羅賓遜R44Ⅱ直升機(jī)散熱系統(tǒng)淺析

余 東

中國(guó)民航飛行學(xué)院新津分院 四川 成都 611430

一、概述

羅賓遜R44Ⅱ直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),由于在飛行過程中始終保持全油門狀態(tài)因此氣缸內(nèi)混合氣體燃燒后混合氣體溫度極高；同時(shí)與高溫氣體直接或間接接觸的機(jī)件,如汽缸頭、氣門、電嘴和活塞獲得的熱量也相當(dāng)高,如果發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻不當(dāng),氣缸等溫度將超溫,從而引發(fā)材料強(qiáng)度顯著減弱,氣缸及相關(guān)部件在作動(dòng)過程中,承受高強(qiáng)度熱負(fù)荷,因而極容易損壞。因此對(duì)于冷卻系統(tǒng)的研究顯得尤為重要,以保證發(fā)動(dòng)機(jī)在正常溫度下工作。

二、散熱系統(tǒng)簡(jiǎn)述

羅賓遜R44Ⅱ直升機(jī)散熱系統(tǒng)是氣動(dòng)散熱。它是是由一只玻璃鋼渦管罩住的由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸直接驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇提供散熱空氣的冷卻系統(tǒng),如圖1,2所示。

圖1 風(fēng)扇組件

圖2 渦管組件

發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,風(fēng)扇通過直接從曲軸獲得的功率抽吸壓縮外部空氣進(jìn)入渦管,渦管中的旋轉(zhuǎn)氣流通過導(dǎo)管提供冷空氣給消音器,主旋翼齒輪箱,液壓油箱(如果裝有),驅(qū)動(dòng)皮帶和固定在發(fā)動(dòng)機(jī)上的金屬散熱板,導(dǎo)風(fēng)板提供冷空氣至驅(qū)動(dòng)皮帶,進(jìn)一步引導(dǎo)冷空氣至汽缸頭,滑油散熱器外部(R44II型有兩個(gè)),發(fā)電機(jī),兩個(gè)磁電機(jī),燃油流量分配器(噴射式燃油發(fā)動(dòng)機(jī))和電瓶(當(dāng)電瓶安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)時(shí))。

三、散熱系統(tǒng)維護(hù)特點(diǎn)

3.1 下部皮帶軸承維護(hù)

1)對(duì)下部皮帶輪進(jìn)行定期潤(rùn)滑,潤(rùn)滑間隔為300 飛行小時(shí),若每年飛行

不足300小時(shí),應(yīng)在年檢中完成下部皮帶輪的潤(rùn)滑；

2)考慮到下部皮帶輪軸承注油口位置狹窄、不易接近,應(yīng)使用小型注油槍通過螺釘孔進(jìn)行注油,在拆卸螺釘時(shí)應(yīng)避免損傷螺釘下的膠圈；

3)由于螺釘孔貫穿至軸承殼體空腔,在安裝螺釘時(shí)應(yīng)避免過度擰緊螺釘,否則可能導(dǎo)致螺釘與軸承組件內(nèi)的部件接觸,造成部件損傷。

3.2 風(fēng)扇組件維護(hù)特點(diǎn)

1)日常維護(hù)中,注意檢查渦管唇邊至風(fēng)扇輪進(jìn)氣口的間隙,規(guī)定為0.010-0.090 英寸。如有必要,由拉長(zhǎng)唇邊固定孔來調(diào)整唇邊間隙。

2)在進(jìn)行風(fēng)扇拆裝檢查工作時(shí),如果需要重新安裝相同的風(fēng)扇,則為起動(dòng)機(jī)環(huán)形齒輪支架至磁電機(jī)定時(shí)位置定方向并在渦管分割線處標(biāo)記風(fēng)扇輪；這樣可減少增加新配重的需要。

3)由于風(fēng)扇組件與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸之間通過鏡面直接進(jìn)行連接。因此鏡面的清潔度尤為重要,在對(duì)風(fēng)扇組件進(jìn)行拆裝或相關(guān)維護(hù)工作時(shí),必須保證鏡面處于無塵環(huán)境。當(dāng)鏡面出現(xiàn)污染時(shí),應(yīng)用干凈滑油進(jìn)行沖洗,直至干凈為止。

4)在進(jìn)行風(fēng)扇組件拆卸工作時(shí),由于要脫開皮帶,因此要對(duì)上部皮帶輪鏈接的傳動(dòng)軸進(jìn)行保護(hù)。

5)在對(duì)風(fēng)扇及相關(guān)組件進(jìn)行維護(hù)工作后,要確保必須在安裝后檢查風(fēng)扇平衡；風(fēng)扇輪不平衡將導(dǎo)致?lián)p壞。

3.3 散熱組件維護(hù)特點(diǎn)

1)日常維護(hù)中,注意觀察散熱軟管是否與其他部件發(fā)生摩擦,軟管是否發(fā)生破損,老化,堵塞。為保證對(duì)散熱部件有效散熱,則應(yīng)對(duì)軟管進(jìn)行更換。

2)發(fā)動(dòng)散熱主要依靠氣缸散熱片進(jìn)行熱量交換。日常維護(hù)及定檢過程中,要注意觀察氣缸散熱片是否燒蝕,是否被異物堵塞。對(duì)于燒蝕的散熱片應(yīng)按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修復(fù)或更換。

3)發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩也是散熱系統(tǒng)中至為重要的,要保證包皮的完整性及可靠性,才能保證發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到良好的散熱。

四、典型故障分析

國(guó)內(nèi)某通航在執(zhí)行飛行任務(wù)時(shí),在啟動(dòng)過程中,飛機(jī)突然產(chǎn)生極為尖銳的撕裂聲,飛機(jī)即刻關(guān)車。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)散熱風(fēng)扇傳動(dòng)軸固定螺帽處,定位標(biāo)記錯(cuò)位,定位彈簧銷發(fā)生彎曲。

根據(jù)起動(dòng)現(xiàn)象及開車人員的情況描述可以判定,這是一起由于開車前未檢查油門位置而引起的起動(dòng)力矩過大,風(fēng)扇組件失力矩事件。由定位銷的變形程度及標(biāo)記錯(cuò)位程度可以判定,風(fēng)扇組件與發(fā)動(dòng)輸出軸發(fā)生了錯(cuò)位,需拆卸風(fēng)扇檢查鏡面情況。按照風(fēng)扇組件拆卸程序,對(duì)其進(jìn)行拆卸,發(fā)現(xiàn)鏡面發(fā)生嚴(yán)重磨損。

由于磨損嚴(yán)重,按照工作程序?qū)︼L(fēng)扇及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸進(jìn)行更換。再次進(jìn)行開車,發(fā)動(dòng)機(jī)工作正常,故障排除。

五、結(jié)束語

散熱系統(tǒng)的故障通常發(fā)展速度較為緩慢,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的影響也較為緩慢顯現(xiàn),因此要求日常維護(hù)工作中對(duì)其進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控,更換磨損件。由于散熱系統(tǒng)核心件在于散熱風(fēng)扇及散熱部件,因而對(duì)于風(fēng)扇的日常維護(hù)。該系統(tǒng)的維護(hù)在實(shí)際維護(hù)工作中已能夠有效控制,且其維護(hù)方法對(duì)其他類似發(fā)動(dòng)機(jī)也有一定的借鑒作用。