航空發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng).ppt

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第十一章滑油系統(tǒng) 11 1滑油系統(tǒng)的功用和滑油功用潤滑減小摩擦力 減小摩擦損失原理冷卻降低溫度 帶走熱量原理清潔帶走磨損的微小顆粒防腐原理除此之外 滑油系統(tǒng)還為其它系統(tǒng)提供工作介質(zhì) 封嚴(yán) 并是發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的載體 11 1 2滑油航空發(fā)動(dòng)機(jī)所使用的滑油要求1 粘度 粘度是流體反抗切向力的能力 在滑油系統(tǒng)中用60cm3的滑油在一定的溫度下 流過一個(gè)已精確標(biāo)定的小孔所需要的以秒為單位的時(shí)間這實(shí)際上是測量滑油的流動(dòng)阻力 因?yàn)榱鲃?dòng)阻力越大 則流過小孔所需的時(shí)間越長 同種滑油粘性系數(shù)的高低主要受滑油溫度的影響溫度高 則粘度低 溫度低 則粘度高好的滑油要求其粘性隨溫度的變化愈小愈好 原因 航空發(fā)動(dòng)機(jī)所選用的滑油要求在金屬部件表面能形成一定厚度 又能保持適當(dāng)油膜強(qiáng)度的粘性系數(shù)最低的滑油 可保證潤滑 又可以保證冷卻 而且流動(dòng)性好 2 閃點(diǎn)使滑油蒸汽產(chǎn)生閃燃的溫度稱為閃點(diǎn)要求滑油的閃點(diǎn)高于滑油工作的最高溫度防止可能的火災(zāi) 滑油消耗量過大及保證很好的潤滑 3 燃點(diǎn)有足夠的可燃滑油蒸汽供給燃燒的最低溫度稱為燃點(diǎn)要求滑油的燃點(diǎn)高于滑油工作的最高溫度4 良好的流動(dòng)性滑油的流動(dòng)性與滑油的粘性系數(shù)有關(guān)滑油具有適當(dāng)?shù)恼承?且隨溫度的變化較小 以減少流動(dòng)損失 除了上述要求外 滑油還要有較好的抗氧化性和抗泡沫性起泡沫會(huì)使金屬表面的油膜不連續(xù) 增大摩擦和摩損 降低輸出功率 冷卻效果差 且降低高空性能 不腐蝕金屬 毒性小等 滑油種類潤滑油的種類有礦物基的滑油 即從石油中提煉的 有從動(dòng)物 植物提煉的 有帶添加劑的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)使用合成滑油 即從動(dòng)物 植物 礦物基滑油提煉人工合成的優(yōu)點(diǎn)不易沉淀而且高溫下不易蒸發(fā)缺點(diǎn)不管濺到什么地方 都可能產(chǎn)生氣泡和掉漆它不能同礦物基滑油混合 而且生產(chǎn)廠要求不同等級 型號的滑油不要混合合成滑油有填加劑 易被皮膚吸收 有高毒性 應(yīng)避免長時(shí)間暴露和接觸皮膚 11 2滑油系統(tǒng)的組成 根據(jù)部件劃分 由滑油箱 增壓泵 滑油濾 回油泵 滑油散熱器 油氣分離器 指示系統(tǒng)和磁性堵塞組成 11 2 1滑油箱滑油箱用來存放滑油干槽式有獨(dú)立外部油箱的滑油系統(tǒng)稱不過現(xiàn)在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)絕大部分是干槽式一般用鋁合金鈑或鋼鈑焊接而成 通常安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上濕槽式如果滑油存在于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)集油槽或集油池中滑油箱要求1 膨脹空間滑油箱應(yīng)留有一定的膨脹空間這是因?yàn)槭褂眠^的滑油溫度高 體積有一定的膨脹流動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生一些泡沫 亦使滑油體積變大膨脹空間的大小 根據(jù)美國聯(lián)邦航空局 FAA 的規(guī)定為0 5加侖或滑油箱容積的10 二者中較大的那個(gè)數(shù)字 圖11 2滑油箱 2 注油口注油口分為重力注油口和壓力注油口 根據(jù)美國聯(lián)邦航空局的要求在注油口的口蓋上應(yīng)標(biāo)有 oil 字樣 3 滑油量標(biāo)尺在滑油箱內(nèi)應(yīng)有滑油標(biāo)尺或觀測窗口 便于了解滑油箱內(nèi)的滑油量 滑油量表示現(xiàn)有的滑油容積油箱有傳感器測量油箱滑油量 并在駕駛艙儀表上指示 4 放油孔在滑油箱底部應(yīng)有放油孔 5 油氣分離器油箱中裝有油氣分離器 將滑油回油中的氣體分離滑油繼續(xù)循環(huán)使用 11 2 2滑油泵滑油泵多為齒輪泵滑油泵分為增壓泵和回油泵增壓泵和回油泵作成一體增壓泵的功用是使滑油增壓回油泵是抽回滑油 一般回油泵的容積至少大于增壓泵容積的兩倍回油溫度高 且有泡沫 使回油滑油的容積大于供油容積增壓泵后有調(diào)壓活門保證在各種狀態(tài)下滑油壓力一定也就是控制供往各潤滑部位的滑油壓力 防止因滑油壓力過高可能導(dǎo)致滑油系統(tǒng)滲漏和損壞系統(tǒng)中的某些部件 圖11 3齒輪泵 11 2 3滑油濾油濾的功用過濾滑油中的微粒 使供應(yīng)到軸承處的滑油是清潔干凈的 油濾的分類網(wǎng)狀油濾 杯型油濾和螺紋式油濾 蓖齒型油濾四種 油濾的標(biāo)尺微米或數(shù)目 數(shù)目目是1平方英寸網(wǎng)眼的數(shù)目 主滑油濾的組成由殼體 濾芯 旁路活門 單向活門和壓差電門組成1 濾芯過濾滑油 2 旁路活門在滑油濾進(jìn) 出口之間有旁路活門當(dāng)濾芯堵塞而使油濾進(jìn) 出口壓差達(dá)到一定數(shù)值時(shí) 旁路活門打開 滑油不通過油濾 直接供應(yīng)到軸承處因?yàn)楣?yīng)不清潔的滑油比不供應(yīng)滑油要好得多與此同時(shí) 滑油壓差電門接通 警告燈亮 表明油濾堵塞 應(yīng)清洗油濾但這時(shí)不做維修 發(fā)動(dòng)機(jī)仍能正常工作3 單向活門在油濾出口處 還裝一個(gè)單向活門在發(fā)動(dòng)機(jī)停車不工作時(shí) 在彈簧力的作用下 此活門關(guān)閉 堵住出口 防止滑油箱中的滑油在重力的作用下 流入發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承處 造成油箱缺油發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí) 油泵輸出滑油 此活門打開滑油濾安裝在增壓泵之后 故又稱為高壓油濾 11 2 4滑油 燃油熱交換器滑油 燃油熱交換器的功用冷卻滑油 加熱燃油空氣 滑油散熱器用沖壓空氣來冷卻滑油滑油 燃油熱交換器組成殼體 蜂巢管 旁通活門 滑油溫度傳感器等部件蜂巢管蜂巢管內(nèi)流動(dòng)燃油 外部流動(dòng)滑油 進(jìn)行熱交換為了更好地進(jìn)行熱交換 設(shè)有隔板 迫使滑油上下流動(dòng)旁通活門 溫度控制活門 當(dāng)溫度較低 滑油粘度較大 或當(dāng)散熱器進(jìn)出口壓差達(dá)到50PSI時(shí) 此活門打開 滑油不流過散熱器直接供油 以保證低溫起動(dòng)滑油溫度傳感器測量出口處的滑油溫度 熱油箱滑油 燃油熱交換器可以位于供油路上冷油箱滑油 燃油熱交換器位于回油路上11 2 5油氣分離器功用為防止滑油箱 齒輪箱和軸承腔中的壓力過高 在滑油系統(tǒng)中有通大氣的通風(fēng)口在空氣通往機(jī)外之前 空氣中的油滴將被油氣分離器分離出來通過油氣分離器 去除氣泡 蒸汽 防止供油中斷或破壞油膜 減少滑油消耗 滑油繼續(xù)循環(huán)使用 空氣通到機(jī)外 離心式油氣分離器 11 2 6滑油指示系統(tǒng)功用指示發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)是否工作正常 指出可能存在的故障滑油指示系統(tǒng)組成滑油溫度 滑油壓力和滑油消耗量 壓差電門和警告燈這些均在駕駛艙顯示溫度指示測量的是供向發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油溫度對于反向式的滑油系統(tǒng) 溫度傳感器安裝在供油路的散熱器的出口處 壓力指示測量的是供向發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油壓力 滑油低壓警告電門當(dāng)通往發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油壓力過低時(shí) 將接通此電門 這時(shí)應(yīng)立即停車進(jìn)行檢查和維修工作 以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作 11 2 7磁性金屬屑探測器磁性金屬屑探測器安裝在回油路上 如油箱 附件齒輪箱和各軸承的回油管路上 功用用來探測發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件的工作情況 判斷軸承和齒輪的摩損情況其內(nèi)部的永久磁鐵和濾網(wǎng)吸附含鐵的粒子 碎塊 它們定期拆下檢查 在高倍放大鏡下觀察分析磁屑探測器有自封活門防止磁性堵塞拆下時(shí)滑油流出它們還可能接通駕駛艙的警告系統(tǒng) 提供飛行中的指示 滑油中金屬含量 理化性能還可通過滑油油樣分析 一般在發(fā)動(dòng)機(jī)停車后維護(hù)前取油樣 通過光譜分析 鐵譜分析做出發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部狀況的判斷滑油取樣時(shí) 注意不要發(fā)生燙傷 避免滑油中毒 典型的發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油系統(tǒng)組成 根據(jù)系統(tǒng)劃分 分為壓力系統(tǒng) 回油系統(tǒng)和通氣系統(tǒng)三個(gè)部分1 壓力系統(tǒng)壓力系統(tǒng)又叫供油系統(tǒng)它是從滑油箱開始 到滑油噴嘴結(jié)束其中包括有增壓泵 滑油濾 調(diào)壓活門 滑油 燃油熱交換器 最后油濾等 最終油濾的功用是進(jìn)一步過濾滑油 防止堵塞滑油噴嘴 保證滑油系統(tǒng)正常工作2 回油系統(tǒng)回油系統(tǒng)從軸承腔開始 到滑油箱結(jié)束3 通氣系統(tǒng)通氣系統(tǒng)包括油氣分離器和各部分的通氣管路其功用是平衡滑油腔的壓力 減少滑油消耗量 保證滑油系統(tǒng)的正常工作 11 3滑油系統(tǒng)的分類11 3 1按循環(huán)性質(zhì)分類按循環(huán)性質(zhì)分為調(diào)壓活門式系統(tǒng)和全流式系統(tǒng) 1 調(diào)壓活門式供油路中的滑油壓力限制到給定的設(shè)計(jì)值來控制向軸承腔供應(yīng)的滑油流量滑油壓力由調(diào)壓活門控制當(dāng)超過設(shè)計(jì)值時(shí) 它允許滑油從增壓泵出口回油 在所有發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作轉(zhuǎn)速下 它都提供恒定的供油壓力2 全流式在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)達(dá)到要求的滑油流量 它不用調(diào)壓活門 可有釋壓活門滑油壓力由增壓泵轉(zhuǎn)速 滑油噴嘴尺寸 軸承腔壓力決定由于滑油壓力隨工作狀態(tài)變化而改變 保證發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)狀態(tài)下滑油壓力和流量要求 特別是高功率狀態(tài)的要求 圖11 9調(diào)壓活門式滑油系統(tǒng) 圖11 10全流式滑油系統(tǒng) 11 3 2按系統(tǒng)循環(huán)方式分類干糟再循環(huán)式滑油系統(tǒng)按系統(tǒng)循環(huán)方式通常分為單回路系統(tǒng)和雙回路系統(tǒng)區(qū)別在于在循環(huán)系統(tǒng)中增壓泵前有無輔助增壓泵在單回路系統(tǒng)中增壓泵前沒有輔助增壓泵 1 單回路循環(huán)滑油系統(tǒng)單回路循環(huán)滑油系統(tǒng) 依據(jù)滑油散熱器在循環(huán)系統(tǒng)中所處的位置不同可分為單回路正向循環(huán)式單回路反向循環(huán)式 單回路正向循環(huán)式滑油系統(tǒng)將滑油散熱器安裝在回油路上的滑油系統(tǒng)這時(shí)油箱中的滑油溫度較低 稱為冷油箱 圖11 11單路正向循環(huán)式滑油系統(tǒng) 單回路反向循環(huán)式滑油系統(tǒng)將熱交換器安裝在供油路上的滑油系統(tǒng)這時(shí)油箱中的滑油溫度較高 稱為熱油箱特點(diǎn)用于潤滑和冷卻的滑油全部返回滑油箱散熱器安裝在供油路上滑油中的氣體少 便于傳熱 散熱器的尺寸小供油壓力由調(diào)壓活門保持為一恒定值 系統(tǒng)具有較好的工作性能和高空性能 目前民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油系統(tǒng)多為單回路全流式反向循環(huán)系統(tǒng)CFM56 3 RB211 535和V2500渦扇發(fā)動(dòng)機(jī) 圖11 12單路反向循環(huán)式滑油系統(tǒng) 2 雙回路循環(huán)滑油系統(tǒng)在雙回路循環(huán)系統(tǒng)中 在增壓泵前裝有輔助供油泵雙回路循環(huán)系統(tǒng)按回油路線的不同 又可分為 雙回路長循環(huán)式滑油系統(tǒng) 2 雙回路短循環(huán)式滑油系統(tǒng) 雙回路循環(huán)滑油系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn) 一是由于絕大部分循環(huán)回油繞過了滑油箱 而直接流到增壓泵進(jìn)口 這將加速了滑油的預(yù)熱 減少了發(fā)動(dòng)機(jī)暖車時(shí)間 縮短了飛機(jī)起飛準(zhǔn)備時(shí)間 從而減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的非生產(chǎn)使用時(shí)間和油料的消耗二是由于在供油路中裝有輔助供油泵 從而保證了在增壓泵進(jìn)口具有一定的剩余壓力 避免了在增壓泵進(jìn)口形成氣塞的可能性 因而使滑油系統(tǒng)工作具有更高的高空性 11 4典型的發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)滑油系統(tǒng)提供增壓的滑油潤滑 冷卻和清潔發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承 齒輪箱齒輪系和附件傳動(dòng)系統(tǒng)潤滑螺旋槳軸承 減速器和用于渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩計(jì)熱滑油也同燃油熱交換 防止燃油結(jié)冰潤滑方法一般稱為校準(zhǔn)系統(tǒng)每個(gè)軸承由在所有發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速下提供合適滑油流量的校準(zhǔn)孔專門控制的 11 5滑油系統(tǒng)的常見故障1 滑油的污染 污染物有 燃油 水分 灰塵 碳渣 金屬屑 酸性物質(zhì)等當(dāng)滑油在使用中受到污染時(shí) 應(yīng)更換滑油 2 滑油系統(tǒng)的檢查 對滑油系統(tǒng)的檢查項(xiàng)目有 檢查滑油濾 檢查磁堵 滑油取樣進(jìn)行光譜和鐵譜分析 常見故障 滑油壓力過高 滑油壓力過高容易引起滑油泄漏 造成滑油消耗量過大 還導(dǎo)致系統(tǒng)中的薄壁結(jié)構(gòu)部件 如散熱器 損壞 造成滑油壓力過高的原因有 傳感器有故障 滑油泵有故障 釋壓活門卡在關(guān)位等 滑油壓力過低 滑油壓力過低會(huì)造成滑油流量太少對潤滑和冷卻不利 使軸承處過熱 若滑油壓力低于允許最小值 應(yīng)停車 造成滑油壓力過低的原因有 傳感器有故障 滑油泵有故障 釋壓活門卡在開位 漏油 滑油溫度過高 滑油溫度過高則粘度系數(shù)降低 在金屬部件表面不能形成一定厚度的油膜 使?jié)櫥?冷卻效果不良 而且會(huì)加大摩損 使功率下降 造成滑油溫度過高的原因有 傳感器有故障 釋壓活門卡在開位 漏油 滑油溫度過低 滑油溫度過低則粘度變高 流動(dòng)性不好 也造成潤滑 冷卻不良 阻力變大 功率下降 起動(dòng)困難 滑油壓力降低 而滑油溫度升高 可能的原因是滑油量少 可能是由于釋壓活門卡在開位或不密封 有滑油泄漏造成的 在對發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油系統(tǒng)進(jìn)行維修時(shí)要特別注意以下幾點(diǎn) 發(fā)動(dòng)機(jī)所使用的滑油會(huì)傷害人的皮膚 當(dāng)手上沾有滑油時(shí) 要急時(shí)用水沖洗掉 放滑油時(shí) 由于滑油溫度較高 不油使滑油濺到身上 以免發(fā)生燙傷 加滑油時(shí) 要加規(guī)定牌號的滑油 不要加錯(cuò) 不同牌號的滑油不得混合使用