滑油监视和故障诊断

第4章滑油系统油液监控技术4.1概述航空发动机上广泛地使用轴承和齿轮等来支撑转动转子和传递功率。

在这些部件工作过程中，由于相互运动而产生摩擦，而摩擦将进一步导致磨损和产生大量的热量。

滑油系统的作用就是形成滑油油膜并带走磨损产物和热量，以维持轴承、齿轮的正常温度状态，并在轴承的滚道与滚子之间、相啮合的齿面间形成连续的油膜起到润滑的作用。

另外，还可利用滑油系统具有一定压力的滑油，作为某些液压装置（如挤压油膜轴承等）和操纵机构（如作动筒）的工质。

滑油系统对发动机的可靠性关系重大，一方面，滑油系统本身出现故障的机率比较大；另一方面，滑油系统的故障会引起大的事故。

如RB211发动机1981年连续发生3起风扇部件甩出的严重事故，其原因是由于风扇前轴承滑油供油不足所致；JT8D发动机4、5号轴承腔的通气管路曾发生过堵塞故障，结果引起油腔压力过高，造成滑油因温度过高而燃烧，最终导致发动机失火。

据统计，JT9D发动机在20世纪70年代提前换发的原因中，有16%属滑油系统和轴承故障。

采取专门的手段并与气路分析技术、振动监控技术相配合，对滑油系统进行状态监控和故障诊断，对于保证发动机安全可靠的工作是至关重要和必不可少的。

对滑油系统进行状态监控和故障诊断的重要性还在于它不仅能监控滑油系统本身，保证其丁作正常、可靠，还能够完成对发动机及其它子系统的状态监控和故障诊断。

4. 1.1滑油油样分析的目的和意义滑油油样分析技术叉称为设备磨损工况监测技术。

它是利用人工、仪器等手段判别滑油油样的成分构成、油品品质等油液信息，进而对设备的当前工作状况以及未来工作状况做出判断，为设备的正确维护提供有效的依据，从而对设备进行预防性维修的一门工程技术。

通常意义上的油液信息主要包括三个方面：(1)油液本身的物理和化学性质的变化情况。

(2)油液中设备磨损物质的分布情况。

(3)油液中外侵物质的构成以及分布情况。

因此，滑油油样分析的目的有四个方面：(l)测定油品的品质，从而决定油液是否继续使用。

新型发动机滑油系统故障预防与分析陈浩朱亚( 空军第一航空学院一系，信阳464000 )The breakdown preventing and analyzing in lubricating oil system of the new engineCHEN Hao, ZHU Ya (Thc FirsL Aeronautic lnsLiLuLe o[ Air Force, Xinyang 464000, China)【摘要】主要介绍新型飞机的滑油系统，并结合该型飞机实际工作情况，对滑油系统所产生的故障进行综合分析，提出了一些具体的解决措施。

关键词: 滑油系统;故障分析: 预防措施l 滑油系统概述1. 1 滑油系统的功用滑油系统的功用是在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磨损，带走摩擦产生的热量和杂物。

1. 2 滑油系统的组成新型发动机的滑油系统是独立的单回路循环开闭式系统，共分为四个子系统: 供油系统、回油系统、通气系统和支点增压系统e1. 2. 1供油系统供油系统的功用是向发动机各运动摩擦部件输送一定压力的滑油。

它由齿轮式增压泵、调压活门、燃滑油热空缺器、油滤、安全活门、加力燃滑油热交换器、喷嘴单向活门组成。

从原理图可以看供油路线有两条，供涡轮起动机直接从油箱供油，而另一条经过增压过滤、安全处理后进入发动机。

当发动机在接通加力时，为防止滑油超温，转换活门将滑油倒入加力滑油燃油热交换器进一步冷却.提高了散热效果。

1.2.2 回油系统回油系统的功用是将发动机轴承、发动机附件机匣、外置机匣润滑过的滑油抽回滑油箱，便于滑油的再次循环使用，它由齿轮式回油泵、王在向活门、金属屑信号器、滑油箱、带活门的磁塞、活门组合、辅助滑油集油门箱组成。

1.2.3 通气系统通气系统的功用是消除发动机工作时，滑油系统内多余的油气，它主要有保险活门、单向活门、离心通风气组成。

自滑油通气系统原理因可以看出.离心通风气起了主要作用，作用之一是分离滑油蒸汽，将气排除系统之外，而滑油流回滑油箱，减了滑油消耗量，作用之二是使滑油系统回气压随高度增加而缓慢减小，避免了高空飞行时油泵进口过低气压产生气塞，影响滑油系统的高空性能。

滑油系统故障分析院系专业班级学号姓名指导教师负责教师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件的润滑、散热。

发动机内部有摩擦件的地方就有润滑油，这些部件中有许多是发动机重点部件，又处在发动机的内部，故障征兆一般很难发现。

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机件的磨损程度、疲劳剥落情况以及磨损件位置等情况，在一定程度上反映了发动机可能存在的故障隐患。

这些信息为监控与技术诊断提供了良好的条件，从而为预测发动机部件使用寿命和可靠性提供了有力依据。

正因如此，一些先进国家，如美国、前苏联、法国等，已在六十年代末开始着手滑油系统监控与技术诊断，并取得了良好的经济与军事效益。

滑油系统监控不但能缩短维修时间节约维修费用，促进维修方式由定期维修向视情维修发展，而且可将监控与诊断的信息反馈到设计、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。

本论文根据工程管理实际的需求，对发动机滑油系统污染的产生、面向维护任务管理的优化、磁性探测与光谱分析相结合的技术、机务维修中人为因素的影响进行了有益的探索和研究。

对于飞机维修单位来说，减少维护人员的工作负荷，是多年来的研究方向，还使用了回油滤加装磁棒技术，探测滑油系统部件的内部状况，减少成本消耗，并通过改进，进一步提高磁棒的可靠性。

本论文中使用了国际上先进的6Sigma统计分析软件MINITAB，针对航空公司关注的飞机安全、成本效益之间的平衡关系，对飞机滑油系统的各维护任务间隔、故障发现率和成本之间的关系进行了分析，通过计算结果，优化CMP(客户化维护方案)方案，在合理的成本消耗前提下，保证飞机处于最佳的技术状态下；本论文从工程维修管理提出的优化方案，得到了GE公司6Sigma项目组的认可，并被东航工程部采纳，加入新版的CMP(客户化维修方案)中，对于避免空中停车、减少直接维修成本(航材、工具、设备)、减少间接维修成本(维修工时)、延长发动机、部附件使用寿命起到了一定的作用。

滑油压力异常的原因、现象、故障诊断及排除本文的内容包含：一：机油压力过高的原因、现象、故障诊断与排除二：滑油压力过低的原因、现象、故障诊断与排除三：滑油泵故障的原因、故障诊断与排除四：滑油系统内滑油流动阻力的问题。

一：机油压力过高的主要原因：1.机油粘度过大。

2.柴油机启动时温度过低，机油粘度大。

3.油道堵塞。

4.机带滑油泵的调压阀弹簧压力调整过高。

机油粘度大会引起油脂循环困难，不易压入间隙小的磨擦机件之间，降低润滑效能，加剧机件磨耗，还会造成机油温度过高。

油道堵塞，机油则不能流通，机件就得不到润滑及冷却，易造成机件严重磨损或烧损事件故。

减压阀弹簧调整压力过高，则失去正常调节作用，甚至因油压过高而胀裂油管和机油滤清器等处的密封衬垫。

二：柴油机滑油压力异常的原因和故障诊断和排除1.1滑油压力过低的原因现象：现象：启动机在正常运转的状况下，滑油压力表指针批示值低于技术文件的要求。

原因剖析：由柴油机润滑油系的组成和工作原理可知，油泵从油底壳吸上滑油并提升压力，通过滤后压送到零件的摩擦表面，而后从零件的配合间隙流回滑油底。

润滑系压力的产生是依靠油泵的泵油效率和滑油在润滑系内的流动阻力，假如滑油泵的泵油效率减小或润滑系统的流动阻力减小，会使滑油压力减小。

又由润滑油路可知，润滑系滑油复始回路的流动阻力等于并联支路滑油流动阻力的倒数之和。

压力润滑部位的凸轮轴轴颈、连杆轴颈、曲轴轴颈、摇臂轴等，这些润滑部位如果配合间隙过大，或润滑系有不正常的泄漏和限压阀调整压力过低等，均会使润滑系油路的流动阻力减小，滑油压力降低。

造成滑油压力过低的具体原因有:1，滑油油量不足如果滑油油量不足，会使滑油泵的泵油量减小或者因进入空气而泵不上油，使滑油压力下降，曲轴与轴承，缸套与活塞都会由于润滑不良而加剧磨损。

2.滑油粘度的影响滑油粘度现实是指滑油流动时的内摩擦阻力的大小。

滑油流动时的内摩擦阻力小时，其流动性好。

反之，滑油流动时的内摩擦阻力大时，其流动性差，所以粘度是滑油最主角的衡量指标。

滑油分析报告1. 简介滑油分析是一种通过分析滑油中的化学成分和物理特性来评估机械设备的健康状况的方法。

通过对滑油的分析，可以检测出设备中的异常磨损、油品污染、密封失效等问题，帮助实现及时维护和预测性维修，从而提高设备的可靠性和可用性。

2. 滑油分析的意义滑油在机械设备中起到润滑、冷却、密封和防腐等多重功能。

通过定期对滑油进行分析，可以及时发现和解决以下问题：2.1 异常磨损滑油中的金属颗粒和磨粒可以通过滑油分析技术监测和识别。

异常磨损可能是由于设备部件之间的接触不良、润滑不足或设备偏离设计参数等原因引起的。

通过分析滑油中的金属颗粒数量和粒径分布，可以判断设备是否存在异常磨损问题，并采取相应的维护措施。

2.2 油品污染滑油中的污染物可以来自外部环境、设备内部的污染源或滑油本身的老化和分解。

通过分析滑油中的污染物浓度和种类，可以判断油品是否达到使用寿命，是否需要更换或采取其他处理措施。

2.3 密封失效由于操作不当、材料老化或设备故障等原因，设备的密封件可能会失效，导致外界杂质和空气进入设备内部，引起滑油的变质和污染。

通过分析滑油中的氧化产物和泡沫含量，可以评估设备的密封性能，判断密封件是否需要更换或维修。

3. 滑油分析方法滑油分析方法主要包括以下几种：3.1 运动粘度测试运动粘度是指滑油在不同温度和剪切速率下的流动性能。

通过测量滑油的运动粘度，可以评估滑油的润滑性能是否符合要求，判断滑油是否面临老化、污染或稀释等问题。

3.2 酸值测试酸值是指滑油中酸性物质的含量，通常以TAN值（总酸值）表示。

酸值的增加可能是由于滑油的氧化、污染或材料降解等原因引起的。

通过测量滑油的酸值，可以评估滑油的老化程度和污染程度，判断是否需要更换滑油或采取其他措施。

3.3 金属颗粒分析通过对滑油中的金属颗粒进行分析，可以判断设备是否存在异常磨损问题。

常用的金属颗粒分析方法包括光学显微镜观察、电子显微镜扫描和能谱分析等。

3.4 污染物分析污染物分析可以检测滑油中的杂质、颗粒物和有机物等。

航空发动机状态监控与故障诊断航空发动机状态监控与故障诊断1. 发动机状态监控主要技术手段气路性能监控，机械性能监控（滑油和振动监控），无损探伤（孔探检查应用最为广泛、涡流检查、荧光检查、着色检查和超声波检测）2. 发动机故障诊断含义与对象发动机故障诊断是指在不解体发动机结构（或仅拆除少数部件）的条件下，采用适当技术手段，确定发动机技术状况，确定故障部位、故障严重程度或预测潜在的故障，以保证发动机的安全、经济运行。

对象：完全组装好的、正在工作或准备工作的发动机（有时也包括像压气机、涡轮等单独部件）3. 完整的故障诊断包括故障检测：指出发动机是否已经产生故障；故障隔离：也称故障定位，指将故障定位到发动机的单元体或者某个附件；故障辨识：在前两个基础上，还要求指出故障的严重程度。

4. 数学模型的建立步骤P81建立发动机部件特性方程；2 建立正常态数学模型；3引入表征发动机部件故障的故障因子；4 由发动机正常态模型的解和发动机故障态模型的解得出故障系数5. 部件特性含义部件本身的尺寸在发动机工作过程中的性能参数反映，它仅仅取决于部件本身的尺寸。

如果部件本身的尺寸发生变化，那么部件特性也发生变化，也就是发生故障。

在一定的工作环境（边界条件）和工作状态（控制条件）下，发动机性能参数完全取决于发动机的几何尺寸。

6. 部件特性曲线P12 图2-2 会描述前一种变化叫做单纯性工作点平移，后一种变化称为特性线平移。

7. 故障因子类型第一类故障因子特性线平移；第二类故障因子故障分量计算题1：故障模型线性化P18 例5 与课上ppt题目计算题2：EGT裕度P23 例题+ 衰退量P268. 平均功率温度发动机能够产生额定功率（推力）的最大外界大气温度，称为平均功率温度，也叫拐点温度。

9. 起飞EGT裕度定义图3-2 & 3-3 重要！会画发动机全功率起飞时，实际排气温度与EGT红线值的差值。

公式3-1 ?EGT衰退量10. 最危险的EGT温度点图3-5 了解各种参数的含义11. 发动机基线刚出厂性能良好的发动机，在一定飞行条件下，发动机气路参数随工况参数的平均变化关系。

润滑系的维护与常见故障诊断润滑系的维护润滑系的维护分日常保养和定期保养润滑系的维护和保养润滑系的维护和保养主要包括以下几方面：（1）经常检查润滑油油面高度。

检查油面高度时，应使汽车处于平坦的位置，并在发动机启动前进行。

如果在途中检查，必须使发动机熄火，等待10分钟，发动机内各润滑表面的润滑油都回到油底壳内再进行检查。

当油面低于润滑油尺下限标记时，不许启动发动机。

加润滑油时，右手捻搓润滑油尺上的润滑油，检查其黏度，有无燃油味或颗粒物等。

当油面高于润滑油尺上限标记时，应及时查明原因予以排除，其原因可能是冷却水或燃油进入曲轴箱内所致。

（2）更换润滑油。

更换润滑油时，应趁热放出油底壳粗滤清器细滤清器中的废润滑油。

若放油螺栓带有磁性，应将所吸附的铁屑清除干净。

（3）清洗油道油污。

清洗的方法是：待废润滑油放尽后，向发动机油底壳内注入被稀释的新润滑油或经过滤清的优质柴油，其数量相当于油底壳标准油面容量的60%～70%，然后是发动机怠速运转2～3min，再将洗涤油放尽。

（4）检查润滑油压力。

发动机正常运转时的润滑油压力一般应为196～392kPa,如发动机润滑油压力异常，应及时查明原因，予以排除。

（5）润滑油滤清器的清洗。

（6）曲轴箱通风装置的清洗。

（7）润滑系各部位螺栓和油管接头的检查与紧固。

润滑系各部位螺栓和油管接头应扭紧使其不漏油；有关不应有凹瘪和堵塞，以保证润滑系统油路畅通。

润滑系统的保养润滑系统的保养方法如下：（1）日常保养。

是用同品质的润滑油，尽量在修理厂技工指导下进行，使用特约维修站规定的润滑油和机油滤清器。

（2）定期对润滑系统进行清洁。

在润滑系统中，由于长时间的高温，会有一部分胶质将进入润滑油中的灰尘、金属杂质、硅酸盐和其他一些杂质黏接在一起，影响右路的畅通。

优质的润滑系统添加剂能将由泥分解，是润滑油中的胶质、灰尘、金属杂质、硅酸盐等能均匀分散到旧的润滑油中。

利用清洁剂和保护剂，可以清除润滑系统中的油泥、胶质等沉积物，清洁发动机气门挺杆及摇臂，恢复活塞环弹性，确保引擎内部、润滑系统油路通畅。

CFM56-7B发动机滑油渗漏及耗量监控简析概述CFM56-7B发动机是波音737NG系列飞机上最常用的发动机型号，其拥有出色的性能和可靠性。

然而，在长时间的使用中，发动机的机油系统可能会出现滑油渗漏的问题，而这种问题对飞机的安全性和经济性都会产生不利的影响。

因此，对于CFM56-7B发动机的滑油渗漏及耗量进行及时监控是非常必要的。

滑油渗漏的原因及威胁CFM56-7B发动机的滑油系统包括滑油箱、滤油器、滑油泵、油冷却器等组件。

而渗漏是指从这些组件中的任何一个位置流出机油的情况。

针对这种情况的发生，CFM56-7B发动机的维护人员必须识别滑油滤清器、进气滤清器、压力和温度传感器、换油塞等部件，这样才能确定最可能发生渗漏的地方。

机油渗漏的风险主要包括如下几个方面：•导致发动机失灵或故障：滑油是发动机正常运行的必备部件之一，一旦发生泄漏会导致滑油不足或压力不足，直接影响到发动机的正常运行并导致故障或失灵。

•延长维护周期：机油泄漏会导致发动机的维护周期变长，极大地增加了机务人员的负担和维修成本。

•增加油耗：机油泄漏也会导致CFM56-7B发动机的油耗增加，有时可能会严重影响飞行效率。

滑油渗漏的监控方法检查滑油渗漏对于CFM56-7B发动机，维护人员需要定期检查滑油系统是否存在渗漏。

检测滑油渗漏时，需要对机体进行全面的外观检查，并对发动机进行彻底的拆解。

这可以通过使用卫星图像系统等现代技术来完成，以便检查所有可能的渗漏源。

使用滑油温度和压力传感器进行监控滑油温度和压力传感器是CFM56-7B发动机监控系统中最常用的两个传感器。

温度传感器用于测量滑油温度，而压力传感器用于测量滑油系统中的压力。

由于滑油温度和压力通常是在发动机运行时发生变化的，因此这些传感器可以提供及时且准确的监控。

如果滑油系统中出现异常，这些传感器将立即发出报警提示。

监控滑油耗量监控滑油的耗量可以帮助CFM56-7B发动机维护人员更好地诊断滑油渗漏的问题。