擦副表面的潤滑油膜而引起損傷，精油濾的過濾精度選擇25μ。

2）傳感器

用于飛行員監(jiān)控減速器潤滑系統(tǒng)的工作情況，及時發(fā)現(xiàn)故障，保證飛機(jī)安全。主要包括滑油溫度傳感器、壓力傳感器和金屬屑探測器。

3.8 潤滑油的選擇

根據(jù)中國民航要求，民用直升機(jī)主減速器要具有在干運(yùn)轉(zhuǎn)30分鐘的能力。因此，為提高主減速器使用壽命和干運(yùn)轉(zhuǎn)要求，最終選用DOD -L-85734滑油。

4、潤滑系統(tǒng)試驗(yàn)

根據(jù)中國民航要求，潤滑系統(tǒng)必須要進(jìn)行部分試驗(yàn)以保證系統(tǒng)工作的安全性。主要包括以下試驗(yàn)項(xiàng)目：

1）滑油泵試驗(yàn)

考核滑油泵和調(diào)壓閥性能，測量滑油泵的壓力和流量的關(guān)系曲線，在保證工作壓力和流量下確定調(diào)壓閥的開啟壓力。

2）噴嘴流量和打靶試驗(yàn)

考核噴嘴噴口直徑與流量，在規(guī)定壓力、溫度下測量噴嘴噴口的實(shí)際流量及噴射方向，校驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性。

3）無油試驗(yàn)

考核滑油供油中斷時主減速器的工作情況，以保證在意外情況下主減速器能夠正常工作。要求在供油中斷后主減速器能夠正常工作30分鐘，不應(yīng)損壞。

4）減速器試驗(yàn)

考核潤滑系統(tǒng)的實(shí)際潤滑和冷卻性能。在試驗(yàn)時對壓力和溫度進(jìn)行監(jiān)控，達(dá)到穩(wěn)態(tài)時的溫度反映冷卻性能，試驗(yàn)后檢查零部件的磨損情況反映潤滑性能。

5、結(jié)束語

本文介紹了AC313直升機(jī)主減速器潤滑系統(tǒng)的構(gòu)成，主要部件的設(shè)計(jì)過程以及適航試驗(yàn)考核要求，并給出了設(shè)計(jì)參數(shù)及計(jì)算過程，為國內(nèi)的直升機(jī)主減速器潤滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供一定的借鑒經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]《航空發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)手冊第12冊》.傳動與潤滑系統(tǒng).航空工業(yè)出版社

[2]《航空發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)手冊第13冊》.減速器設(shè)計(jì).航空工業(yè)出版社