基于抽真空原理的某型发动机油封装置研制

第10卷增刊22019年6月
航空工程进展
A D V A N C E S I N A E R O N A U T I C A LS C I E N C E A N DE N G I N E E R I N G
V o l .10S u p p
l .2J u n .2019
收稿日期:2019-03-17; 修回日期:2019-05-29通信作者:席园,186152882@q q
.c o m 引用格式:席园,周小燕,王炜.基于抽真空原理的某型发动机油封装置研制[J ].航空工程进展,2019,10(S 2):231-233,243.
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v a n c e s i nA e r o n a u t i c a l S c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g
,2019,10(S 2):231-233,243.(i nC h i n e s e )文章编号:1674-8190(2019)S 2-231-03
基于抽真空原理的某型发动机油封装置研制
席园,周小燕,王炜
(西安新宇航空维修工程有限公司,西安 710089
)摘 要:发动机油封是指将油液注入并充满发动机燃油系统,防止系统各部件表面产生锈蚀,传统滑油存在高温加热除水时间长㊁加热管周围滑油易变质等问题㊂本文利用和借鉴现有的成熟技术及工程经验,基于抽真空原理研制一种油封装置,经实践验证:采用抽真空技术可以降低沸点除水,缩短机务人员工作时间,解决加热管周围滑油易高温烧焦变质问题㊂关键词:油封装置;燃油系统;抽真空
中图分类号:T H 138 文献标识码:A D O I :10.16615/j
.c n k i .1674-8190.2019.S 2.051D e v e l o p m e n t o f a nE n g
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s i o no n t h e s u r f a c e o f v a r i o u s p a r t s o f t h e s y s t e m.T r a d i t i o n a l l u b r i c a t i n g o i l h a s s u c h p r o b l e m s a s l o n g t i m e f o r w a t e r r e m o v a l b y h i g h t e m p e r a t u r eh e a t i n g a n de a s y d e t e r i o r a t i o no f l u b r i c a t i n g o i l a r o u n d t h eh e a t i n gp i p e .A k i n do f o i l s e a l i n g d e v i c e i s d e v e l o p e db a s e do n t h e p r i n c i p l e o f v a c u u m p u m p i n g a n d e x i s t i n g m a t u r e t e c h n o l o g y a n de n g i n e e r i n g e x p e r i e n c e .T h e p r a c t i c e r e s u l t s s h o wt h a t t h e v a c u u m p u m p i n g t e c h n o l o g y c a n r e d u c e t h e b o i l -
i n gp o i n t ,s h o r t e n t h ew o r k i n g t i m e o f c r e w ,a n d s o l v e t h e p r o b l e mo f s c o r c h a n dm e t a m o r p h i s mc a u s e db y h i g h t e m p e r a t u r e o f g r e a s e a r o u n dh e a t i n g t u b e .K e y w
o r d s :o i l s e a l d e v i c e ;t h e f u e l s y s t e m ;v a c u u m p u m p i n g 0 引 言
发动机是飞机的 心脏”,燃油系统是发动机的主要工作系统,在航空工程机务保障工作中,对其维护有着十分严格的要求㊂发动机的油封是指将油封油液注入并充满发动机燃油系统,防止系统各部件表面产生锈蚀而导致系统故障㊂因此,油封装置是发动机使用维护过程中必不可少的专用设备,是保证系统正常工作,确保飞行安全的重要地面
设备[
1-2]
㊂为了解决传统滑油高温加热除水时间长㊁加热管周围滑油易高温烧焦变质的问题㊂同时解决高
温时人员操作㊁设备安全问题[
3-4
]㊂本文利用和借鉴现有成熟技术以及工程经验,进行组合化㊁模块化㊁标准化设计,大胆创新,采用真空抽压新技术进行油封装置的研制㊂
1 功能与主要技术指标
油封装置主要用于飞机发动机上主燃油系统㊁助力燃油系统㊁发动机尾喷口等的启封㊁冷油封与
热油封㊂通过对滑油进行抽真空除水,使滑油的含水量p p
m 值满足油封要求㊂主要技术指标:1㊁油封温度50°~60°;2㊁
热油封压力0.2±0.05M P a ;3㊁冷油封压力2.5±0.2M P a ;4㊁充氮除油压力1±0.1M P a ;5㊁
油液清洁度不低于G J B 420B -7;6㊁发动机油封油量120L ;7㊁电源D C 28V ㊁A C 115V ;8㊁油液含水量不大于300
p p
m 等㊂2 设备系统组成
油封装置主要由油封供油系统㊁启封(充氮除油)系统㊁控制电路和车体四部分组成,其系统组成
如图1所示,工作原理图如图2所示
㊂
图1
油封装置系统组成图
1.氮气源;
2.充气咀;
3.气源开关;
4.单向阀;
5.气滤;
6.减压阀;
7.气源压力表;
8.充氮压力表;
9.安全阀;10.充氮开关;11.单向阀;12~16.燃电阀;17.单向阀;18.压力传感器;19.涡轮流量计;20.单向阀;21.蓄压器;22.节流阀;23.溢流阀;24.可调单向阀;25.换向阀;26.过滤器;27.单向阀;28.油封泵组;29.水分传感器;30.单向阀;31.防真空安全阀;32.真空压力表;33.
调压气阀;34.吸湿空气滤;35.液位传感器;36.真空罐;37.散热器;38.放水阀;39.水气分离箱;40.真空泵;41.放油开关;42.循环泵组;43.单向阀;44.;过滤器45.加热器;46.温度传感器;47.
油箱图2 Y F Z Z -01型飞机油封装置系统工作原理图
2.1 油封供油系统
油封供油系统主要由液压泵组㊁真空泵组㊁净化单元㊁压力流量控制及安全保护单元㊁储油单元㊁附件等组成㊂分为滑油加热除水部分和增压供油
两部分,通过控制电路进行控制㊂发动机油封时,滑油先通过加热器加热,同时通过油封泵组和油箱自循环,保证油液均匀加热,防止局部加热导致部分油液焦化,降低油液品质㊂油液到达55℃时真空泵开始抽真空除水,油液在压差的作用下进入真
232航空工程进展 第10卷
空罐,真空罐中间填充隔热棉,防止油箱热油进入真空罐温度降低㊂系统在真空泵跟真空罐之间设计有水气分离箱㊂真空除水过程中真空罐内的水蒸气经过水气分离箱冷却㊂冷空气经过真空泵排到空气中,可提高真空泵的使用寿命㊂真空罐上面设计有防真空安全阀,保证工作异常时真空泵不会对系统造成破坏㊂
增压供油分为热油封和冷油封两部分㊂热油封部分提供油封压力:0.2±0.05M P a;0.15M P a ±0.05M P a㊂可调单向阀作为安全阀,保证系统
压力不超过0.3M P a㊂冷油封部分提供油封压力: 2.5±0.2M P a,溢流阀作为安全阀,保证系统压力不超过2.7M P a㊂发动机油封时,根据油封位置的不同,将供油接头与飞机发动机进油口对接,经过真空加温脱水后满足油封压力㊁温度要求的油液经过供压油滤㊁供油软管对发动机进行油封㊂压力传感器实时显示供油系统工作压力,流量传感器实时显示供油系统流量及累计所加油量值㊂
2.2 充氮除油系统
充氮除油系统由充气咀㊁开关㊁气滤㊁减压器㊁压力表㊁安全活门和充氮接头等组成㊂气源经单向阀㊁气滤㊁减压器减压后,将压力为1±0.1M P a的氮气通过输气软管与发动机相应接口对接,进入燃油系统各子系统以吹除燃油㊂安全阀保证系统的压力不超过1.5M P a㊂
2.3 控制电路系统
控制电路采用P L C控制器,实现阀门控制㊁液位控制㊁温度和流量控制㊂电气控制系统集中设计在电气箱中,和油液进行物理隔离,电气箱带自动加热功能,可满足低温条件下系统正常工作㊂2.4 车体结构
车体通过车轮㊁牵引装置移动㊂两侧设置有软管支架和电缆挂架,可放置油封软管和设备电缆㊂顶部设有显示控制面板,安装有温度㊁含水量㊁压力㊁流量/油量显示控制仪㊁气源压力表㊁充氮压力表㊁气源开关㊁充氮开关,控制按钮和指示灯等如图3~4所示
㊂
图3
油封装置面板示意图
图4 油封装置面板实物图
3 结 论
(1)本次油封装置研制,大胆采用真空抽压降低沸点除水技术㊂通过真空泵抽压,将真空罐内滑油的饱和蒸汽温度降低为约45℃(真空罐内相对压力为-0.85b a r),大大缩短了机务人员工作时间,同时解决了加热管周围滑油易高温烧焦变质的问题㊂
(2)系统同时保留传统的加热除水功能作为备份,各个功能之间的转换通过电控箱中的转换开关实现㊂正常情况下系统采用真空加热除水方式除水,若真空除水功能出现故障,则通过拨动转换开关至上位加热除水,切换为传统加热除水方式,实现系统除水㊂
(3)采用P L C控制器,实现阀门控制㊁液位控制㊁温度和流量控制,同时实现油液含水量㊁温度㊁流量㊁压力等数据实时监测,使操作人员更直观㊂
参考文献
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[J].机械设计与制造,2005(1):76-77.
[2]董彦斌,刘圣宇,任博.某型飞机发动机油封装置的研
(下转第243页)
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增刊2 席园等:基于抽真空原理的某型发动机油封装置研制
参考文献
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[5]张亚娟,刘寒冰.基于P L C和组态软件的大棚环境检测系
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作者简介:
王 昭(1987-),男,硕士,工程师㊂主要研究方向:飞机及地面保障设备电气控制㊂
邱红军(1982-),男,学士,工程师㊂主要研究方向:飞机改装电气控制㊂
(编辑:沈惺
)
(上接第233页)
制[J].吉林工程技术师范学院学报,2012(10):62-65.
[3]温海涛,谢平.通用型发动机油启封装置的研制[J].液压
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[4]姜晓莲,蔡忠春,董彦斌.某型航空发动机油封装置的设计
[J].液压与气动,2008(9):61-63.
作者简介:
席 园(1988-),男,硕士,工程师㊂主要研究方向:机械设计㊂
周小燕(1972-),女,大专,高级工程师㊂主要研究方向:机械设计㊂
王 炜(1972-),男,大专,高级工程师㊂主要研究方向:电气设计㊂
(编辑:沈惺)
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增刊2 王昭等:基于P L C的教八模型电气控制系统设计。