发动机状态监控
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第二十二章 发动机状态监控
1
第22章 发动机状态监控
• 22.1 监控系统的组成 • 22.2 监控参数的选择 • 22.3 发动机的性能监控
2
第22章 发动机状态监控
• 发动机状态监控是通过从检测发动机的气 动热力参数和机械性能参数中提取出的信 息实现对发动机状态的识别，寻找发动机 的故障，指出故障的原因，部位，程度和 趋势，编制出相应的检查和维修计划的综 合技术系统。是实现视情维修的关键技术 和必要手段。
升，也可能下降，正因为这样，N2对于判断故障的 存在和故障的识别非常有用。
– 例如，高压压气机叶片故障使N2上升， – 而高压涡轮叶片故障使N2下降。 – 随着高压压气机流通能力的下降，N2不断地增加; – 随着涡轮喷嘴环面积的增加，N2不断地增加。
12
航空发动机的监控参数分为
• 机械性能参数
– 机械性能参数属于二次信息，主要有
损坏。
14
航空发动机的监控参数分为
• OP
– 滑油压力的变化可以描述滑油系统中油滤堵塞， – 滑油箱出口有外来物， – 调压活门有故障 – 滑油泵有故障， – 滑油压力指示系统有故障。
15
航空发动机的监控参数分为
• OT
– 滑油温度变高表示出滑油温度指示系统有故障， – 滑油量过少， – 滑油散热器有故障， – 指示轴承或轴承腔有故障， – 齿轮箱的故障。
16
22.3 发动机的性能监控
• 发动机状态监控的几个主要环节是:
– 飞行数据的采集； – 数据处理； – 飞行数据的有效性检查； – 监控参数的换算； – 发动机的基线方程； – 监控数据的偏差 – 发动机状态的趋势分析等。
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航空发动机的性能监控
• 监控数据的采集
– 对发动机的技术状态进行有效监控和诊断的第 一个重要而又关键的问题是准确快速地采集监 控所需的数据。 可以这样说，只有有了高质量 的原始数据，才有可信的趋势分析结果。因此 在航空发动机监控技术中第一个重要的就是要 记录高质量的原始数据。
• 气动热力参数
– N1
• 它是空气流量的函数。 • 当发动机的性能发生变化时，与其它参数相比它的
变化较小。 • N1对低压涡轮的损坏，EPR 系统故障，引气系统
故障有反应。 • 当发动机工作状态参数和飞行状态参数出现问题时，
N1随之而变化。
11
航空发动机的监控参数分为
• 气动热力参数
– N2
• 对分析发动机性能和部件损坏有很大的作用。 • 在给定 EPR的条件下，对于不同的损伤,N2可能上
– 只有在特定的条件下，可以把某一数值看成是 某物理量的真值。
20
发动机监控参数的数据处理
• 真值可知的情况有:
– 理论真值: 如平面三角形内角之和为180°等。 – 指定真值: 国际约定，例如海平面的标准大气
压是101325Pa等。 – 相对真值: 高一级标准器的误差与低一级标准
器的误差相比，可以认为前者是后者的相对真 值。
8
航空发动机的监控参数分为
• 气动热力参数
– EGT
• EGT来自百度文库的高低，反应了发动机中最重要，最关键的参数－涡轮 前燃气总温的高低，
• EGT决定了发动机性能的高低和变化， • EGT决定了涡轮导向器工作的安全及寿命， • 对压气机，涡轮效率的下降EGT反应极为敏感， • 对引气系统的故障EGT也有很明显的反应。 • 当发动机工作状态参数和飞行状态参数出现问题时,EGT随之
– 数据的离散程度严重，给趋势分析带来困难，影响其 成功率。
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发动机监控参数的数据处理
• 真值
– 真值是测量对象的客观存在的数值。例如，物 体的长度，温度，气体的压力等。
– 自然界中的一切物体都处于不断的运动之中， 通常，物理量的真值是未知的。
– 因为任何测量都不可避免地带有误差，所以通 过测量不能获得真值，只能获得近似真值。
21
发动机监控参数的数据处理
• 误差
– 测量值与真值之间的差值。
• 误差的分类
– 根据误差的性质可分为
• 系统误差、 • 随机误差、 • 过失误差三种；
– 按产生的原因可分为
• 原理误差 • 构造误差。
22
发动机监控参数的数据处理
• 系统误差
– 系统误差是指在一定的条件下由某个或某些因 素按照某一确定的规律起作用而形成的误差。
• 22.2 监控参数的选择 • 航空发动机的监控参数分为
– 工况参数、 – 气动热力参数、 – 机械性能参数三类。
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第22章 发动机状态监控
• 1 工况参数
– EPR 发动机压比、 – N1 低压转子转速
7
航空发动机的监控参数分为
• 2 ．气动热力参数
– EGT 发动机的排气温度、 – FF 燃油流量、 – N1 低压转子转速、 – N2 高压转子转速 。
3
第22章 发动机状态监控
• 22.1 监控系统的组成 • 为了完成航空发动机状态监控的基本任务，航空
发动机的状态监控系统包括有：
– 性能监控， – 滑油分析, – 振动分析， – 无损探伤， – 滑油消耗量， – 孔探， – 磁性金属屑探测器检查等。
4
第22章 发动机状态监控
5
第22章 发动机状态监控
而变化。
– 一般随着这些故障的出现，EGT 均有不同程度的升高。
9
航空发动机的监控参数分为
• 气动热力参数
– FF
• 作为发动机的一个经济指标而被监控。 • 它与EGT 一样，随着发动机各部件效率的下降而增
加; • 当发动机工作状态参数和飞行状态参数出现问题时，
FF也随之而变化。
10
航空发动机的监控参数分为
– 监控数据的采集方法:
• 自动方法。 • 人工方法。
18
航空发动机的性能监控
• 自动采集数据的优点：
– 数据准确，可靠； – 重复性强； – 及时。
• 人工采集数据的缺点：
– 带来较大的误差，其中有：
• 由于观察位置不同而出现的视觉误差， • 记录时间不同所产生的不同步误差， • 由于记录人员不同所产生的误差， • 优其是由于记录人员粗心出现的误差等。
• 振动 VIB • 滑油参数 OP，OT • OP是滑油压力。 • OT是滑油温度。
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航空发动机的监控参数分为
• 机械性能参数
– VIB
• VIB提供了有关旋转部件平衡变化的信息， • 经验表明，振动指示逐渐上升，表明构件处于初期
恶化，如磨损,外来物损伤，轴承有缺陷等。 • 振动指示突然上升，表明构件有故障，即转动部分
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第22章 发动机状态监控
• 22.1 监控系统的组成 • 22.2 监控参数的选择 • 22.3 发动机的性能监控
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第22章 发动机状态监控
• 发动机状态监控是通过从检测发动机的气 动热力参数和机械性能参数中提取出的信 息实现对发动机状态的识别，寻找发动机 的故障，指出故障的原因，部位，程度和 趋势，编制出相应的检查和维修计划的综 合技术系统。是实现视情维修的关键技术 和必要手段。
升，也可能下降，正因为这样，N2对于判断故障的 存在和故障的识别非常有用。
– 例如，高压压气机叶片故障使N2上升， – 而高压涡轮叶片故障使N2下降。 – 随着高压压气机流通能力的下降，N2不断地增加; – 随着涡轮喷嘴环面积的增加，N2不断地增加。
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航空发动机的监控参数分为
• 机械性能参数
– 机械性能参数属于二次信息，主要有
损坏。
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航空发动机的监控参数分为
• OP
– 滑油压力的变化可以描述滑油系统中油滤堵塞， – 滑油箱出口有外来物， – 调压活门有故障 – 滑油泵有故障， – 滑油压力指示系统有故障。
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航空发动机的监控参数分为
• OT
– 滑油温度变高表示出滑油温度指示系统有故障， – 滑油量过少， – 滑油散热器有故障， – 指示轴承或轴承腔有故障， – 齿轮箱的故障。
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22.3 发动机的性能监控
• 发动机状态监控的几个主要环节是:
– 飞行数据的采集； – 数据处理； – 飞行数据的有效性检查； – 监控参数的换算； – 发动机的基线方程； – 监控数据的偏差 – 发动机状态的趋势分析等。
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航空发动机的性能监控
• 监控数据的采集
– 对发动机的技术状态进行有效监控和诊断的第 一个重要而又关键的问题是准确快速地采集监 控所需的数据。 可以这样说，只有有了高质量 的原始数据，才有可信的趋势分析结果。因此 在航空发动机监控技术中第一个重要的就是要 记录高质量的原始数据。
• 气动热力参数
– N1
• 它是空气流量的函数。 • 当发动机的性能发生变化时，与其它参数相比它的
变化较小。 • N1对低压涡轮的损坏，EPR 系统故障，引气系统
故障有反应。 • 当发动机工作状态参数和飞行状态参数出现问题时，
N1随之而变化。
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航空发动机的监控参数分为
• 气动热力参数
– N2
• 对分析发动机性能和部件损坏有很大的作用。 • 在给定 EPR的条件下，对于不同的损伤,N2可能上
– 只有在特定的条件下，可以把某一数值看成是 某物理量的真值。
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发动机监控参数的数据处理
• 真值可知的情况有:
– 理论真值: 如平面三角形内角之和为180°等。 – 指定真值: 国际约定，例如海平面的标准大气
压是101325Pa等。 – 相对真值: 高一级标准器的误差与低一级标准
器的误差相比，可以认为前者是后者的相对真 值。
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航空发动机的监控参数分为
• 气动热力参数
– EGT
• EGT来自百度文库的高低，反应了发动机中最重要，最关键的参数－涡轮 前燃气总温的高低，
• EGT决定了发动机性能的高低和变化， • EGT决定了涡轮导向器工作的安全及寿命， • 对压气机，涡轮效率的下降EGT反应极为敏感， • 对引气系统的故障EGT也有很明显的反应。 • 当发动机工作状态参数和飞行状态参数出现问题时,EGT随之
– 数据的离散程度严重，给趋势分析带来困难，影响其 成功率。
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发动机监控参数的数据处理
• 真值
– 真值是测量对象的客观存在的数值。例如，物 体的长度，温度，气体的压力等。
– 自然界中的一切物体都处于不断的运动之中， 通常，物理量的真值是未知的。
– 因为任何测量都不可避免地带有误差，所以通 过测量不能获得真值，只能获得近似真值。
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发动机监控参数的数据处理
• 误差
– 测量值与真值之间的差值。
• 误差的分类
– 根据误差的性质可分为
• 系统误差、 • 随机误差、 • 过失误差三种；
– 按产生的原因可分为
• 原理误差 • 构造误差。
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发动机监控参数的数据处理
• 系统误差
– 系统误差是指在一定的条件下由某个或某些因 素按照某一确定的规律起作用而形成的误差。
• 22.2 监控参数的选择 • 航空发动机的监控参数分为
– 工况参数、 – 气动热力参数、 – 机械性能参数三类。
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第22章 发动机状态监控
• 1 工况参数
– EPR 发动机压比、 – N1 低压转子转速
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航空发动机的监控参数分为
• 2 ．气动热力参数
– EGT 发动机的排气温度、 – FF 燃油流量、 – N1 低压转子转速、 – N2 高压转子转速 。
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第22章 发动机状态监控
• 22.1 监控系统的组成 • 为了完成航空发动机状态监控的基本任务，航空
发动机的状态监控系统包括有：
– 性能监控， – 滑油分析, – 振动分析， – 无损探伤， – 滑油消耗量， – 孔探， – 磁性金属屑探测器检查等。
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第22章 发动机状态监控
5
第22章 发动机状态监控
而变化。
– 一般随着这些故障的出现，EGT 均有不同程度的升高。
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航空发动机的监控参数分为
• 气动热力参数
– FF
• 作为发动机的一个经济指标而被监控。 • 它与EGT 一样，随着发动机各部件效率的下降而增
加; • 当发动机工作状态参数和飞行状态参数出现问题时，
FF也随之而变化。
10
航空发动机的监控参数分为
– 监控数据的采集方法:
• 自动方法。 • 人工方法。
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航空发动机的性能监控
• 自动采集数据的优点：
– 数据准确，可靠； – 重复性强； – 及时。
• 人工采集数据的缺点：
– 带来较大的误差，其中有：
• 由于观察位置不同而出现的视觉误差， • 记录时间不同所产生的不同步误差， • 由于记录人员不同所产生的误差， • 优其是由于记录人员粗心出现的误差等。
• 振动 VIB • 滑油参数 OP，OT • OP是滑油压力。 • OT是滑油温度。
13
航空发动机的监控参数分为
• 机械性能参数
– VIB
• VIB提供了有关旋转部件平衡变化的信息， • 经验表明，振动指示逐渐上升，表明构件处于初期
恶化，如磨损,外来物损伤，轴承有缺陷等。 • 振动指示突然上升，表明构件有故障，即转动部分