航空发动机滑油系统的污染及监控

摘要：滑油系统是发动机一个重要的工作系统，它直接关系着发动机能否安全可靠工作，以及工作性能的优劣。且其滑油具有循环使用的特点，携带着发动机内部大量信息，通过对滑油系统进行监控和技术诊断，可提前发现发动机的内部故障，为预测发动机部件使用寿命和可靠性提供有力依据。滑油系统的功用是向发动机轴承，以及附件齿轮箱里的齿轮的工作表面提供滑油，带走由于高速转动摩擦所产生的热量以及周围高温零件所传来的热量，以维持轴承、齿轮的正常温度状态，并在轴承的滚道与滚子间，相啮合的齿面间形成连续的油膜起到润滑的作用;另外还可以利用滑油系统具有一定压力的滑油，作为某些液压装置和操作机构的传动介质。在采用滑油--燃油热交换器时滑油的热量还能对燃油加温，改善燃油系统的高空性能。因而滑油系统对发动机可靠性的影响至关重要，所以必要采取某些专门的手段进行滑油系统的监视与故障诊断，并与气路分析技术，振动监视技术等配合，共同实现和完善发动机的状态监视与故障诊断，以保证发动机安全可靠的工作。

关键词：滑油系统;润滑;污染

飞机滑油系统的功能是：当发动机工作时，连续不断地将足够数量的清洁滑油，输送到发动机各转动机件的轴承和传动齿轮的啮合处进行润滑。以减少部件的磨损，并带走摩擦所产生的热量和脏物。因此，发动机工作时，滑油系统一刻也不能中断滑油的供应，否则就会影响部附件的润滑和散热，甚至引起轴承等重要部件的损坏而造成严重事故。滑油系统污染是指滑油中的水分会引起金属零件表面锈蚀，使滑油挥发，加速氧化分解，生成沉淀和腐蚀性物质，进一步恶化滑油的润滑性能。

发动机的适航状态直接关系到整架飞机的适航性，而航空滑油的清洁度又直接影响到发动机系统运行的可靠性。常见的空中停车等问题都与滑油系统有着密切的关系，此类故障所引发的事故一般都是灾难性的。

1滑油液污染对发动机故障的影响

滑油中的污染物包括混杂在工作介质中对发动机零部件表面寿命有害的各种物质，如固体颗粒、水，废气，燃油和污染能量等。

发动机润滑系统元件的磨损主要来自于油液的污染，据数据统计显示70阶85%的元器件失效来自于油污染。航空发动机会在高温环境中产生氧化、聚合、缩合等一系列反应，在活塞上面会形成积碳、侧面则形成漆膜、曲轴箱内形成油泥，有多种方式会产生污染，例如空气混入润滑油中会压缩油液体积而产生气蚀;润滑油自身由于氧化而产生漆膜和油泥;润滑油中进入水分的话会出现变质现象而降低润滑性能;灰尘等固体颗粒则会加速零部件的磨损。

1.1固体颗粒污染的影响

固体颗粒污染物时滑油系统中最常见的的一种污染物。它包括系统零部件加工时残留下的毛刺以及在组装过程中没有清除干净而残留下的金属碎屑。发动机运转过程中零部件表面自身产生的磨屑和侵蚀剥落物以及油液氧化和分解所产生的沉淀物。在高原或者干燥的风沙气候环境下给飞机滑油箱加油时，尘埃和空气污染物很容易进入油箱，造成油滤堵塞。

1.2其他污染影响

1.2.1水分污染

水进入滑油中，滑油就会变成乳白色，并迅速氧化变质。不但失去润滑作用，而且腐蚀金属表面。

1.2.2空气污染

润滑油里的空气主要来自于工作环境中大气环境，主要以溶解、游离、气泡三种状態存在，当减少压力和升高温度时，油液中的一些气就会分离出来形成气泡，这些气泡在一定作用下溶解在润滑油中呈溶解状态。

1.2.3化学物质污染

化学物质污染主要来源于润滑油液中不相容的化学元素的污染。这些污染物主要包括表面活性物和油液的分解物。油液会出现氧化并产生氧化产物，这些氧化物呈酸性，将严重腐蚀零部件中各个位置。

2滑油系统工作监控

利用滑油系统工作参数来监视滑油系统本身，以保证其正常工作，同时它也反映出发动机的健康状况。监视参数包括：滑油压力，温度，消耗量和油滤旁通指示或滑油滤压差。

2.1滑油压力

滑油压力由装在滑油系统高压油路中的压力传感器进行连续监视这些传感器与飞机驾驶舱的指示仪表相连，进行座舱显示，另一方面用于记录以及在超限时警告，实现机载监控。

2.2滑油温度

滑油温度同其他滑油系统监控参数一起，可指示出发动机子系统的故障，探测油温的传感器有两种安装位置，若安装在回油端，则能检测轴承的严重损坏或热端封严泄漏;若安装在滑油散热器的下游，当散热器堵塞时候会导致超温指示。机载系统需监视油温超限。

2.3滑油量监视

监视滑油量和滑油加油量可以得到有关滑油消耗量过高及滑油泄漏的信息或者得到由于燃滑油散热器损坏而在滑油中出现燃油污染的信息。为了在飞行前和飞行后检查滑油量，应在滑油箱装有观测标尺或简单的油量尺。最好安装油量传感器，从而可在驾驶舱或维护指示面板上读出滑油量。

2.4油滤旁通指示器

滑油滤堵塞指示有两种，一种是旁路活门打开指示，另一种是滑油滤压差过大指示，如果滑油滤堵塞会引起滑油供油不足，造成发动机轴承及齿轮润滑不良而引发事故，所以发动机的油滤应设有旁通活门，使它们在压差升高时能自动打开，这时通过机械式或电子式旁通指示器在外部或驾驶舱指示或显示这种状态。如果发动机是在油滤打开旁通的情况下工作，接触滑油的零部件可能被循环的碎屑所损伤。对于没有旁通活门的油滤，则在油滤堵塞时给出滑油滤压差过大指示。

结语

滑油系统是保证发动机正常工作的一个重要系统，其主要功能是保障发动机摩擦部件的润滑、散热。发动机内部有摩擦部件的地方就有滑油，如转子轴承、齿轮、封严装置。这些部件中有许多是发动机重要部附件，又处在发动机的内部，故障征兆一般报难发现。

航空发动机滑油系统中滑油具有循环使用的特点，滑油中携带着发动机运动机件状态的大量信息，如机件磨损的数量、形状、粒度成分等，这些信息为我们提供了发动机有关部附件的磨损程度、疲劳剥落情况以及磨损部件位置等情况。

通过对航空发动机滑油系统污染与监控技术的研究，使我对发动机滑油系统的基本原理以及目前常见的如何对滑油污染监控的方法有了一定的了解。滑油系统污染监控不但能缩短维修时问节约维修费用，而且可将监控的信息反馈到设计、生产单位，对于提高发动机质量和工作可靠性，延长使用寿命，降低成本，都有重大意义。

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作者简介：王一文，男，1982年12月，汉族，北京市，本科，助理工程师，飞机维修与控制，机械专业专业。

（北京飞机维修工程有限公司 北京 101500）