发动机维修技术探索

发动机维修技术探索

何帅

珠海保税区摩天宇航空发动机维修有限公司 广东 珠海 519000

摘要：航空发动机被称作战机的“心脏”，其重要性不言而喻，而发动机运行时的健康状态将会对战机的可靠性产生直接影响，随着航空发动机复杂化程度和信息化程度的日益增长，其综合能力得到飞速提高以及各种功能不断完善。但是航空发动机结构系统复杂，长期所处高速、高温、高负载的工作环境中，部件极易受到腐蚀、磨损，甚至故障失效。接下来本文将对发动机维修技术进行探索，希望给行业内人士以借鉴和启发。

关键词：飞机发动机；故障诊断；维修技术

引言

航空发动机属于高度复杂和精密的热动力机械，评价指标主要包括性能、可靠性、安全性及经济性。与航天火箭发动机相比，航空发动机结构更为复杂，部件工作负荷更为严酷，并且要求长寿命、多次重复使用，由于上述差异，航空发动机比航天火箭发动机技术更复杂、研发难度更大。在航空发动机研制过程中，产品即使通过鉴，，也会出现故障或问题，在研制中，只有加大考核力度、全面收集信息、及时有效处置，才能保障其安全性、可靠性。

1航空发动机主燃油泵介绍

航空发动机系统主要包括控制系统、气路系统、燃油系统以及滑油系统等。其中这些子系统又可继续分解，如燃油系统又包含有主燃油泵、燃油增压泵、燃油滤、燃油调节器和加力燃油泵等。主燃油泵是航空发动机燃油系统的重要部件，发动机依靠燃油燃烧产生热量作功，推动飞机飞行。主燃油泵的性能和可靠性决定了整个燃油系统的优劣以及发动机的安全可靠。因此，对发动机主燃油泵典型故障进行监测方法研究，对保障飞机飞行安全可靠性、提升经济效益至关重要。要研究主燃油泵首先介绍下航空发动机大致结构，主要由压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等几部分构成。在航空发动机正常运转时，首先从进气道吸入空气，在这个过程中，由于飞机飞行速度是一直在变化的，而压气机对进气速度有严格要求，此时需要进气道来控制吸入空气的速度。压气机用于提高吸入空气的压力，其以叶片转动对气流做功，使得气流压力提升，以增大发动机的推力。随后燃烧室的燃油喷嘴喷射燃油与进入燃烧室的高压气流混合燃烧，为涡轮提供高温高压燃气，从涡轮流出的这些气体在尾喷管继续膨胀，从尾喷口高速向后排出，从而产生推力使飞机向前飞行。

2航空发动机典型故障分析

传统航空发动机故障诊断方法大都是针对某一个小的部件采用发动机的振动信号作为故障的征兆信号，而采用主燃油泵这一大的部件作为研究对象，并且采集能够表征主燃油泵健康状态的特征参数来对其进行监测技术研究。典型的主燃油泵故障有主燃油泵轴承损伤、主燃油泵调节器损坏以及当油门杆由慢车状态推至中间状态时航空发动机主燃油泵出现排气温度和转速超出限制值现象的异常状态这3种故障状态。1.主燃油泵轴承损伤在某型飞机在地面进行试车试验时发动机出现异常状态，经维修人员检查发现在主燃油泵油滤处存在大量金属屑，是由于主燃油泵轴承损失严重，其实质应该是由于偶然因素导致轴承发生接触疲劳剥落。2.主燃油泵调节器损坏在某型飞机在地面进行试车试验时由于主燃油泵调节器损坏使得主燃油泵调节器进口燃油温度逐渐升高，所达到的最高温度超出技术要求，但随着飞机由慢车状态提升到快车状态的过程中，调节器进口燃油温度转而逐渐下降。3.温度、转速超出限制值当油门杆由慢车状态推至中间状态时航空发动机主燃油泵出现排气温度和转速超出限制值现象的异常状态也是由于主燃油泵长时间运转导致磨损的产生，进而致使主燃油泵出现故障。

3发动机维修技术探索

3.1据采集

航空发动机故障监测技术是一种信息处理技术，它是通过研究对象来表征信息为基础的。通常，航空发动机通过振动加速度传感器、温度传感器、压力传感器等传感器网络来获取参数数据信息。另外，航空发动机是一种集机械、电气、液压和气动的复杂大系统，而且考虑到其对运行结构完整性的要求极高，不易拆卸、更换进行内部查看等特点，因而选择将传感器安装在航空发动机相应位置的机匣上，作为监测航空发动机主燃油泵健康状态变化的观测点，进而实现对发动机主燃油泵健康状态变化的监测。

3.2故障诊断

航空发动机故障监测的目的是根据传感器网络采集的数据，结合发动机主燃油泵的结构特性、相关参数、运行环境条件以及该部件的历史运行记录(包括正常运行记录、故障记录和维修记录等)，对已经发生的故障进行识别，诊断出主燃油泵所处故障模式，方便维修人员能够快速准确的定位到主燃油泵更加细小的部件，从而实现主燃油泵快速诊断效能,基于SVM故障诊断方法、ELM诊断方法和KELM诊断方法对主燃油泵进行故障诊断，由于不同的诊断算法在对主燃油泵进行诊断时达到的准确率不一样，需对这三种方法测试结果进行比较选取诊断效果最优的方法。

3.3航空发动机孔探技术应用

3.3.1发动机机型维修

孔探技术在发动机机型故障维修中，提供了检修的条件。根据孔探技术的应用，在发动机机型维修中，安排定期检查工作，以便确保航天发动机处于安全的状态，缓解机型维修的压力。孔探技术能够在发动机机型无故障的状态下，实现到位的检查，及时发现机型中的故障并提供维修方法。发动机机型维修中，孔探技术的应用流程是：(1)孔探技术在发动机机型检查之前，分析临近一次的孔探检测数据，做为此次孔探检查的依据，对比两次机型检查的数据结果，找出潜在的机型故障，如果两次孔探检测结构一样，表示发动机机型安全、健康，没有出现故障问题；(2)孔探技术检查航天发动机运行时的状况，通过运行评估分析发动机的状态；(3)孔探技术在航天发动机内划分工作单元，将工作单元做为小型的单位，重点检查发动机机型中出现的问题，排除机型内的故障问题。

3.3.2已出现故障检修

航天发动机已出现的故障，是指发动机本身的缺陷，其可分为三种，也是孔探技术重点维修的对象。分析孔探技术对航天发动机已出现故障的检修方法，如：(1)可忽略的缺陷故障，此类故障在发动机内最为常见，是孔探技术高频率作业的对象，可忽略的缺陷故障，对航天发动机的影响非常小，其可待飞机完成航线以后进行处理；(2)处于过渡阶段的缺陷故障，常见与使用周期较长的航天发动机内，此时发动机本身位于过渡的时间段，经过孔探技术检修后，即可判断发动机的使用寿命，决策是否需要更换发动机或相关部件，维护好航天发动机的安全性；(3)严重超标需要更换发动机的缺陷故障，航天发动机出现此类故障时，就要暂停营运，利用孔探技术检测发动机故障的实际情况，按照最终的检测结构，处理航天发动机。

结语

文章列举了常见的故障类型，对飞机发动机故障诊断和维修技术进行讨论，有利于解决发动机故障给使用者造成的影响，具有重大意义。维修人员要精准判断飞机发动机的故障类型，选择专业的机器设备对其进行维修，来保证飞机发动机的正常运行。

参考文献

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