航空发动机状态监控在试车台滑油系统上的应用研究
航空发动机滑油综合监控方法及应用
航空发动机滑油综合监控方法及应用作者:祁磊郭朝翔来源:《科技创新导报》2013年第10期摘要:传统光谱分析手段在航空发动机磨损类故障定位方面局限性突显。
综合应用光谱监控分析、铁谱监控分析、自动磨粒监控三种技术在航空发动机的磨损类故障检测中具有互补准确的优点。
针对国产新型发动机的综合监控方法和数据库软件的应用能大大提高航空发动机滑油监控的安全性。
关键词:航空发动机滑油综合监控方法优点中图分类号:V233 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)04(a)-00-04滑油监控可以在航空发动机出现重大磨损故障之前有效诊断出部件非正常磨损及可能因磨损失效而导致的潜在故障;对于降低故障损失及事故的发生率具有重要的意义。
我国空军于20世纪80年代开展了发动机滑油光谱监控技术的应用,在对发动机的预防维修上起到了重要作用。
但光谱分析手段只能判断各种金属元素在油样中的浓度,无法判断磨粒的外观形貌和磨损特征,存在无法对发动机磨损类故障进行准确定位的问题。
所以如何将先进的油液监控技术综合应用,并借助计算机信息管理来提高监控和诊断水平是此类技术现阶段发展的重点。
1 传统检测方法的局限性传统原子发射光谱分析技术在我国空军近20年对航空发动机潜在故障的安全监控过程中起到了重要作用。
据统计,自引进光谱分析以来空军成功预报了160余台航空发动机的磨损类故障,避免了因发动机故障隐患而引起的人员伤亡和财产损失。
但近些年来,曾多次出现飞机飞行中报滑油金属屑超标警告,飞行后进行光谱检测得出数据却在正常范围。
进而检查滑油滤发现,其上有大量大颗粒金属磨屑。
最后分解检查发动机发现轴间间隙超标或轴承保持架损坏、棍棒剥落等现象。
这是由于原子光谱仪是通过小颗粒的累积数量来评定磨损状况,突然出现的少量大颗粒并不会立即使颗粒总量超标,但可能是突发性故障的预兆。
另外,原子发射光谱仪主要分析滑油中由擦拭磨损和腐蚀磨损产生的尺寸较小磨屑;对滚动接触的疲劳磨损和严重的切削磨损产物,其检测有效性很差。
航空发动机状态趋势监控方法
航空发动机状态趋势监控方法航空发动机是飞机最重要的组成部分之一,因此对其状态进行监控和维护是航空安全的重要环节。
为了实现航空发动机的状态趋势监控,可以采取以下方法:1. 数据采集:通过传感器和监测设备采集航空发动机的关键参数,包括燃油消耗、温度、转速、压力等,同时还可以采集发动机振动、声音等非实时数据。
2. 数据预处理:对采集的数据进行预处理,包括去除异常值、补充缺失值、数据清洗等步骤,确保数据的准确性和完整性。
3. 特征提取:从原始数据中提取有用的特征,例如平均值、标准差、频谱分布等,以便后续的状态评估和分析。
4. 状态评估:根据历史数据和预期的状态模型,对航空发动机当前的状态进行评估。
可以使用统计学方法、机器学习算法等技术进行状态预测和分类,来判断航空发动机是否处于正常运行状态。
5. 趋势分析:根据状态评估的结果,对航空发动机的状态趋势进行分析。
可以通过对比当前状态和历史状态的差异,推测出可能的故障发生趋势,进而提前采取相应的维修和保养措施。
6. 报警与应对:当航空发动机状态异常或趋势不稳定时,及时发出报警信号,并采取相应的应对措施。
可以通过界面显示、声音报警、通信联动等方式,及时通知飞行员和维护人员,确保航班安全。
7. 数据存储和分析:将采集的数据和分析结果进行存储,并进行后续的数据分析和挖掘。
通过对大量数据的分析和比对,可以发现发动机状态的变化规律和异常模式,为航空发动机的维护和改进提供科学依据。
航空发动机状态趋势监控方法涉及数据采集、数据预处理、特征提取、状态评估、趋势分析、报警与应对以及数据存储和分析等多个环节。
通过科学的数据分析和状态监控,可以及时发现航空发动机的异常状态并采取相应措施,提高航空安全水平。
浅析GTCP131—9A/B型APU试车中低滑油压力故障
浅析GTCP131—9A/B型APU试车中低滑油压力故障成都分公司发动机部对GTCP131-9A/B型APU进行翻修后试车,常遇到滑油系统的故障,文章根据GTCP131-9A/B型APU滑油系统结构及工作原理,结合工作中遇到的滑油系统故障,找到导致故障的原因,提出相应的排故措施,供大家参考。
标签:GTCP131-9A/B型APU;滑油系统功能介绍;故障排除在大、中型飞机和大型直升机上,为了减少对地面(机场)供电设备的依赖,都装有独立的小型动力装置,称为辅助动力装置即APU。
APU的作用是向飞机独立地提供电力和压缩空气,也有少量的APU可以向飞机提供附加推力。
飞机在地面上起飞前,由APU供电来启动主发动机,从而不需依靠地面电、气源车来发动。
在地面时,APU提供电力和压缩空气,保证客舱和驾驶舱内的照明和空调;在飞机起飞时使发动机功率全部用于地面加速和爬升,改善了起飞性能;降落后,仍由APU供应电力照明和空调,让主发动机提早关闭,从而节省了燃油,降低了机场噪声。
通常情况下飞机爬升到一定高度(5000米以下)APU关闭,但在飞行中当主发动机空中停车时,APU可在一定高度(一般为10000米)以下的高空中及時启动,为发动机重新启动提供动力,因此APU成为飞机上一个重要的不可缺少的装置。
在此就APU试车中的滑油系统中的低滑油压力故障作一个简单的探讨和分析。
1 APU滑油系统的组成及简介APU滑油系统由下列部件组成,具体包含的部件有:润滑组件(滑油供油油滤、电机伺服油滤、高滑油温度传感器等)、滑油冷却器、齿轮箱/油泵、低滑油量传感器、磁堵、温度控制活门、低滑油压力电门、油气分离器、管道及相应的指示系统组成。
2 滑油系统的功用(1)润滑:减少摩擦力,减小摩擦损失。
相互运动的零部件表面被一定厚度的油膜所覆盖,金属与金属不直接接触,而是油膜与油膜接触,在相互运动中减小了摩擦和磨损,延长了零部件的使用时间,提高了零部件的可靠性。
试析航空活塞发动机滑油系统故障分析及维护措施
试析航空活塞发动机滑油系统故障分析及维护措施摘要:航空发动机的整体特点在于结构复杂,且零件较多。
在实际运行期间,则会遇到各种类型的故障问题,对于航空安全具有一定的隐患威胁。
为解决航空发动机故障问题,本文以其中活塞发动机滑油系统故障为例展开研究,对现阶段存在的常见故障问题进行分析,并对此提出相应的维护措施建议,以期能够有效解决当前航空活塞发动机滑油系统故障问题,保障其正常运行,提高航空的安全性。
关键词:航空活塞发动机;滑油系统;故障分析;维护措施引言:新经济的发展进步,使航空业亦是呈高速发展的趋势。
其中,航空活塞发动机更是在此背景下提高了使用率,不断地扩大其在航空工的使用范围。
如此一来,航空活塞发动机则需进一步提升其运行质量及效率,以更好的适用并满足航空发展需要。
就现阶段而言,仍有几种故障现象较为常见,包括如滑油的压力、温度、耗量等方面,如若发生故障现象,则会降低发动机的性能及其使用寿命,更是对航空安全造成安全影响。
一、常见航空活塞发动机滑油系统故障类型分析(一)滑油压力过高或过低影响滑油压力高低变化的主要因素体现在外界温度变化、滑油型号的不规范使用等方面。
如若使用与系统不匹配的滑油,一旦气温较低,滑油压力则会发生过高的变化,特别是冬季飞机运行时,更易于出现此类情况,导致滑油泄露、耗损严重等问题,同时还会在一定程度上损坏薄壁结构部件[1]。
因而在应用滑油时,需严格依据型号类型进行使用,以避免因滑油问题造成飞行影响。
此外,压力变化的影响在存在于压力过低的现象,无法有效的进行润滑和冷却处理,从而造成不轴承处过热。
一旦存在滑油压力值过低,则需取消停止运行。
(二)润滑不到位滑油的作用在于通过流动所形成的油膜,对部件进行润滑,保护其表面,使运行期间的压力处于稳定状态,降低因部件磨损造成的系统故障。
如若存在磨损情况,相关人员则需检查滑油压力表,判断是否存在故障问题,并及时对发现了故障进行维修与维护。
与此同时。
航空发动机检测技术的研究与应用
航空发动机检测技术的研究与应用一、概述航空发动机作为飞机最核心的部件之一,其安全可靠性对飞机的正常运营至关重要。
因此,对航空发动机的检测技术的研究和应用也显得十分重要。
本文将从航空发动机检测技术的研究与应用两个方面进行探讨,旨在全面了解航空发动机检测技术的发展现状、存在的问题以及未来的发展趋势。
二、航空发动机检测技术的研究1. 传统的航空发动机检测技术传统的航空发动机检测技术主要是基于经验和观察进行判断的。
例如,通过听、看、摸等方式来检测发动机是否正常工作,这种方式虽然简单易行,但准确率较低,且需要专业技术人员进行判断,操作过程较为繁琐。
2. 现代化的航空发动机检测技术随着科技的不断发展,航空发动机检测技术也得到了极大的进步。
现代化的航空发动机检测技术主要包括以下几个方面:(1)无损检测技术无损检测技术是利用物理学、力学、电子学等学科的理论,通过对发动机进行内、外部的检测,实现对发动机内部结构和零部件状态的非破坏性检测。
这种技术具有准确性高、速度快、操作简单等优点,目前已经成为航空发动机检测的主流技术之一。
(2)光学检测技术光学检测技术是利用光学原理对发动机进行检测的一种技术,主要包括激光光斑技术、红外线检测技术等。
这种技术具有检测速度较快、精度较高、操作简单等优点,同时还可以实现对发动机内部结构的检测。
(3)声波检测技术声波检测技术是利用声波特性对发动机进行检测的一种技术,主要包括超声波检测技术、声发射检测技术等。
这种技术可以实现对发动机内部结构和缺陷的检测,具有速度快、精度高等优点。
(4)热成像检测技术热成像检测技术是利用热成像仪对发动机进行检测的一种技术,主要通过测量发动机表面温度来判断发动机内部结构是否正常。
这种技术具有操作简单、速度快、精度高等优点,可以实现对发动机热量分布的检测。
三、航空发动机检测技术的应用1. 航空发动机日常检测航空发动机日常检测是指在飞机正常运行期间对发动机进行定期检测,以确保发动机的正常工作。
航空发动机燃油与控制系统的研究与展望
图 3 目前和未来的发动机控制系统的联结
未来的发动机不仅有燃油控制、可变几何控制 功能, 还要有防喘控制、推力矢量喷管控制等功能。 同时发动机控 制系统要与发动机状态 监视系统综 合, 还要与飞控系统、火控系统综合。FADEC 系统 可以使发动机 在全包线范围内实现不 同的控制模 式、实施复杂的控制计划, 探索自适应控制、性能寻 优控制等各种先进的控制规律和算法, 同时也将大 大加快发动机综合控制系统的发展[ 6~ 13] 。
目前多数发动机喷管控制系统采用燃油作为工作介质喷管油源泵多选用高压柱塞泵31发动机的喷管油源泵最大出口压力为22mpa最大流量为3600l并且已研制出在泵质量5kg不变情况下流量提高到4800l首翻期由300h提高到1000h的喷管油源喷管控制系统的研究随着飞机和发动机性能的不断提高使得对发动机尾喷管的控制日趋复杂已由控制简单的收敛喷管发展到控制收扩喷管的喉道面积和扩散段面积只控制喷管面积发展到既控制喷管面积又控制喷管的转向俯仰喷管的上下摆动和轴对称喷管的360b的转向控制2003年第29机控制系统的高度综合来实现此时发动机喷管控个自由度的控制
4 喷管控制系统日趋复杂
411 喷管油源泵的研究 发动机尾喷管控制通常选用液压油、滑油或燃
油作为工作介质。由于液压油和滑油的黏度大、润 滑性能好, 因此容易泵压到较高的压力水平, 以驱动 高气动负荷的尾喷管。液压油源通常借用飞机液压 系统的液压油, 这种方案的好处是发动机无需设立 独立的油源系统, 缺点是由于发动机与飞机共用液 压油源, 会对飞机操纵系统的动态特性产生不利影 响和污染飞机的液压系统。英国斯贝发动机尾喷管 采用独立的滑油系统, 能够较好地完成喷管的控制 任务。但是由于增加了油源系统( 油箱、油泵、油滤 等) , 使系统和结构更加复杂。目前多数发动机喷管 控制系统采用燃油作为工作介质, 喷管油源泵多选 用高压柱塞泵, 如 - 31发动机的喷管油源泵 最大出口压力为 22M Pa, 最大流量为 3600L / h, 并且 已研制出在泵质量( 8. 5kg ) 不变情况下, 流量提高到 4800L / h, 首翻期由 300h 提高到 1000h 的喷管油源 泵。 4. 2 喷管控制系统的研究
滑油监控技术在航空发动机的运用
滑油监控技术在航空发动机的运用摘要:本文通过对滑油监控技术进行介绍,分析了滑油系统受污染原因及引起的危害性,将其综合应用于某型航空发动机故障诊断分析中,解决了附件机匣传动齿轮轴承保持架断裂脱落引起的滑油系统异常警报问题,消除故障隐患,有效保障飞行安全,具有重大的社会和经济效益。
关键词:航空发动机;滑油诊断;故障监测滑油系统是航空发动机的重要系统之一,主要给发动机齿轮、轴承等机械旋转件提供充足的滑油进行润滑和冷却。
如果滑油系统供油不充分,喷油嘴堵塞等故障导致齿轮、轴承等旋转件得不到充分的润滑,那么就可能产生机械磨损、点蚀、剥落、胶合等故障,金属磨屑随着滑油进行循环,又会进一步对发动机旋转件产生伤害,磨损严重时会导致抱轴,造成发动机停车。
为消除故障隐患,对滑油系统进行监控检查,保证发动机旋转件健康运行。
滑油系统监控分两种,一种是在线监控,如磁塞探测器的检查;一种是离线检测,即采样工作后的滑油进行光谱分析和铁谱分析,对滑油中金属成分、含量和磨粒尺寸等参数进行监控,根据数据定位故障部位,评估受损程度,随之制定合理的维修方案,有效提高航空发动机可靠性。
下面介绍滑油监控技术及在航空发动机上的应用情况。
1滑油监控技术利用系统中滑油具有循环使用这一特点,通过分析被检测航空发动机滑油中携带零件结构疲劳破裂产生的磨屑数量、成分,可以直观反映发动机内部机件的工作状况、接触表面的损伤情况,为转子轴承、齿轮等重要零部件的故障监控和技术诊断提供有力依据。
从而使对发动机部件的使用寿命和可靠性分析评估更加准确,使维修方案更有针对性、更加有效。
1.1磁塞检测法。
磁塞又称磁性金属屑探测器,安装在回油路的不同部位,其内部永磁铁和滤网可以吸附油路中机件工作磨损脱落下的铁磁性金属屑。
一般在发动机停车后维护前取出磁性探针进行检查,观察探针上金属屑颗粒大小、数量、色泽、形态,判断发动机内部机件是否出现过度磨损、疲劳损伤问题,并立即采取相应的维修手段,因此初步预测发动机内部故障发生情况。
航空发动机滑油系统的现状与发展
航空发动机滑油系统的现状与发展摘要:滑油系统是保证航空发动机机械传动系统正常工作必不可少的部分,随着中国航空发动机技术的发展进步,滑油系统的研究也不断深入,在元部件设计、子系统设计、系统整合和健康监视方面的自行研制上都有了长足的进步。
本文对发动机滑油系统的现状进行了分类,并阐述了未来先进滑油系统的发展方向。
关键词:滑油系统;在线监视;健康管理;航空发动机Keywords:oilsystem;on-linemonitoring;healthmanagement;aeroengine航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械,其条件十分苛刻,需要经受高转速、高温、高压的考验。
由于轴承转速高,并处于发动机中心,结构紧凑,润滑与隔热、散热条件较差,出现滑转、磨损、积炭和支承座裂纹等故障的几率较高,需要滑油系统润滑和冷却航空发动机各承力和传动部件,所以滑油系统的性能和工作的可靠性直接关系到发动机的工作性能和可靠性[1]。
长期以来我国航空发动机相关领域的研究主要偏重压气机、燃烧室、涡轮这三大部件,忽视了对滑油系统的研究工作,导致发动机滑油系统的设计难以满足现代高性能航空发动机的需要,已成为限制高性能发动机研制与发展的瓶颈。
近年来,随着中国航空发动机方面的发展,中国学者对滑油系统的研究也越来越深入,从元部件的设计[2]、子系统设计、系统整合和在线监视等方面进行了深入研究,滑油系统的研制得到了长足的发展。
1滑油系统的研究现状1.1对元部件的研究1.1.1供/回油泵主要功能为发动机轴承和传动部分润滑油的输送和抽回,一般为容积式齿轮泵,目前常采用的为外啮合齿轮泵或内啮合转子泵。
一般的研究方法为理论分析及CFD数值计算,通过已知供、回油系统边界条件来计算泵的性能,主要着眼的问题为齿轮泵的汽蚀现象和高空性能等。
1.1.2燃滑油散热器主要功能是冷却滑油,使滑油温度保持在正常范围,同时加热燃油。
目前普遍采用管壳式散热器。
一般的换热性能计算方法有效率-传热单元法、平均温差法、温差换热量性能曲线簇法和基于实验数据的改进方法等。
航空发动机燃油与控制系统的研究与展望
航空发动机燃油与控制系统的研究与展望摘要:随着我国航空航天的不断进步,航空发动机技术的发展也不断的提高,燃油和控制系统由原来的简单系统发展到现在的复杂技术, 由原来的液压机械操作发展到现在由全权限数字电子控制(FADEC)进行操作。
原有的军用航空发动机中燃油和控制系统的特点是多变几何控制能力,而现在的FADEC技术将发动机的故障诊断和监视系统归入到发动机的控制系统中。
在航空航天发展速度较快的今天,防喘控制也受到航天专家的重视。
因此,本文将对航空发动机燃油和控制系统的发展进行阐释,为我国的航空航天发展提供理论依据。
关键词:航空发动机燃油与控制系统的研究与展望前言:在航空发动机研制过程中,要经过大量整机试验和科研试飞才能最终确定燃油与控制系统的性能、可靠性和操纵性。
在整机试验和科研试飞中,台面仪表仅显示了发动机状态和告警参数,几乎没有监控显示燃油与控制系统的相关参数。
如果不对燃油与控制系统进行测试改装,在整机试验和科研试飞中则无法预估燃油与控制系统的安全可靠性,也不利于燃油与控制系统的故障排查。
为了降低整机试验和科研试飞的风险,必须加强燃油与控制系统的全面监控,保障试验安全可靠的进行。
一、燃油与控制系统组成燃油与控制系统主要由离心式增压泵、低压燃油滤、燃油调节器、电子控制器、燃滑油散热器、超转放油阀、各类传感器及电缆等附件组成。
航空发动机燃油能在较宽的温度范围内正常供油。
一般要求的外界气温范围为-60 一60℃。
当气温过低时,可能导致燃油滤网上处于悬浮状的水分结冰,而沉积在燃油滤网上将其堵塞,使进入发动机的燃油减少,致使发动机停车现象;当气温过高时,燃油在高温之下也会分解成焦炭,堵塞油路,影响燃油系统正常供油。
要求在设计上减少燃油管道外露,采取余度设计,以保证在某些附件损坏后仍能保持燃油系统正常输油;采取吸油式燃油输油泵以及坠毁自封措施,防止坠毁时燃油外泄起火。
要求燃油系统在发动机处于各种状态都能通过喷嘴或甩油盘在燃烧室中使燃油均匀雾化。
(论文)民航发动机控制系统故障在线监测方法研究
毕业设计题目民航发动机控制系统故障在线监测方法研究学生姓名学号学院专业班级指导教师民航发动机控制系统故障在线监测方法研究摘要航空发动机控制系统是航空发动机的安全关键系统,保证了航空发动机在各种可能的条件下安全可靠地工作,为了保持可靠性,需要对其进行在线监测并且隔离出故障。
异常监测算法的研究能为维修人员提供直接有效的信息,能有效保障安全和降低维修成本。
本文以CFM56-7B控制系统为研究对象,针对最可能发生故障的传感器部分开展了方法研究,提出了基于多元状态估计和极限学习机的传感器信号在线监测方法,利用译码得到的QAR数据进行了验证。
通过对正常航班的训练得到模型,然后对正常测试数据进行了故障模拟,并对残差进行了序贯概率比检验,最后开发了MATLAB GUI交互界面,该图形界面整合了数据的训练和测试、故障模拟及残差检验。
关键词:CFM56-7B,QAR数据,传感器,多元状态估计,极限学习机目录摘要 (ⅰ)Abstract (ⅱ)第一章绪论 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3论文主要内容 (3)第二章CFM56-7B航空发动机控制系统 (5)2.1CFM56-7B航空发动机控制原理 (5)2.2CFM56-7B航空发动机控制系统组成 (6)2.2.1 电子控制器EEC (7)2.2.2敏感元件传感器 (7)2.2.3放大元件和执行机构 (14)2.3CFM56-7B航空发动机控制系统主要故障 (15)第三章航空发动机控制系统传感器故障检测算法研究 (16)3.1多元状态估计(MSET) (16)3.1.1MSET基本原理 (16)3.1.2在线异常检测步骤 (17)3.2极限学习机(ELM) (18)3.3基于序贯概率比(SPRT)的异常检测 (20)3.3.1序贯概率比 (20)3.3.2残差检验的一般步骤 (21)第四章MSET和ELM在CFM56-7B控制系统传感器上的故障监测 (23)4.1QAR数据 (23)4.2基于MSET的全航班多飞行阶段的传感器故障监测 (23)4.2.1数据的预处理 (23)4.2.1实例检测 (25)4.2.3CFM56-7B传感器故障模拟及在线监测 (32)4.3基于ELM的传感器故障监测 (36)4.3.1数据的训练及人工神经网络的建立 (36)4.3.2CFM56-7B传感器故障模拟及监测 (38)4.4两种监测方法的比较 (40)4.5CFM56-7B传感器在线监测人机交互GUI界面的设计 (42)第五章总结与展望 (45)5.1 总结 (45)5.1 展望 (45)参考文献 (46)致谢 (48)第一章绪论1.1 研究背景及意义我国民航业正进入高速发展的新时期,中国作为一个航空大国,其航空安全关系到我国的整个航空工业体系和经济的发展。
航空活塞发动机试车台设计及测试系统开发的开题报告
航空活塞发动机试车台设计及测试系统开发的开题报告一、选题背景及意义随着现代交通和经济的发展,航空发动机的研发已经成为了各国国防工业和航空工业重要的一环。
而发动机的试验与测试技术是评估发动机性能和可靠性的重要手段,因此必须建立完善的航空发动机试验台和测试系统。
航空发动机试车台是航空发动机研发过程中不可或缺的一部分,在研发和组装后进行试运行,以确保发动机性能和安全性。
试车台是一个集机械、电气、液压、航空燃油等多种复杂技术于一体的综合系统,因此设计与开发试车台并不容易。
二、研究目标、内容及研究方法研究目标:针对航空发动机研发过程中的试验与测试技术,设计与开发一套稳定、快速的航空发动机试车台和测试系统。
研究内容:1.对试车台系统进行需求分析和设计,包括机械结构、电气控制、液压控制和燃油控制等部分的设计和构建。
2.开发测试软件平台,实现试车台和测试系统的自动化控制和监测。
3.进行试车台的模拟和调试,确保试车台的稳定性和可靠性。
4.进行实际的总体性能和故障诊断试验。
研究方法:采用软硬件相结合的方式,利用计算机辅助设计和仿真技术来进行试车台设计,同时结合现场试验来进行测试系统开发和平台搭建。
三、研究现状及进展目前,航空发动机试车台和测试系统已成为发达国家航空工业的重要组成部分,主要集中在CFM56、V2500、RB211、GE90等航空发动机的研发和应用。
但是,国内相关技术水平与国际先进水平存在一定差距,仍然需要进一步的发展和完善。
针对航空发动机试车台的设计和测试系统开发,国内已有一定的进展和研究,主要有以下几个方面:1.基于MATLAB/Simulink的航空发动机试车台模拟软件开发。
2.基于实时操作系统的机电液一体化航空发动机试车台控制系统设计与开发。
3.智能化航空发动机测试系统的研发和应用。
虽然已有相关研究和应用,但国内仍存在一些问题,如缺乏统一的试验标准和规范、测试过程的不自动化、测试数据的处理不精准等。
航空发动机的滑油系统故障诊断专家系统研究
航空发动机的滑油系统故障诊断专家系统研究航空发动机的滑油系统故障诊断专家系统研究摘要:航空发动机的健康状况直接影响飞行的安全性,然而在飞机发动机故障中,滑油系统故障又占相当大的比例,因此本文从滑油系统故障的分析入手,对诊断专家系统总体框架、知识库的建立、推理决策进行了归纳分析,利用BP神经网络推理,初步实现了的诊断专家系统在航空发动机滑油系统故障诊断中的应用。
关键词:滑油系统;故障诊断;专家系统;BP神经网络1前言发动机在工作过程中,滑油系统的工作状况不仅影响发动机的工作性能和寿命,而且由于滑油系统故障导致飞行事故也屡见不鲜,因此对滑油系统的故障诊断是极其重要的。
因此提高发动机的滑油系统的可靠性与安全性是提高飞机可靠性与安全性的重中之重,研究和应用发动机滑油系统故障诊断专家系统的主要系统的主要目的是改进滑油系统的维护的快速性、可靠性和经济性,进而提高飞机的可靠性。
随着多种新型号发动机进入现役,对维修工作的要求越来越高,必须保证及时准确。
但目前国内维修人员针对航空发动机滑油系统故障不能及时分析其原因,因而无法及时修理。
针对这种情况,特提出诊断专家系统在航空发动机滑油系统故障诊断的应用,直接意义在于可迅速准确的确定故障部位及故障严重程度,有利于确定飞行安全以及减少投入维修的人员物力,缩短飞机地停飞时间,提高飞机的出勤率。
它是实现从经验性的“以预防为主的”维修转向以“以可靠性中心”的维修的重要技术,同时又是从单纯的定时维修方式转向定时维修、视情维修和状态维修方式结合的必要手段。
本文以滑油系统的故障为对象,研究诊断专家系统的总体框架、基本组成和应用。
2滑油系统的故障分析滑油系统的常见故障有:2.1滑油消耗量过大滑油消耗量过大是指发动机滑油消耗量超过规定值。
主要由于涨圈、篦齿在工作过程中磨损使挡油能力降低,螺栓、管路接头松动渗油,因转子不平衡引起的封严失效等造成。
2.2滑油压力不正常滑油压力不正常主要表现为压力偏高、偏低和压力脉动。
基于VBA的航空发动机滑油光谱分析数据管理研究
基于VBA的航空发动机滑油光谱分析数据管理研究【摘要】航空发动机滑油光谱分析是发动机维护和故障诊断的重要手段之一。
本文采用VBA编程语言对航空发动机滑油光谱分析数据进行管理,实现了数据采集、数据预处理、滑油元素分类和数据分析等功能,判断发动机当前健康状态以及健康状态趋势,以提高发动机的性能和可靠性,同时降低维护和管理成本。
【关键词】VBA;航空发动机;滑油光谱分析1引言随着航空运输的快速发展,航空发动机的安全性和可靠性越来越受到重视。
航空发动机的故障不仅会造成经济损失,还会对乘客的生命安全造成威胁,而滑油系统直接影响航空发动机的健康状况。
因此对航空发动机进行滑油系统监测和趋势分析是航空运输的重要任务之一。
2研究的目的和意义航空发动机滑油光谱分析是一种常用的健康状态监测和故障诊断技术。
它通过对滑油中的金属元素和滑油成分进行分析,判断发动机的健康状况。
然而,由于航空发动机型号和滑油采样时机的差异,以及分析方法的不同,滑油光谱分析数据的处理和管理一直是一个难题。
本文通过使用VBA编程语言对航空发动机滑油光谱分析数据进行管理,实现了自动化处理、数据清洗和预处理、分类和特征提取、数据可视化等功能。
本文的研究结果表明,通过对历次分析数据进行管理,可以有效判断发动机的健康状况,为发动机维护和故障诊断提供科学和可靠的手段。
3方法和实验设计3.1数据采集数据采集是本研究的重要步骤。
本文所使用我司历年来的滑油光谱分析作为输入数据,保证数据的有效性和可靠性,数据包括飞机型号、飞机架次、发动机型号、发动机编号、采样时间、发动机寿命、滑油类型、元素浓度等信息。
3.2数据预处理数据预处理是数据分析的重要步骤。
在本研究中,通过VBA编程语言实现数据自动化处理,避免人工处理的遗漏和失误。
首先对数据进行清洗,去除不必要的信息和错误的数据。
例如,去除采样时间和分析时间不一致的数据,去除异常值和错误值等。
清洗操作可以保证数据的质量和准确性。
浅谈航空发动机试车台测控系统的发展
浅谈航空发动机试车台测控系统的发展摘要:试车台是航空发动机研发过程中重要试验数据的来源,更是一台合格发动机出厂前的最后一道工序,试车台是否可靠直接影响着某型发动机是否研制成功,乃至能否出厂投入使用。
而一套可靠的试车台测控系统是试车台能稳定工作的核心,本文主要就试车台测试与控制系统进行介绍。
关键词:试车台;航空发动机;测控系统航空发动机作为一架飞机的核心,是我国科技、工业实力的重要体现。
而航空发动机试车台是发动机研发、生产过程中必不可少的设备,一套先进、合格的试车台,能极大地提高航空发动机的研发效率,能为发动机试车过程中提供准确、有效的试验数据,这就对试车台的测控系统提出了极高的要求。
1试车台测控系统的发展我国传统试车台测控系统通常采用按钮或旋钮等机械结构来实现发动机及工艺设备的控制,同时通过模拟仪表来实现发动机工作状态的显示,通过观察窗来实时观测发动机工作情况,现场工作人员通过人工纸质记录发动机工作参数,传统试车台有着可靠性高、成本低等优点,但随着自动化测试技术的不断发展,这种工作模式已经越来难以满足现代化科研、生产的需求,发动机工作时需观测的数据种类多,需要大量的仪表来显示参数,这样一来无疑大大增加了试车台建设的难度,不仅增加了试车人员的工作量,而且难以保证数据的准确性。
现代试车台大多采用高精度数据采集系统,可实时采集、记录发动机工作参数,并集成数据分析系统,自动生成发动机性能数据,可对试车过程进行回放以及分析;同时采用以PLC可编程控制系统为核心的人机交互界面,以实现发动机工作状态以及工艺系统的控制,简化了试车台的结构,使得试车台的可维护性、可靠性都有了极大地提升;高清摄像头以及云台控制系统,实现了对发动机工作过程以及工艺系统的实时监测,2试车台测控系统的构成试车台测控系统分为测试系统和控制系统,测试系统需实时采集发动机运转过程中瞬态及稳态过程中的数据,同时配置高清摄像及云台控制系统,能实时监控试车台、发动机、工艺系统的工作状态;控制系统主要完成发动机工作状态的控制、试车台工艺系统的控制、发动机报警状态的监控,要求操作精确,无失误,发出的控制信号能及时传递给发动机及工艺系统并反馈给试车台测试系统。
航空发动机滑油系统的现状及未来发展
航空发动机滑油系统的现状及未来发展李国权【摘要】The oil system is an important component of aeroengine mechanical system.With the development of aeroengine technology in China,the design principle,heat analysis,components,oil and system examination of oil system can be self-designed independent of copied.The classified description of the development situation of oil system was conducted,and the future development was summarized for aeroengine oil system.%滑油系统是航空发动机机械系统的重要组成部分。
随着中国航空发动机的发展,对其滑油系统的研究逐步深入,在系统的设计原理、系统热分析、系统组成部件、润滑油、系统检测等几个方面正在从仿制走向自行研制的道路。
对发动机滑油系统的发展现状进行了分类描述,总结了未来发动机研制滑油系统的发展方向。
【期刊名称】《航空发动机》【年(卷),期】2011(037)006【总页数】5页(P49-52,62)【关键词】滑油系统;润滑油;状态监测;航空发动机【作者】李国权【作者单位】中航工业沈阳发动机设计研究所,沈阳110015【正文语种】中文【中图分类】V23航空发动机转子需轴承支撑,发动机功率的提取靠机械传动来实现。
滑油系统为发动机轴承、齿轮等提供滑油,以减少摩擦与磨损,并带走其所产生的热量,是航空发动机机械系统的重要组成部分,决定发动机能否安全且可靠地工作。
中国航空发动机滑油系统早期主要是仿制苏制发动机的。
航空发动机滑油综合监控方法及应用
航空发动机滑油综合监控方法及应用摘要:传统光谱分析手段在航空发动机磨损类故障定位方面局限性突显。
综合应用光谱监控分析、铁谱监控分析、自动磨粒监控三种技术在航空发动机的磨损类故障检测中具有互补准确的优点。
针对国产新型发动机的综合监控方法和数据库软件的应用能大大提高航空发动机滑油监控的安全性。
关键词:航空发动机滑油综合监控方法优点Abstract:The traditional spectral analysis method have limit highlight in aeroengine wear fault location.Analysis on comprehensive application of spectrum monitoring,ferrography monitoring analysis and automatic grinding monitoring,these three kinds of technology have complementary accurate merits in the wear fault detection of aeroengine.For the application of domestic new engine integrated monitoring method and database software can greatly increase the safty monitoring of aeroengine lubricating oil.Key words:aircraft engine The method of lubricating oil synthesizd monitoring滑油监控可以在航空发动机出现重大磨损故障之前有效诊断出部件非正常磨损及可能因磨损失效而导致的潜在故障;对于降低故障损失及事故的发生率具有重要的意义。
莱康明航空活塞式发动机台架试车滑油压力低故障浅析
( 8 ) 调 压 活 门 内部 有 赃 物 。 该 故 障 是
发 动 机 滑 油压 力 低 的主 要 故 障 , 大概 占9 0 %
活门的末端有一个调节弹簧长度的螺帽 ,
动机 的最 大 用户。 莱 康 明活 塞发 动 机 每 使 用 往 顺 时 针 方 向拧 螺 帽 , 便 是往 外顶 弹 簧 , 施 以 上 。 调 压 活 门钢 球 表 面 与 主 油 路 上 的 钢 2 0 0 0 飞行 小 时 就 需 要 返 厂大 修 , 修 后 必 须 加 在 钢 球 上 的力 增 大 , 滑 油压 力 增 大 。 往 反 球 孔 贴 是紧 密 贴合 的 , 如 果它 们 两者 之 间有 经试 车 台 台 架 试 车 检 验 性 能 合 格 后才 能继 时 针 方 向拧 螺 帽 , 则 减 小施 加 在 钢 球 上 的 赃 物 或 者 异 物 的 话 , 就会 破 坏 这 种 平 衡 , 导
美 国 莱 康 明公 司 生 产 的 莱 康 明活 塞 发 主 油路 相 连 , 调压 活 门也 位于 机 匣右 侧的 主
的 话极 有 可 能 就 是 发动 机 内部 的油 路 堵 头
动 机 广 泛 用于 轻 型 飞 机 上 , 在 航 空 活 塞 式 油 路 上 , 便 于 随 时 调 节 滑 油 压 力。 凋压活 门 掉 落或者发动 机内部裂纹 , 使 滑 油 无 法 正 发 动机 飞机 中占有 较 大 的 市场 份 额 , 我 国的 是 发 动 机 外 部 唯一 的滑 油 压 力调 节 装 置 , 常的 在 发动 机 内部 循 环 , 直 接 回到收 油 池 。 活 塞 式飞 机 所使 用的 绝 大 部 分 是 莱 康 明活 它 是 由钢 球 、 弹簧、 调压活门腔体构成 。 钢 还 有一 种 内 漏 的 情 况 是 滑 油 泵 齿 轮 的齿 顶 塞 发动 机 , 大 约 有5 O O 台左 右 。 我 院 有初 、 中 球 光滑 的表 面 与 主 油 路上 的钢 球孔 紧密 贴 与滑 油 泵体 的 间隙过 大 , 导 致 滑 油泵 泵 油 不 教训 练飞 机2 0 0 余架 , 均 是 装用美 国莱 康明公 合 , 弹 簧 装 在调 压 活 门 腔 体 内 , 弹簧 顶 住 钢 足 , 滑 油 压 力降 低 。 司的 直 接 吸气 水平 对置 式 活塞 发动 机 , 现 有 球 , 使 钢 球 紧 紧地 压 在 主 油路 孔 上 。 在调 压
航空发动机健康监测系统研究
航空发动机健康监测系统研究航空发动机是飞机的“心脏”,对飞行安全起着至关重要的作用。
但发动机在使用过程中可能会面临各种问题,如果不能及时发现并解决,会对飞行安全造成极大威胁。
因此,发动机健康监测系统的研究就显得尤为重要。
一、航空发动机健康监测系统的意义航空发动机健康监测系统是指通过对发动机状态、性能和健康状况的实时监测和诊断,及时发现、预测和评估发动机运行中存在的问题,从而实现对发动机的全生命周期管理。
它的意义在于:1.提高飞行安全性通过实时监测和诊断,可以及时发现故障,尽早解决问题,大大减少事故发生的可能性,提高飞行安全性。
2.延长发动机使用寿命发动机在运行过程中会受到各种因素的损伤,如疲劳、腐蚀、热胀冷缩等。
如果及时发现并采取相应的措施,可以延长发动机的使用寿命,降低维修成本。
3.提高维修效率传统的维修方式主要是按照时间和使用里程数进行维修,这种方式会造成浪费和不必要的损失。
而通过健康监测系统,可以对发动机的各项参数进行实时监测,及时发现异常,提高维修效率,减少维修时间和成本。
二、航空发动机健康监测系统的技术航空发动机健康监测系统技术主要包含以下几个方面:1.传感器技术传感器是健康监测系统的核心技术,可以实时监测发动机的各项参数,如振动、温度、压力、流量等。
这种技术不仅要求传感器的灵敏度和准确性高,还要具备一定的耐用性和抗干扰能力。
2.信号处理技术传感器采集到的原始数据往往是“乱的”,需要进行数字信号处理,提取有用的信息,如频谱分析、滤波、降噪等。
这种技术需要有高效的算法和可靠的软件支持。
3.数据处理技术航空发动机健康监测系统采集到的数据量很大,需要进行高效的数据处理和管理。
需要采用大数据技术、云计算技术和人工智能技术等,通过数据挖掘和分析,实现对发动机状态、性能和健康状况的全面监测和评估。
三、发动机健康监测系统在实际应用中的案例航空发动机健康监测系统已经在实际应用中得到了广泛的使用。
下面介绍几个典型案例。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
航空发动机状态监控在试车台滑油系统上的应用研究
作者:任忠朝
来源:《科技创新导报》2012年第10期
摘要:本文主要通过对航空发动机滑油系统的工作原理和常见的滑油系统故障的分析,以某型航空发动机为例,初步探讨状态监视系统在航空发动机试车台上的应用。
关键词:状态监视航空发动机试车台滑油系统
中图分类号:V23 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)04(a)-0081-01
航空发动机是飞机的心脏,其结构复杂,工作条件苛刻,同时受到各种外部因素的干扰。
飞机发动机故障监控系统的设计就是为了保障及时有效的监控发动机性能和可靠性状态,诊断故障。
通过监控来调整发动机性能,分析故障,最终达到提高发动机使用质量的目的。
目前在国际上已经具有很多成熟的飞机发动机故障诊断的专家系统,如XMAN和JET-X等等。
但在航空发动机试车台上应用状态监视系统却仍然较为少见。
发动机在工作过程中,滑油系统的工作状况不仅影响发动机的工作性能和寿命,而且滑油系统故障可以导致严重的飞行事故也屡见不鲜。
本文主要以某型航空发动机为例,探讨状态监视系统在试车台滑油系统上的应用,分别从航空发动机滑油系统的工作原理,常见的滑油系统故障原因分析,试车台滑油系统状态监视系统的建立等三个方面进行探讨。
1 航空发动机滑油系统工作原理
滑油系统是保证航空发动机正常工作的一个重要组成部分,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滑油,如转子轴承、齿轮、封严装置。
滑油系统中的滑油具有循环使用的特点,因此在滑油油路中会携带大量发动机运动状态的信息,如磨损物的数量、形状、粒度成分等,它在一定程度上反映了发动机内部可能存在的故障隐患,如润滑油系统本身故障(管路阻塞、滑油泵卡滞、封严装置失效)和发动机杂音、振动、抱轴等故障。
这些信息为监控与技术诊断提供了良好的条件。
2 航空发动机滑油系统常见故障
对于航空发动机滑油系统来说,主要常见故障主要有以下几种。
2.1 滑油消耗量过大
滑油消耗量过大是指发动机滑油消耗量超过规定值。
主要由于涨圈、篦齿在工作过程中磨损使密封能力降低,螺栓、管路接头松动渗油,或因转子不平衡引起的封严失效等造成。
2.2 滑油压力不正常
滑油压力不正常主要表现为压力偏高、偏低和压力脉动。
引起滑油压力不正常的因素有滑油油路活门卡死、油滤堵塞、滑油泄漏管路破裂、释压活门或滑油泵出现故障等。
2.3 滑油温度过高
滑油温度过高,会使滑油粘度降低,润滑效果变差,最终导致齿轮和轴承磨损加快、滑油泵效率降低、滑油喷嘴局部堵塞。
引起滑油温度过高的主要原因是滑油冷却器效率降低所致。
2.4 金属屑增多
由于摩擦件表面的润滑效果降低,导致摩擦件表面金属磨损脱落,致使滑油中金属屑增多,是发动机故障的主要先兆。
2.5 滑油量增多
滑油量增多主要是由于燃油/滑油热交换器内燃油管道磨损,使燃油进入滑油系统,使滑油的润滑效果降低。
3 试车台滑油监视系统设计
通过与滑油有关的信息,监视滑油本身的理化性能以及发动机中所有接触滑油的零部件的健康状况,并诊断它们的故障。
监控系统的主要功能:
(1)利用滑油压力、温度、消耗量等监测参数,监视滑油系统的工作状况,以保证发动机正常润滑;
(2)通过分析滑油中屑末的含量、成分、形状、尺寸等,监视发动机润滑零部件的磨损状况和故障特征;
(3)对滑油系统的工作情况进行趋势分析和状态监控。
以某型涡轴发动机的滑油系统为例,其发动机为外置供回油系统,根据其工作特点和试车测试要求,在试车台滑油状态监视系统设计中,可以设立4个子系统
3.1 滑油消耗量测量系统
消耗量测量方式主要三种:电子秤称重法、滑油箱滑油液面标尺刻度读取法、累计流量测量法。
目前车台状态监视系统可采用计算机辅助试验系统进行发动机监控数据处理,为满足数据自动采集的需要车台滑油消耗量测量均采用电子秤称重法。
其主要优点:测量精度高、可实现实时在线监控。
并在系统软件中设置发动机滑油消耗量上限报警装置,提供滑油消耗量过高及滑油泄漏的信息。
3.2 滑油参数在线监视系统
主要监视参数:滑油压力、滑油温度、滑油量和滑油消耗量以及滑油滤堵塞指示(压差)。
(1)滑油压力:在压力范围内设置发动机滑油压力范围。
当超上限时,可能是由于滑油喷嘴堵塞、油滤堵塞或调压器工作不正常等原因;当压力超下限时,可能由于接口泄漏、油管破裂、油泵故障、油面太低、调压活门工作不正常等原因。
(2)滑油温度:高的滑油温度同其它滑油系统监视参数一起,可指出发动机子系统的故障。
(3)滑油滤堵塞指示: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。
主要采取超限告警和趋势分析的监视方法
3.3 滑油分析试验系统
滑油分析试验系统是独立于试车台的,它应具有专门的场所和设备,并配置专业人员对采样的滑油进行理化分析。
在实验室内利用专门仪器对滑油进行理化性能分析;监测滑油的黏度、闪点、总酸值以及滑油的氧化性等等。
通过对滑油理化性能的监视可以提供关于滑油状态以及某些发动机工作异常的信息。
影响滑油理化性能降低的速率和程度的因素有通气、温度、滑油消耗量、滑油系统的容量和滑油的成分,最后确定滑油的可使用性。
3.4 金属屑监控系统
主要采用在发动机滑油油路中安装磁性堵头和油滤进行金属屑的收集。
滑油屑末监视可提供很重要的发动机故障信息,它是滑油监视的主要手段之一。
发动机滑油屑末监视的最主要任务就是及时发现相对运动机件表面产生的磨损屑末,判断摩擦件的健康状况并避免造成严重的发动机二次损伤。
评定屑末状况的参数有屑末含量、产生的速率、材质、形状、尺寸、颜色等。
不同类型发动机对金属屑分析处理有所不同.主要有两类:一类是观察法:此方法不但要观察金属颗粒大小、数量及色泽,而且还要注意金属屑数量增加与否;另一类是光谱分析法:就是对滑油样品燃烧
时产生的光谱进行测定,用光谱的频率和强度确定被检测元素的材质和含量。
同时可以对检测到的金属元素的浓度和增长趋势,进行超限检查和趋势分析。
4 结语
通过在航空发动机试车台中建立完善的航空发动机滑油供回油系统、测量系统、滑油消耗量测量系统和建立专业的滑油理化分析试验室。
可以对试车过程中滑油金属颗粒大小、形状、色泽和含量进行评估,基本上可以对发动机内部机件工作状态和发动机完好程度进行监控,准确判断发动机故障部位。
这样不但能缩短发动机试车时间,节约试车成本,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。
参考文献
[1] 范作民,孙春林,白杰.航空发动机故障诊断导论.科学出版社.
[2] 郑波,朱新宇.航空发动机故障诊断技术研究.中国民航飞行学院航空工程学院.
[3] 陈卫,程礼物,李全通,高星伟.航空发动机监控技术.国防工业出版社.。