航空发动机滑油系统

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十一章 滑油系统,11.1,滑油系统的功用和滑油,功用,润滑,减小摩擦力，减小摩擦损失,原理,冷却,降低温度，带走热量,原理,清洁,带走磨损的微小颗粒,防腐,原理,除此之外，滑油系统还为其它系统提供工作介质、封严、并是发动机状态的载体,11.1.2,滑油,航空发动机所使用的滑油要求,1,、 粘度,:,粘度是流体反抗切向力的能力。,在滑油系统中用,60cm3,的滑油,在一定的温度下,流过一个已精确标定的小孔所需要的以秒为单位的,时间,这实际上是测量滑油的,流动阻力,，因为流动阻力越大，则流过小孔所需的时间越长。,同种滑油粘性系数的高低主要受滑油温度的影响,温度高，则粘度低。温度低，则粘度高,好的滑油要求其粘性随温度的变化愈小愈好（原因）,航空发动机所选用的滑油要求,在金属部件表面能形成一定厚度，又能保持适当油膜强度的粘性系数最低的滑油。,可保证润滑，又可以保证冷却，而且流动性好。,2,、闪点,使滑油蒸汽产生闪燃的温度称为闪点,要求滑油的闪点,高于滑油工作的最高温度,防止可能的火灾，滑油消耗量过大及保证很好的润滑。,3,、燃点,有足够的可燃滑油蒸汽供给燃烧的最低温度称为燃点,要求滑油的燃点高于滑油工作的最高温度,4,、良好的流动性,滑油的流动性与滑油的粘性系数有关,滑油具有适当的粘性，且随温度的变化较小，以减少流动损失。,除了上述要求外,滑油还要有较好的抗氧化性和抗泡沫性,起泡沫会使金属表面的油膜不连续，增大摩擦和摩损，降低输出功率，冷却效果差，且降低高空性能。不腐蚀金属，毒性小等,滑油种类,润滑油的种类有矿物基的滑油，即从石油中提炼的；有从动物、植物提炼的；有带添加剂的,燃气涡轮发动机使用合成滑油，即从动物、植物、矿物基滑油提炼人工合成的,优点,不易沉淀而且高温下不易蒸发,缺点,不管溅到什么地方，都可能产生气泡和掉漆,它不能同矿物基滑油混合，而且生产厂要求不同等级，型号的滑油不要混合,合成滑油有填加剂，易被皮肤吸收，有高毒性，应避免长时间暴露和接触皮肤,11.2,滑油系统的组成（根据部件划分）,由滑油箱，增压泵，滑油滤，回油泵，滑油散热器，油气分离器，指示系统和磁性堵塞组成,11.2.1,滑油箱,滑油箱用来存放滑油,干槽式,有独立外部油箱的滑油系统称,不过现在燃气涡轮发动机绝大部分是干槽式,一般用铝合金钣或钢钣焊接而成，通常安装在发动机上,湿槽式,如果滑油存在于发动机内集油槽或集油池中,滑油箱要求,1,、膨胀空间,滑油箱应留有一定的膨胀空间,这是因为使用过的滑油温度高，体积有一定的膨胀,流动过程中会产生一些泡沫，亦使滑油体积变大,膨胀空间的大小：根据美国联邦航空局,(FAA),的规定为,0.5,加仑或滑油箱容积的,10,，二者中较大的那个数字,图,11-2,滑油箱,2,、注油口,注油口分为重力注油口和压力注油口，根据美国联邦航空局的要求在注油口的口盖上应标有“,oil”,字样。,3,、滑油量标尺,在滑油箱内应有滑油标尺或观测窗口，便于了解滑油箱内的滑油量，滑油量表示现有的滑油容积,油箱有传感器测量油箱滑油量，并在驾驶舱仪表上指示。,4,、放油孔,在滑油箱底部应有放油孔。,5,、油气分离器,油箱中装有油气分离器，将滑油回油中的气体分离,滑油继续循环使用,11.2.2,滑油泵,滑油泵多为齿轮泵,滑油泵分为增压泵和回油泵,增压泵和回油泵作成一体,增压泵的功用是使滑油增压,回油泵是抽回滑油。,一般回油泵的容积至少大于增压泵容积的两倍,回油温度高，且有泡沫，使回油滑油的容积大于供油容积,增压泵后有调压活门,保证在各种状态下滑油压力一定,也就是控制供往各润滑部位的滑油压力，防止因滑油压力过高可能导致滑油系统渗漏和损坏系统中的某些部件,图,11-3,齿轮泵,11.2.3,滑油滤,油滤的功用,过滤滑油中的微粒，使供应到轴承处的滑油是清洁干净的。,油滤的分类,网状油滤，杯型油滤和螺纹式油滤，蓖齿型油滤四种。,油滤的标尺,微米或数目（数目目是,1,平方英寸网眼的数目）,主滑油滤的组成,由壳体，滤芯，旁路活门，单向活门和压差电门组成,1,、滤芯,过滤滑油,2,、旁路活门,在滑油滤进、出口之间有旁路活门,当滤芯堵塞而使油滤进、出口压差达到一定数值时，旁路活门打开,滑油不通过油滤，直接供应到轴承处,因为供应不清洁的滑油比不供应滑油要好得多,与此同时，滑油压差电门接通，警告灯亮，表明油滤堵塞，应清洗油滤,但这时不做维修，发动机仍能正常工作,3,、单向活门,在油滤出口处，还装一个单向活门,在发动机停车不工作时，在弹簧力的作用下，此活门关闭，堵住出口,防止滑油箱中的滑油在重力的作用下，流入发动机的轴承处，造成油箱缺油,发动机工作时，油泵输出滑油，此活门打开,滑油滤安装在增压泵之后，故又称为高压油滤,11.2.4,滑油燃油热交换器,滑油燃油热交换器的功用,冷却滑油，加热燃油,空气滑油散热器,用冲压空气来冷却滑油,滑油燃油热交换器组成,壳体，蜂巢管，旁通活门，滑油温度传感器等部件,蜂巢管,蜂巢管内流动燃油，外部流动滑油,进行热交换,为了更好地进行热交换，设有隔板，迫使滑油上下流动,旁通活门（温度控制活门）,当温度较低，滑油粘度较大，或当散热器进出口压差达到,50PSI,时，此活门打开，滑油不流过散热器直接供油，以保证低温起动,滑油温度传感器,测量出口处的滑油温度,热油箱,滑油燃油热交换器可以位于供油路上,冷油箱,滑油燃油热交换器位于回油路上,11.2.5,油气分离器,功用,为防止滑油箱、齿轮箱和轴承腔中的压力过高，在滑油系统中有通大气的通风口,在空气通往机外之前，空气中的油滴将被油气分离器分离出来,通过油气分离器，去除气泡、蒸汽，防止供油中断或破坏油膜，减少滑油消耗。滑油继续循环使用，空气通到机外,离心式油气分离器,11.2.6,滑油指示系统,功用,指示发动机滑油系统是否工作正常，指出可能存在的故障,滑油指示系统组成,滑油温度，滑油压力和滑油消耗量，压差电门和警告灯,这些均在驾驶舱显示,温度指示,测量的是,供向发动机,的滑油温度,对于反向式的滑油系统，温度传感器安装在供油路的散热器的出口处。,压力指示,测量的是,供向发动机,的滑油压力。,滑油低压警告电门,当,通往发动机,的滑油压力过低时，将接通此电门，这时应立即停车进行检查和维修工作，以保证发动机的正常工作,11.2.7,磁性金属屑探测器,磁性金属屑探测器,安装在回油路上,(,如油箱、附件齿轮箱和各轴承的回油管路上,),功用,用来,探测发动机机件的工作情况,，,判断轴承和齿轮的摩损情况,其内部的永久磁铁和滤网吸附含铁的粒子、碎块。它们定期拆下检查，在高倍放大镜下观察分析,磁屑探测器有自封活门防止磁性堵塞拆下时滑油流出,它们还可能接通驾驶舱的警告系统，提供飞行中的指示。,滑油中金属含量、理化性能还可通过滑油油样分析。一般在发动机停车后维护前取油样，通过光谱分析、铁谱分析做出发动机内部状况的判断,滑油取样时，注意不要发生烫伤、避免滑油中毒,典型的发动机的滑油系统组成（根据系统划分）,分为压力系统，回油系统和通气系统三个部分,1,、 压力系统,压力系统又叫供油系统,它是从滑油箱开始,到滑油喷嘴结束,其中包括有增压泵，滑油滤，调压活门，滑油燃油热交换器，最后油滤等。,最终油滤的功用是进一步过滤滑油，防止堵塞滑油喷嘴，保证滑油系统正常工作,2,、回油系统,回油系统从轴承腔开始，到滑油箱结束,3,、通气系统,通气系统包括油气分离器和各部分的通气管路,其功用是,平衡滑油腔的压力,;,减少滑油消耗量,;,保证滑油系统的正常工作,11.3,滑油系统的分类,11.3.1,按循环性质分类,按循环性质分为调压活门式系统和全流式系统。,1,、 调压活门式,供油路中的,滑油压力限制到给定的设计值,来控制向轴承腔供应的滑油流量,滑油压力由调压活门控制,当超过设计值时，它允许滑油从增压泵出口回油。在所有发动机正常工作转速下，它都,提供恒定的供油压力,2,、全流式,在整个发动机转速范围内,达到要求的滑油流量,，它不用调压活门，可有释压活门,滑油压力由增压泵转速、滑油喷嘴尺寸、轴承腔压力决定,由于滑油压力随工作状态变化而改变，保证发动机各个状态下滑油压力和流量要求，特别是高功率状态的要求,图,11-9,调压活门式滑油系统,图,11-10,全流式滑油系统,11.3.2,按系统循环方式分类,干糟再循环式滑油系统,按,系统循环方式,通常分为,单回路系统,和,双回路系统,区别在于在循环系统中增压泵前有无,辅助增压泵,在单回路系统中增压泵前没有辅助增压泵。,1,、单回路循环滑油系统,单回路循环滑油系统,依据,滑油散热器,在循环系统中所处的位置不同可分为,单回路正向循环式,单回路反向循环式,单回路正向循环式滑油系统,将滑油散热器安装在回油路上的滑油系统,这时油箱中的滑油温度较低，称为冷油箱,图,11-11,单路正向循环式滑油系统,单回路反向循环式滑油系统,将热交换器安装在供油路上的滑油系统,这时油箱中的滑油温度较高，称为热油箱,特点,用于润滑和冷却的滑油全部返回滑油箱,散热器安装在供油路上,滑油中的气体少，便于传热，散热器的尺寸小,供油压力由调压活门保持为一恒定值。系统具有较好的工作性能和高空性能。,目前民用航空发动机的滑油系统多为单回路全流式反向循环系统,CFM56-3,、,RB211-535,和,V2500,涡扇发动机,图,11-12,单路反向循环式滑油系统,2,、双回路循环滑油系统,在双回路循环系统中,在增压泵前装有,辅助供油泵,双回路循环系统按回油路线的不同,又可分为,双回路长循环式滑油系统,(2),双回路短循环式滑油系统,双回路循环滑油系统主要优点,:,一是由于绝大部分循环回油绕过了滑油箱,、而直接流到增压泵进口,这将加速了滑油的预热,减少了发动机暖车时间,缩短了飞机起飞准备时间,从而减少了发动机的非生产使用时间和油料的消耗,二是由于在供油路中装有辅助供油泵,从而保证了在增压泵进口具有一定的剩余压力,避免了在增压泵进口形成气塞的可能性,因而使滑油系统工作具有更高的高空性。,11.4,典型的发动机滑油系统,滑油系统提供增压的滑油,润滑、冷却和清洁发动机主轴承、齿轮箱齿轮系和附件传动系统,润滑螺旋桨轴承、减速器和用于涡桨发动机扭矩计,热滑油也同燃油热交换，防止燃油结冰,润滑方法一般称为校准系统,每个轴承由在所有发动机工作转速下提供合适滑油流量的校准孔专门控制的,11.5,滑油系统的常见故障,1,、滑油的污染,:,污染物有,:,燃油,水分,灰尘,碳渣,金属屑,酸性物质等,当滑油在使用中受到污染时,应更换滑油。,2,、滑油系统的检查,:,对滑油系统的检查项目有,:,检查滑油滤,检查磁堵,滑油取样进行光谱和铁谱分析,常见故障,滑油压力过高,:,滑油压力过高容易引起滑油泄漏,造成滑油消耗量过大,;,还导致系统中的薄壁结构部件,(,如散热器,),损坏。,造成滑油压力过高的原因有,:,传感器有故障,滑油泵有故障,释压活门卡在关位等,滑油压力过低,:,滑油压力过低会造成滑油流量太少对润滑和冷却不利,使轴承处过热,;,若滑油压力低于允许最小值,应停车。,造成滑油压力过低的原因有,:,传感器有故障,滑油泵有故障,释压活门卡在开位,漏油。,滑油温度过高,:,滑油温度过高则粘度系数降低,在金属部件表面不能形成一定厚度的油膜,使润滑,冷却效果不良,而且会加大摩损,使功率下降。,造成滑油温度过高的原因有,:,传感器有故障,释压活门卡在开位,漏油。,滑油温度过低,:,滑油温度过低则粘度变高,流动性不好,也造成润滑,冷却不良,阻力变大,功率下降,起动困难。,滑油压力降低,而滑油温度升高,可能的原因是滑油量少,可能是由于释压活门卡在开位或不密封,有滑油泄漏造成的,在对发动机的滑油系统进行维修时要特别注意以下几点：,发动机所使用的滑油会伤害人的皮肤，当手上沾有滑油时，要急时用水冲洗掉；,放滑油时，由于滑油温度较高，不油使滑油溅到身上，以免发生烫伤；,加滑油时，要加规定牌号的滑油，不要加错，不同牌号的滑油不得混合使用。,