本發(fā)明屬于航空發(fā)動機，特別涉及一種去除航空發(fā)動機金屬屑的滑油系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、航空發(fā)動機體內(nèi)金屬屑主要包括以下幾種來源：零件機匣殘留物、裝配和使用過程中的外來物、金屬正常磨損等，多余的金屬屑或?qū)е掳l(fā)動機異常磨損，或進入滑油系統(tǒng)后被磁性屑末檢測器檢測和滑油濾過濾，或沉入滑油箱底部污染滑油，此外，部分金屬屑在出廠試驗的短時間內(nèi)并不會掉落，而是隨著裝機使用后，在多重因素作用下掉落。不論多余金屬屑造成的哪種后果，都增加了發(fā)動機故障幾率、外場使用維護難度、成本，因此，有必要在發(fā)動機出廠前去除體內(nèi)多余金屬屑。

2、此外，由于發(fā)動機滑油箱與發(fā)動機其他機匣為一體設(shè)計，受發(fā)動機其他附件、管路、線路，以及滑油箱自身結(jié)構(gòu)局限性的影響，直接導致滑油箱內(nèi)積存有的金屬屑具有很大的清理難度。

3、且目前暫沒有專門針對去除航空發(fā)動機體內(nèi)多余金屬屑的方法與構(gòu)思。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明提出一種去除航空發(fā)動機金屬屑的滑油系統(tǒng)，包括：滑油箱、供油泵、滑油作業(yè)機組、回油泵，滑油系統(tǒng)還包括：外置滑油箱；

2、外置滑油箱出油端、供油泵、滑油作業(yè)機組、回油泵、外置滑油箱回油端依次通過管路連通，且滑油箱通過管路連通滑油作業(yè)機組與回油泵之間的管路。

3、更進一步地，外置滑油箱的體積是滑油箱的體積1.5-2.5倍。

4、更進一步地，外置滑油箱內(nèi)安裝有消泡器。

5、更進一步地，滑油系統(tǒng)還包括三通閥，滑油箱通過第一管路連通三通閥第一端口，滑油作業(yè)機組通過第二管路連通三通閥第二端口，三通閥第三端口通過管路連通回油泵，第一管路、第二管路上均安裝有屑末檢測器、滑油濾；

6、供油泵與滑油作業(yè)機組之間的管路上也安裝有滑油濾。

7、本發(fā)明還提供了一種基于上述去除航空發(fā)動機金屬屑的滑油系統(tǒng)的方法，包括如下步驟：

8、獲取滑油作業(yè)機組中發(fā)動機的自由渦輪的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速；

9、啟動滑油作業(yè)機組中的發(fā)動機進行慢速加減速試驗和快速加減速試驗，進而獲取滑油作業(yè)機組中發(fā)動機的燃氣發(fā)生器共振轉(zhuǎn)速；

10、獲取發(fā)動機的燃氣發(fā)生器共振轉(zhuǎn)速所對應的共振頻率，通過共振頻率確定停留時間；

11、調(diào)控滑油作業(yè)機組中發(fā)動機的滑油噴嘴的噴射壓力值至1.2mpa以上；

12、同步啟動滑油作業(yè)機組中的發(fā)動機、供油泵、回油泵，滑油作業(yè)機組中發(fā)動機的自由渦輪保持穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速進行轉(zhuǎn)動，發(fā)動機的燃氣發(fā)生器保持共振轉(zhuǎn)速進行轉(zhuǎn)動；

13、滑油依次通過管路流過外置滑油箱、供油泵、滑油作業(yè)機組、回油泵以形成管路循環(huán)，滑油作業(yè)機組中的發(fā)動機運行停留時間后停止，完成去屑作業(yè)。

14、更進一步地，發(fā)動機的自由渦輪的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速包括最低穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速、額定穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速、最高穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速。

15、更進一步地，慢速加減速試驗為：以小于或等于燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)速最大值的1％作為加速度，將燃氣發(fā)生器從最低穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速加速到最高穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速，再從最大穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速減速到最低穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速；

16、快速加減速試驗為：以小于或等于0.5s的時間作為速度改變用時，將燃氣發(fā)生器在速度改變用時內(nèi)從最低穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速加速至最大穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速，在將燃氣發(fā)生器在速度改變用時內(nèi)從最大穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速減速至最低穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速。

17、更進一步地，獲取滑油作業(yè)機組中發(fā)動機的燃氣發(fā)生器共振轉(zhuǎn)速的判定條件為：

18、當燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)子的振動峰值大于燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)子前5s振動平均值的1.5倍，或當燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)子的振動峰值大于振動允許極限值的0.7倍時，燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)子所對應的轉(zhuǎn)速為共振轉(zhuǎn)速。

19、更進一步地，獲取發(fā)動機的燃氣發(fā)生器共振轉(zhuǎn)速所對應的共振頻率計算公式為：

20、

21、hz表述共振轉(zhuǎn)速所對應的共振頻率；h表示常數(shù)比；n表示發(fā)動機燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)子的共振轉(zhuǎn)速；p表示發(fā)動機燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)速在燃燒室噴嘴的備頻數(shù)。

22、更進一步地，停留時間的計算公式為：

23、

24、t表示發(fā)動機所要運行的停留時間；v表示發(fā)動機渦輪葉片的高循環(huán)疲勞壽命；hz表述共振轉(zhuǎn)速所對應的共振頻率。

25、更進一步地，發(fā)動機的燃氣發(fā)生器保持共振轉(zhuǎn)速進行轉(zhuǎn)動時，燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)波動量為±0.1％。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的實施例至少具有以下優(yōu)點：

27、1、本發(fā)明提出的去除航空發(fā)動機金屬屑的滑油系統(tǒng)，通過外設(shè)外置滑油箱，提供了新的滑油管路，采用外置滑油箱進行試驗，相較于發(fā)動機的滑油箱，外置滑油箱更便于清洗，有效降低發(fā)動機滑油箱的臟污程度，實現(xiàn)對原滑油系統(tǒng)的維護，便于有效去掉航空發(fā)動機體內(nèi)的多余金屬屑，降低發(fā)動機故障幾率，降低外場使用維護難度、成本，且滿足高壓高流量的試驗需求，降低對滑油箱的損耗；

28、2、本發(fā)明提出的去除航空發(fā)動機金屬屑的方法，在外置滑油箱的基礎(chǔ)上，將航空發(fā)動機正常工作油壓提高至1.2mpa以上，從而增加滑油噴嘴的噴射壓力，加強去除金屬屑的能力，并使發(fā)動機在共振轉(zhuǎn)速所對應的狀態(tài)下停留設(shè)定時間，保障發(fā)動機使用壽命的同時，通過共振現(xiàn)象實現(xiàn)金屬屑的震落作業(yè)，結(jié)合發(fā)動機常用轉(zhuǎn)速區(qū)間，進行不同頻率的振動作業(yè)，以及在短時間內(nèi)改變發(fā)動機燃氣溫度實現(xiàn)金屬的熱脹冷縮效應，保障共振轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)精準的同時，進一步去除航空發(fā)動機體內(nèi)多余金屬屑，通過滑油依次通過管路流過外置滑油箱、供油泵、滑油作業(yè)機組、回油泵以形成管路循環(huán)，在有效實現(xiàn)對發(fā)動機金屬屑的清理作業(yè)的同時，避免了金屬屑對原滑油箱的污染。

29、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書以及附圖中所指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種去除航空發(fā)動機金屬屑的滑油系統(tǒng)，包括：滑油箱(1)、供油泵(2)、滑油作業(yè)機組(3)、回油泵(4)，其特征在于，所述滑油系統(tǒng)還包括：外置滑油箱(5)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除航空發(fā)動機金屬屑的滑油系統(tǒng)，其特征在于，所述外置滑油箱(5)的體積是滑油箱(1)的體積1.5-2.5倍。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的去除航空發(fā)動機金屬屑的滑油系統(tǒng)，其特征在于，所述外置滑油箱(5)內(nèi)安裝有消泡器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除航空發(fā)動機金屬屑的滑油系統(tǒng)，其特征在于，滑油系統(tǒng)還包括三通閥，滑油箱(1)通過第一管路連通三通閥第一端口，滑油作業(yè)機組(3)通過第二管路連通三通閥第二端口，三通閥第三端口通過管路連通回油泵(4)，第一管路、第二管路上均安裝有屑末檢測器(6)、滑油濾(7)；

5.一種基于權(quán)利要求1-4任一項所述的去除航空發(fā)動機金屬屑的滑油系統(tǒng)的去除航空發(fā)動機金屬屑的方法，其特征在于，包括如下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的去除航空發(fā)動機金屬屑的方法，其特征在于，所述發(fā)動機的自由渦輪的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速包括最低穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速、額定穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速、最高穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的去除航空發(fā)動機金屬屑的方法，其特征在于，所述慢速加減速試驗為：以小于或等于燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)速最大值的1％作為加速度，將燃氣發(fā)生器從最低穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速加速到最高穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速，再從最大穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速減速到最低穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的去除航空發(fā)動機金屬屑的方法，其特征在于，所述獲取滑油作業(yè)機組(3)中發(fā)動機的燃氣發(fā)生器共振轉(zhuǎn)速的判定條件為：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的去除航空發(fā)動機金屬屑的方法，其特征在于，所述獲取發(fā)動機的燃氣發(fā)生器共振轉(zhuǎn)速所對應的共振頻率計算公式為：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的去除航空發(fā)動機金屬屑的方法，其特征在于，所述停留時間的計算公式為：

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除航空發(fā)動機金屬屑的方法，其特征在于，所述發(fā)動機的燃氣發(fā)生器保持共振轉(zhuǎn)速進行轉(zhuǎn)動時，燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)波動量為±0.1％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出一種去除航空發(fā)動機金屬屑的滑油系統(tǒng)及方法，滑油系統(tǒng)中外置滑油箱出油端、供油泵、滑油作業(yè)機組、回油泵、外置滑油箱回油端依次通過管路連通，滑油箱通過管路連通滑油作業(yè)機組與回油泵之間的管路。本發(fā)明提出的去除航空發(fā)動機金屬屑的滑油系統(tǒng)，通過采用外置滑油箱進行試驗，有效降低發(fā)動機滑油箱的臟污程度，本發(fā)明提出的去除航空發(fā)動機金屬屑的方法，在外置滑油箱的基礎(chǔ)上，將航空發(fā)動機正常工作油壓提高至1.2Mpa以上，并使發(fā)動機在共振轉(zhuǎn)速所對應的狀態(tài)下停留設(shè)定時間，保障發(fā)動機使用壽命的同時，結(jié)合發(fā)動機常用轉(zhuǎn)速區(qū)間，進行不同頻率的振動作業(yè)，通過共振現(xiàn)象實現(xiàn)金屬屑的去除。

技術(shù)研發(fā)人員：鄒黎,羅海東,孫詩園,王太明,李海濤
受保護的技術(shù)使用者：中國航發(fā)湖南動力機械研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26