发动机状态监控与故障诊断教学文案

发动机状态监控与故

障诊断

发动机状态监控与故障诊断讲义

1 什么是发动机状态监视与故障诊断？

答：发动机状态监视与故障诊断是借助一定的有效方式与发动机各部件工作状态，紧密相关的各种参数实施监测。根据所监测的数据对各部件的工作状态做出有价值的判断，即对发生的故障做出诊断结论，或预报即将发生的故障及时提出维修的具体技术内容。

2 什么是发动机故障？及包含的方面？

答：发动机故障是指发动机的一种不合格的状态，它的发生会影响发动机的正常工作，或降低发动机的性能指标：发动机的故障包括1 发动机零件或构件的损坏; 2 发动机系统或设备丧失规定功能； 3 发动机的实际性能衰退超过规定值。3 作为发动机故障诊断对象的发

动机有何特点？

答：完全组装好的、真在工作

或准备工作的发动机（或部

件）方法或是手段是无损的

（这样答合适吗？）

4 说明发动机故障诊断系统的组

成？

答：包括被诊断对象——发动

机、诊断手段和诊断执行人。

5 发动机诊断的任务是什么？

答：主要任务包括：1在于揭示

发动机故障，确定故障的部件;

2 确定故障的严重程度；

3 预测

故障的发生。

6 发动机故障诊断的手段（诊断

方法）包括哪些内容？

答：包括诊断技术和诊断方

法。诊断技术是指采用物理方

法直接或间接识别被诊断对象

的结构参数的诊断方法;诊断算

法：根据发动机使用过程中的

参数监测结果考察被诊断发动

机的“状态”与经过长期考察得到

的同类型发动机无故障“状态”之

间的差别，它包括分类诊断法

和故障方程法。

7 什么是NDT？

答：NDT是指无损检测（Non-

Destructive Testing, NDT）,也称

非破坏性试验，指在材料、工

件、设备及结构物不被破坏的

前提下，利用它们的物理特性

因缺陷的存在而发生变化的事

实，测定其变化量，从而捡出

其内部是否存在缺陷、和缺陷

的形状、位置、大小和严重程

度和发展趋势。

8常规的NDT技术有哪些？说

明各方法的适用性及特点。

无损检测

射线检测 RADIOGRAPHIC

TESTING超声波检测

ULTRASONIC TESTING磁粉

检测 MAGNETIC PARTICLE

TESTING渗透检测

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PENETRANT TESTING涡流检测 EDDY

1.射线检测：适用于飞机、发动机上承力件焊缝质量的检查；飞机蒙皮、肋条间的裂纹、腐蚀、以及外来物；检查蜂窝结构内部是否有水

优点： 1）可以检测内部结构及缺陷。2）可以直观得对缺陷的形状，位置及大小进行评定。3）不受材料类型的限制。缺点：1）射线对人有害，必须有一定的防护设备和措施。2）检测成本较高，速度慢。3）对检测结果的解释需有丰富技术经验和素质。缺陷的方向性对射线束方向选择要求高。

2.超声检测:使用于飞机、发动机上主要承力构件的表面和内部裂纹等缺陷故障的检查，也可以用于测量材料的厚度

优点：1）不受材料类型的影响。检测速度快，易实现自动化检测2）可检测表面缺陷或

埋藏很深的缺陷3）可以检测

到探头接触不到的位置的缺陷

磁粉检测：适用于飞机、发动

机上的铁磁性材料零件的表面

和近表面裂纹等缺陷的检测

优点1）直观显示其缺陷的位

置、大小、形状、严重程度和

大致确定性质；2）灵敏度很高

（可发现0.1mm长、 µm级宽

的缺陷）3）可检测铁磁性材料

表面、近表面的开口与不开口

的缺陷；4）多种磁化方法可检

测工件各方向的缺陷，不受大

小形状影响；5）重复性好，速

度快，工艺简单；局限性1）只

能适用于铁磁性材料，只能检

查出表面、近表面的缺陷（一

般1－2mm），不能检查奥氏体

不锈钢材料、用奥氏体不锈钢

焊条焊接的焊缝、铜、铝、

镁、钛等非磁性材料；2）检测

灵敏度与磁化方向有很大关

系；3）表面覆盖层对检测灵敏

度有不良影响；4)受工件几何

形状影响容易产生非相关显

示；5）通电法和触头法磁化时

易打火烧伤工件。

3.渗透检测：适用于飞机、发动

机承力件和零备件表面开口缺

陷的检测

实用性

可用于锻件、焊件和铸件的表

面开口缺陷的检测，特别是铝

合金、镁合金、钛合金、奥氏

体不锈钢等有色金属材料和非

铁性材料制件的表面开口缺陷

检测。

渗透检测的优点1. 操作简单，

操作容易掌握。2. 所需设备简

单，便于广泛采用。3. 几乎用

于一切材料，且不受零件几何

形状、尺寸大小的影响。4. 复

杂零件一次检验可检测出各种

方向的缺陷，不像磁粉检测那

样有方向性问题。5. 检测灵敏

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度高。（可发现宽度小于1微米的微小裂纹）6. 着色（或便携式渗透系统）检测不受设备，场地限制，可进行野外作业。对大型零件局部检测也易进行。

缺陷性：1. 工艺程度复杂，程序周期长。2.对工件表面预清洗要求高，否则污染物会阻止渗透剂进入表面缺陷。3. 无法对多孔性材料进行检测。4.仅能检测开口到表面的缺陷。5. 渗透材料大多易燃、易挥发，有的甚至对身体有害。6. 对检测结果的解释需有丰富技术经验和素质。

涡流检测：适用于导电材料的表面裂纹、凹坑、腐蚀等的检查

优点：1）对于管、棒、线材检测不需接触，也不需耦合介质，检测速度高，易实现自动化检测。2）对表面缺陷的探测灵敏度高，可对大小不同的缺

陷进行评价，可以用在质量管

理和控制。3）检测因素多。可

以用于电导率检测，磁导率，

缺陷及试件几何尺寸检测。4）

可用于高温状态下检测及利用

不同探头形状狭窄区域检测

（如发动机核心机内的叶片和

毂盘检测）。5）由于采用电信

号处理，可以储存，再现及进

行数据比较和处理。缺点：1）

检测材料必须是电导体。2）由

于利用电磁感应原理，只能检

测表面和埋藏不深的缺陷，对

于埋藏深的缺陷无能为力。3）

探伤灵敏度和检测深度互相矛

盾。频率高时检测灵敏度高，

但渗入深度小。综合考虑。4）

对缺陷的定性和定量困难。

9说明孔探检测的原理和特点，

以及孔探技术在航空发动机维

护方面的应用。

答：孔探技术（Borescope

Inspection BSI）的基本原理是

采用光学手段通过小孔将密封

物体内部的状况传递出来，然

后对光学图像进行评估、检测

与诊断。

孔探技术的特点：孔探技术

可以延长人类的视距，任意改

变视线的方向，准确地观察到

物体内表面的状况。另外，在

孔探检测过程中，与目标对象

不发生接触，不形成任何破坏

或损伤，也不需要破解或拆开

目标对象，因此它也是工业无

损检测技术的重要手段。

孔探技术在航空发动机维护中

的应用：1.高压压气机：主要受

到进气道吸进的外来物的冲

击、发动机的喘振，导致叶片

受损以及疲劳损伤。如果一片

叶片断裂，就会打坏后面的几

级转子叶片，使发动机空中停

车。2.燃烧室：由于在高温状态

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