航空发动机机械磨损故障研究

张宗奎 黄少江 梁宇鲲

摘 要：随着时代的进步，科学技术的不断发展，航空发动机系统变得越来越复杂。而航空航天无小事，一旦出事就是会造成很大损失的重大事故。而在实际航空的维修过程中，发动机存在的异常机械的磨损是造成航空发动机功能失效，不受控制的最主要的原因。因此，对航空发动机机械磨损的研究很有必要。本文从航空发动机机械故障的原理出发。对航空发动机产生故障的原因进行分析，并基于自己多年的一线工作经验，为航空发动机机械磨损故障提供诊断技术的支持。

关键词：航空发动机 机械磨损故障 研究

据中国民航总局的资料统计显示，因为机械故障而产生的重大飞行事故占总故障数的25%，而航空发动机机械磨损占所有机械故障总数的60%，因此发动机磨损的问题必须引起维护人员的高度重视。在信息化程度不高的情况，航空发动机磨损故障采用的检测方法多为主观性较强的方法，需要技术人员对零部件知识的高度熟悉，对自己专业技能的掌握非常透彻，同时要求技术人员不能犯一点错误，这是很难做到的。而近几年航空公司排查航空发动机的磨损故障走向信息化，智能化，系统化，为保证航空发动机的正常运行保驾护航。

1.航空发动机机械磨损的问题

1.1发动机的被磨损原理

航空发动机由于是在不停地运转的过程，进行运转的时对中间的轴承和齿轮造成很严重的磨损现象产生，因此对于发动机的磨损可以从这两个方面入手。而航空发动机的轴承的磨损主要分为三个步骤，磨合阶段，正常使用阶段，和高度磨损阶段。在磨损的阶段，轴承内部由于与机器的接触面积较小，轴承表面有些粗糙，所以在磨合的阶段，轴承的损耗会有些大，这是在可接受的范围之内；而进过一段时间的磨合之后，轴承的实际接触面积变大，机械的磨损从一开始的较大不稳定变为较小稳定，而如果在这一阶段能保证发动机的轴承的润滑油的合理使用，将会有效减少轴承的磨损情况，轴承的寿命得到很好地延长。而当轴承进入高度磨损阶段时，它的磨损速度将会非常快，即使采取正确的，合理的保养轴承的方法，也不会像第二阶段那样效果那么明显。在这一阶段的轴承的运转重，轴承的不合理的磨损很大，磨损的速度非常快，轴承的温度上升得很快，噪声将不断持续的产生直至轴承报废。处于这一阶段的轴承的发动机故障率最高。

1.2航空发动机的磨损种类

航空发动机的机械磨损主要分为三种，分别为疲劳磨损，磨屑磨损，和粘着磨损。其中，粘着磨损是指，发动机内部器件的表面在正常运行时不停接触而产生的磨损，而这种磨损如果不注意，将会在不停地磨损的过程中产生疲劳作用，致使发动机内部的元器件产生磨屑，对发动机产生不好的影响。此外，航空发动机在摩擦的过程中会产生大量的人。使得内部元器件受热变形，或者导致某些元器件粘着在其他构件的表便，使得发动机的寿命降低；磨屑磨损主要包括两大类，一种是两体磨屑磨损，另外一种是多体磨屑磨损，磨屑磨损的定义指的是航空发动机内部的构件表面在持续的运转的过程中产生表面的损伤，进而对发动机的正常运转形成威胁，这需要引起工作人员对磨屑磨损的高度重视；而疲劳磨损指的是发动机在正常的运行过程中。内部元器件不断地来回滚动而导致元件表面产生的疲劳的现象，在不断地工作中，发动机内部的零件表面会产生变形和裂纹等情况，更有甚者，则是会产生裂纹现象的进一步加深，内部零件的产生脱落，凹坑，这样的发动机如果长时间投入工作，出现问题也是必定的。

2.目前航空发动机机械磨损的诊断技术

2.1网络化诊断

随着互联网技术的不断发展，网络化诊断正成为发动机故障诊断的首选。网路化诊断依托于高度发达的科学技术和互联网的应用，具有很快的诊断速度和较高的准确性，而且成本相比于之前的诊断技术降低了许多。然而只使用网络化诊断会存在着误差的问题，因此在进行网络化诊断的同时，还要加上人工的诊断进行验证。

2.2磨损监测仪器的诊断

国外许多大型的技术公司对航空发动机故障监测仪器的市场虎视眈眈，他们相继退出了011view监测器，PFC200监测器，MetalSCAN监测器等，这些一起对航空发动机的故障的监测很有作用，效果也好，只是成套的解决方案的价格较高，对于国内大部分的航空公司都是较大的负担，因此直接采取磨损监测一起进行航空发动机机械磨损监测的公司不多。

2.3早期化诊断

航空发动机的磨损故障氛围两种，一种是诱发型的故障，另外一种是原生型故障。而大部分故障都是诱发型故障，而诱发型故障可以通过对发动机的早期化诊断进行很好地解决。因此，航空公司要对发动机的故障的诊断要早，对可能诱发故障的因素，对发动机已经产生的问题零容忍，如果能在早期化的诊断中就能将发动机机械磨损的问题找出，对减少故障将会形成很大的帮助。

2.4专家系统专断

在工程诊断领域中，专家系统有非常重要的作用，对智能故障的诊断发展起着决定性的作用。专家系统磨损故障诊断比以往的传统的磨损故障诊断相比，它的诊断效果更好，效率更高。而专家系统诊断不仅可以对发动机的磨损进行诊断，还能对发动机的寿命进行有效估计，对发动机将来可能产生的故障进行预报，因此专家系统诊断在航空发动机的诊断中倍受欢迎，很多航空公司都愿意使用这种诊断方法。

3.结束语

航空业是我国交通运输中不可忽略的一部分，保障出行安全，保证航空进行发展的过程中没有问题产生是航空企业必须要做的，因此航空企業对于故障的排查要做到位，而航空故障中，机械故障占据很大比例，而发动机故障是机械故障中最主要的内容。因此，本文对航空发动机存在的问题进行分析，还有导致这些问题发生的原因，主要是因为轴承，以及内部元器件的磨损较为严重。而为了更好地解决这些问题，需要航空企业对症下药，找到问题的根源进行解决，这就需要企业运用合适的诊断方法，对问题可能产生之处进行诊断。而各个诊断方法不是孤立的存在，非此即彼，而是需要航空公司根据自己的公司的需要，去选择合适的解决方法，这需要考虑准确性，成本，而国内大多数的航空公司的资金现况不是特别理想，大规模使用磨损监测仪器不现实，因此传统的诊断，专家诊断，早期诊断，以及网络化诊断是现在航空公司能接受的。

参考文献

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