某渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)起停姿態(tài)下潤(rùn)滑系統(tǒng)特性試驗(yàn)分析

張婷婷 余索遠(yuǎn) 張歡

摘 要：本文介紹了某渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)起停姿態(tài)試驗(yàn)方案及過(guò)程，對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)起停姿態(tài)下的潤(rùn)滑系統(tǒng)特性進(jìn)行了驗(yàn)證分析。發(fā)動(dòng)機(jī)在極限姿態(tài)條件下，滑油箱按最小加油量加油時(shí)，滑油系統(tǒng)回油可靠;在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，滑油系統(tǒng)增壓泵中未出現(xiàn)吸入空氣造成發(fā)動(dòng)機(jī)滑油壓力低報(bào)警情況;試驗(yàn)后，分解檢查發(fā)動(dòng)機(jī)配套軸承、齒輪，無(wú)滑油油泥或結(jié)焦物的附著，未出現(xiàn)明顯的機(jī)械損傷;將起停姿態(tài)上仰角限制值調(diào)整為上仰+13°橫滾0°、上仰+13°橫滾+15°、上仰+13°橫滾-10°。

關(guān)鍵詞：渦軸發(fā)動(dòng)機(jī);潤(rùn)滑系統(tǒng);起停姿態(tài)試驗(yàn);驗(yàn)證分析

中圖分類號(hào)：V233 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）08-0060-02

《航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航規(guī)定》（CCAR-33R2）中第33.71條（a）款規(guī)定“每一潤(rùn)滑系統(tǒng)在航空器預(yù)期使用的飛行姿態(tài)和大氣條件下，必須能正常地工作。”為了滿足上述條款要求，某渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)開(kāi)展姿態(tài)試驗(yàn)，對(duì)其起動(dòng)和停車姿態(tài)下（以下簡(jiǎn)稱起停姿態(tài)）潤(rùn)滑系統(tǒng)特性進(jìn)行分析。

1 試驗(yàn)方案

本次試驗(yàn)在室內(nèi)姿態(tài)臺(tái)進(jìn)行，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)采用自動(dòng)控制模式，在無(wú)負(fù)載下運(yùn)行且不連接測(cè)功器。

某渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝使用手冊(cè)中規(guī)定能夠在以下姿態(tài)點(diǎn)正常起動(dòng)、停車：

下俯角-11°和橫滾角0°

下俯角-11°和橫滾角+15°

下俯角-11°和橫滾角-15°

上仰角+16°和橫滾角0°

上仰角+16°和橫滾角+15°

上仰角+16°和橫滾角-15°

發(fā)動(dòng)機(jī)將通過(guò)依次完成上述姿態(tài)角度的起停姿態(tài)試驗(yàn)，檢查其在地面起停姿態(tài)下的軸承腔泄漏情況及潤(rùn)滑系統(tǒng)的供、回油情況等。

2 試驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果

2.1 試驗(yàn)過(guò)程

在發(fā)動(dòng)機(jī)起停姿態(tài)試驗(yàn)開(kāi)始前，發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整至水平姿態(tài)，向發(fā)動(dòng)機(jī)滑油箱注入滑油至最小液位（2.9L），起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)到地面慢車（XNPT = 15540rpm），運(yùn)行10分鐘，停車。

（1）調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)至試驗(yàn)姿態(tài)，并至少保持發(fā)動(dòng)機(jī)在當(dāng)前試驗(yàn)姿態(tài)15分鐘;在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)前檢查和標(biāo)記滑油箱液面刻度;

（2）在該姿態(tài)下起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)到地面慢車轉(zhuǎn)速（XNPT=

15540rpm），運(yùn)行10分鐘。記錄各參數(shù)。然后加速發(fā)動(dòng)機(jī)到飛慢轉(zhuǎn)速（XNPT=21000rpm），運(yùn)行20分鐘，停車;

（3）發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，判斷是否存在外部泄漏情況;記錄各測(cè)試參數(shù);注意停車過(guò)程中是否有異響;記錄余轉(zhuǎn)時(shí)間;

（4）在起動(dòng)/連續(xù)工作/停車試驗(yàn)過(guò)程中，觀察前滑油排漏口的漏油情況并記錄;如果存在漏油，測(cè)出漏油量;

（5）停車后15分鐘左右檢查滑油液位，如出現(xiàn)目視可見(jiàn)的液位下降情況，則加油到試驗(yàn)前標(biāo)記的液位處，并記錄加油量，該加油量即為該姿態(tài)下的滑油消耗量。如目視觀察液位無(wú)下降，則無(wú)需加油;

完成一個(gè)起停姿態(tài)后，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)到下一個(gè)起停姿態(tài)點(diǎn)，重復(fù)上述（1）～（5）的試驗(yàn)步驟，直至完成表1中所有要求的起停姿態(tài)點(diǎn)。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果

起停姿態(tài)試驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，未出現(xiàn)滑油泄漏現(xiàn)象，潤(rùn)滑系統(tǒng)供、回油可靠。由圖1～圖6可知，試驗(yàn)過(guò)程中，滑油壓力隨燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)速的增大而升高，隨滑油溫度的升高而下降，符合其正常變化特性，未出現(xiàn)異常的波動(dòng)或下降，也未出現(xiàn)因增壓泵吸入空氣造成滑油壓力低報(bào)警。

發(fā)動(dòng)機(jī)在下俯-11°的三個(gè)姿態(tài)點(diǎn)試驗(yàn)停車（XNH=0）后，靜置過(guò)程中，無(wú)滑油泄漏;在上仰+16°的三個(gè)姿態(tài)點(diǎn)試驗(yàn)停車（XNH=0）后，靜置過(guò)程中，尾噴口處均有少量的滑油泄漏，具體漏油情況見(jiàn)表2。

3 起停姿態(tài)上仰角漏油分析

發(fā)動(dòng)機(jī)在上仰+16°橫滾0°、上仰+16°橫滾+15°、上仰+16°橫滾-15°起停姿態(tài)試驗(yàn)時(shí)，在停車（XNH=0）靜置（4～9）分鐘后出現(xiàn)了最大約7.3ml外部滑油泄漏。這是由于在靜置過(guò)程中，軸承腔內(nèi)壁面上的滑油在重力作用下慢慢沉積到后軸承腔內(nèi)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)處于傾斜狀態(tài)，篦齒封嚴(yán)處也無(wú)引氣封嚴(yán)，沉積到后軸承腔內(nèi)的滑油在重力作用下漫過(guò)該軸承腔的后封嚴(yán)篦齒，經(jīng)動(dòng)力渦輪流道流至尾噴管（含有滑油的軸承腔通風(fēng)油霧也排至尾噴口處）?；托孤┑穆窂绞疽鈭D見(jiàn)圖7。

4 結(jié)論及建議

某渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)姿態(tài)試驗(yàn)過(guò)程中，滑油系統(tǒng)增壓泵中未出現(xiàn)吸入空氣造成發(fā)動(dòng)機(jī)滑油壓力低報(bào)警情況;在起停姿態(tài)極限條件下，滑油系統(tǒng)能夠可靠的供、回油。

發(fā)動(dòng)機(jī)在上仰+16°的三個(gè)姿態(tài)點(diǎn)停車后出現(xiàn)滑油泄漏，不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)起停姿態(tài)上仰角限制值的設(shè)計(jì)要求，為了進(jìn)一步確保使用安全，建議調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)起停姿態(tài)上仰角度限制值，并重新進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)

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