涡桨发动机及试车台滑油系统分析

张超 程巾英

摘要：涡轮螺旋桨发动机的滑油系统对各部件的润滑冷却、调速、测扭、顺桨等过程中都起到了重要作用。本文主要对一种涡轮螺旋桨发动机及试车台滑油系统的分析，分别介绍了发动机滑油系统和试车台设备滑油系统的各个部件、结构、工作原理，并对车台设备滑油系统提出改进方案。

关键词：涡轮螺旋桨发动机;试车台;滑油系统;分析;改进

1.引言

涡轮螺旋桨发动机以其工作运转性能稳定、工作寿命长、油耗低、维修费用低等优势被广泛地使用于中低速飞机或对低速性能有严格要求的巡逻、反潜或灭火等类型的飞机中。滑油系统对涡轮螺旋桨发动机的润滑冷却、扭矩顺桨和负拉力顺桨、调速器调速、扭矩测量等过程起着至关重要的作用。同时，在发动机试车过程中，设备滑油系统可以对发动机滑油系统提供工作介质，并且检查发动机滑油系统的工作性能。

本文主要对一种涡轮螺旋桨发动机滑油系统及试车台设备滑油系统进行介绍，包括滑油系统的部件、结构、工作原理等，并且绘制发动机燃油系统和车台设备滑油系统的系统图，最后对试车台设备滑油系统滑油供油量的测量方法提出改进方案。

2.发动机滑油系统介绍

发动机的滑油系统是向零件的摩擦面提供滑油，进行润滑和冷却;同时还要向螺旋桨调速器、燃油调节器、测扭机构及负拉力自动顺桨传感器提供滑油，作为这些附件的工作介质，滑油系统应该保证所供滑油的油压和油量。

2.1 发动机滑油系统部件

2.1.1 滑油泵

滑油泵安装在附件传动机匣底部，其中包括供油级、增压级、主回油级、中轴承回油级和后轴承回油级五个泵。其中主回油级可以将减速器和附件传动机匣使用过的滑油抽回，供油级在发动机起动阶段可以向滑油系统注油和补充滑油系统循环过程中所消耗的滑油，增压级可以将发动机主进油和补助進油汇合增压，中后轴承回油级可以抽回中后轴承腔滑油。

2.1.2 油气分离器

油气分离器为离心式的，装在附件传动机匣下部左侧。其主要功能是将从发动机各滑油腔抽回的滑油中的空气分离出来，除气后的滑油流向滑油冷却器进行冷却。

2.1.3 离心通风器

离心通风器是用来给燃烧室轴承腔通大气，同时，将轴承腔来的油雾中的滑油分离出来。其安装在附件传动机匣的上部。

2.1.4 测扭泵

测扭泵时单级齿轮式高压油泵，带有端面间隙补偿装置，以保持齿轮端面间隙近似为零。在泵与机匣安装面上有两个内腔连通的孔，其中一个是增压泵来的压力滑油作为测扭泵的工作液，另一个是经测扭泵增压后的压力油通向减速器测扭机构。

2.1.5 温度金属屑信号器

温度金属屑信号器是由金属屑信号器和极限温度信号器组成。当中后轴承回油路内有金属屑汇集在金属屑信号器的磁极上或回油温度超过许可值时，接通电路，信号器警示灯亮，表示中后轴承发生异常工作现象。

2.2 发动机滑油系统工作原理

发动机滑油系统一般采用闭式油路进行循环，即：发动机-滑油散热器-发动机。其特点是油箱在发动机滑油系统外部，只起到补充滑油的作用。

发动机正常工作时，滑油系统循环油路的工作过程是：使用过的滑油进入滑油散热器进行散热，从滑油散热器出来的滑油与供油级的补充滑油汇合一起进入增压级。

由增压级打出的滑油经过滑油滤分三路输送：一路去润滑和冷却减速器零件并向测扭机构供油;一路向发动机转子中后轴承供油;一路供附件传动机匣内零件的润滑与冷却和作为调速器的工作介质。

附件传动装置使用过的滑油通过附件传动机匣内腔及四个整流支板内腔流入机匣下部收油槽内，中后轴承腔的滑油经过金属屑信号器由中轴承回油级和后轴承回油级抽回，经单向活门与主回油级抽回的滑油汇合，进入油气分离器。经油气分离器除气后的滑油沿软管进入试车台滑油回油管路。

在滑油润滑发动机中后轴承腔所形成的油雾在引往尾喷段的过程中，先经过离心通风器。从油雾中分离出来的滑油进入附件传动机匣，而空气则沿导管经排气段排入大气。

3.试车台设备滑油系统介绍

试车台设备滑油系统主要为发动机滑油系统提供润滑介质，并为工作过的滑油进行过滤和冷却。其主要部件有，加油泵、大油箱、小油箱、设备回油滤、热交换器、管路等

3.1 试车台设备滑油系统部件

3.1.1 加油泵

加油泵主要为设备滑油系统中的油箱加油，其管路上有调压活门，以保证该泵的出口压力。

3.1.2 大小油箱

油箱主要用来存储发动机所需滑油。同时，在试验过程中，由于需要测量发动机滑油供油量和消耗量，所以在设计试车台设备滑油系统时，要考虑到该系统需要实现开式和闭式循环。

3.1.3 设备回油滤

该设备用来过滤润滑发动机的滑油，也是发动机定检过程中的关键部件，通过检查设备回油滤的滤网上的杂质来判断发动机的润滑效果。

3.1.4 热交换器

该设备用来冷却使用后的热滑油，经冷却后的滑油进入油箱或者进入发动机继续润滑。

3.2 试车台设备滑油系统工作原理

设备滑油系统主要采用开式/闭式系统，其中开式循环系统的路径为：

发动机-滑油热交换器-油箱-发动机，闭式循环系统的路径为：发动机-滑油热交换器-发动机，通过一个三通开关来控制发动机回油是通向发动机或油箱。

开式循环：从加油箱往大/小油箱加油，加油泵通过调压活门确定加油压力，加油、循环三通开关用来控制滑油通向大/小油箱或补助进油管，加油选择开关用来选择向大油箱或小油箱加油。加油后，此时大油箱小油箱都有滑油，通过补助进油选择开关来选择通过大油箱或小油箱向补助进油管路补充滑油。同时小油箱的位置比大油箱高，发动机工作时，使用大油箱供油，若油箱缺油，则使用小油箱进油，大油箱回油的方式向大油箱加油。发动机滑油泵有两个进油口：主进油口和补助进油口，其中补助进油与主进油管路之间装有单项阀，以保证补助进油管路可以向主进油管路补油。滑油在发动机润滑后从油气分离器的油管和气管通向设备滑油系统，分离出来的残余油气通过管路上的选择开关选择进入大油箱或小油箱。油管里的滑油通过管路通向设备回油滤，过滤后进入滑油热交换器进行水冷散热，冷却后的滑油通过开闭式选择开关选择回油的去向，开式系统就将选择三通开关扳到开式循环位置，此时滑油向设备油箱流动，其间经过回油选择开关来确定回油进入大油箱或者小油箱。

闭式循环的滑油循环方式与开式循环大体相同，其区别为回油的去向，闭式循环系统的回油不经过油箱，直接再次进入发动机作为工作介质。由于在润滑过程中会出现一定的滑油消耗，所以设备油箱里的滑油通过补助进油管流经单向阀向主进油补油。

当发动机出现金属沫需要循环油路时，应将开/闭式选择开关扳到开式，主进油管路上开关阀关死，过梁开关扳到不向发动机供油，打开加油泵，加油循环扳到循环，这样滑油就可以不经过发动机而在设备滑油管路中循环，循环完成后在大油箱和小油箱放油处放油。当发动机在工作过程中出现大油箱滑油较少的情况时，通过从小油箱向大油箱倒油的方式来为大油箱补充滑油，其具体的实施方式是，在慢车状态下，走开式循环，将补油选择开关扳到小油箱进油，同时回油选择开关依然是大油箱回油，此时应该关注发动机滑油压力，若出现滑油压力下降的情况，立即恢复闭式循环。

4.结论

本文通过对涡轮螺旋桨发动机滑油系统和试车台设备滑油系统进行解释分析，并且作出车台和发动机滑油系统图，为涡桨发动机及试车台外置滑油系统的设计提供思路。

参考文献

[1]郭攀峰，孙倩倩.某型涡桨发动机润滑油系统故障个例分析及改进.设备管理与维修.2019.6.