航空飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)磨損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用研究

摘?要：滑油系統(tǒng)作為航空飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)重要組成部分，其運(yùn)行磨損狀況會(huì)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命及飛行安全產(chǎn)生直接影響，因此針對(duì)滑油系統(tǒng)的磨損狀況進(jìn)行檢測(cè)也極為重要。本文首先概述了發(fā)動(dòng)機(jī)磨損機(jī)理和主要原因，隨后就滑油磨損檢測(cè)技術(shù)方法和操作要點(diǎn)展開了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：航空飛行器;發(fā)動(dòng)機(jī);滑油系統(tǒng)磨損

滑油系統(tǒng)是航空飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)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(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)的齒輪嚙合處，起到潤滑作用，減少運(yùn)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(huì)直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行磨損。滑油系統(tǒng)磨損檢測(cè)技術(shù)的原理就是通過提取和分析滑油成分，預(yù)測(cè)和監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)磨損情況，為發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)與檢修提供參考。因此，熟練掌握滑油系統(tǒng)磨損檢測(cè)技術(shù)也成為保障航空飛行器運(yùn)行安全的一種有效策略。

1 航空飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)磨損機(jī)理

為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率，在生產(chǎn)制造過程中都會(huì)對(duì)零部件的運(yùn)動(dòng)面進(jìn)行拋光，以減少運(yùn)動(dòng)時(shí)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(dá)到絕對(duì)光滑。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其中凸起的部分會(huì)受到摩擦，隨著摩擦?xí)r間的增長(zhǎng)，磨損問題也會(huì)更加嚴(yán)重。另外，摩擦過程中還會(huì)產(chǎn)生擠壓作用，導(dǎo)致凸起部位從“細(xì)長(zhǎng)”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(dòng)機(jī)部件，就會(huì)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(zhǎng)期處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，磨損情況更加明顯。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)

滑油系統(tǒng)是一個(gè)封閉式、循環(huán)系統(tǒng)，清潔的潤滑油在壓力作用下，從存儲(chǔ)室進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)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(huì)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(cè)的原理，就是將重新收集起來的潤滑油，取樣進(jìn)行成分分析。與加入之前的潤滑油進(jìn)行成分對(duì)比，從而得出發(fā)動(dòng)機(jī)磨損嚴(yán)重程度的結(jié)論。一般來說發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)的組成主要分為三個(gè)子系統(tǒng)，分別為：

（1）供油系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)并穩(wěn)定運(yùn)行后，供油泵開始增壓，將壓力提升到一定數(shù)值，此時(shí)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(jìn)入到過濾器內(nèi)。在過濾器的輸出端，分別有多個(gè)輸油孔，每個(gè)輸油孔對(duì)應(yīng)一條輸油管，分別將滑油輸送給發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)部件，例如軸承、傳動(dòng)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(huì)有一部分剩余。剩余的滑油會(huì)統(tǒng)一匯集到收油池中。然后當(dāng)池內(nèi)滑油達(dá)到一定量后，啟動(dòng)抽油泵，將積累的滑油抽出并輸送到分離器。進(jìn)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(dòng)機(jī)在高溫環(huán)境下工作，會(huì)使得部分滑油氣化，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部滑油氣體濃度增加。這些油蒸汽除了會(huì)增加火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)外，還會(huì)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(dòng)機(jī)在良好環(huán)境下運(yùn)行。

3 航空飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)磨損檢測(cè)的保障措施

在實(shí)際中監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)磨損情況時(shí)，容易受到外界因素干擾，導(dǎo)致最終的檢測(cè)、分析結(jié)果不精確。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)，需要采取以下幾點(diǎn)措施，為該技術(shù)的運(yùn)用提供良好的保障：首先，要加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行環(huán)境管理，發(fā)動(dòng)機(jī)在使用一段時(shí)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(huì)污染滑油，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果失準(zhǔn)。因此要利用飛機(jī)定期檢修機(jī)會(huì)，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)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(jìn)行清潔處理，也是保證滑油磨損檢測(cè)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?yàn)榛瓦^度損耗、漏油或是供油壓力失衡等原因?qū)е碌臋z測(cè)結(jié)果失準(zhǔn)。

4 航空飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)磨損檢測(cè)技術(shù)

4.1 鐵譜分析

發(fā)動(dòng)機(jī)的齒輪和軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)生磨損會(huì)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(yùn)轉(zhuǎn)，飛濺到發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)部位，還有一部分隨著滑油進(jìn)入到收油池中。鐵譜分析就是將收油池中的滑油取樣，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下利用高梯度、強(qiáng)磁場(chǎng)進(jìn)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)磨損原因、磨損部位等，為發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)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(cè)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(zhǎng)及強(qiáng)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(jìn)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(cè)精度上可以達(dá)到0.01ug·g-1。在從檢測(cè)時(shí)間上，相比于傳統(tǒng)分析法也可以大幅度縮短時(shí)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(cè)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(shì)，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(jìn)一步判斷出異常磨損所對(duì)應(yīng)的零件。

5 結(jié)語

發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損檢測(cè)周期也要適當(dāng)縮短，以便于更加準(zhǔn)確的掌握發(fā)動(dòng)機(jī)磨損情況，及時(shí)采取養(yǎng)護(hù)和維修措施。近年來關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)磨損檢測(cè)的技術(shù)措施有多種，其中滑油系統(tǒng)磨損檢測(cè)是現(xiàn)階段一種操作相對(duì)方便且檢測(cè)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(cè)技術(shù)要點(diǎn)，才能為發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)工作開展提供參考，延長(zhǎng)航空飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：張建軍（1974-），男，湖南寧鄉(xiāng)人，機(jī)械工程師，自1999年7月至今從事直升機(jī)維護(hù)工作，2002年至今擔(dān)任空中機(jī)械師，共安全飛行4000多小時(shí)。