排氣系統(tǒng)及滑油系統(tǒng)

航空發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中國民航大學(xué)航空電氣系孫兆榮2014.4

4排氣系統(tǒng)及滑油系統(tǒng)航空發(fā)動機(jī)系統(tǒng)排氣系統(tǒng)滑油系統(tǒng)燃油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系22014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系3排氣系統(tǒng)航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)有一個(gè)排氣系統(tǒng)，它將渦輪排出的燃?xì)庖砸欢ǖ乃俣群鸵蟮姆较蚺湃氪髿?，提供最后所得到的推力。在渦輪噴氣發(fā)動機(jī)中排氣流的速度和壓力產(chǎn)生推力。噴管、推進(jìn)噴管或排氣口的面積影響到渦輪進(jìn)口溫度、排氣流的質(zhì)量流量、速度及壓力。依據(jù)發(fā)動機(jī)類型的不同，進(jìn)入排氣系統(tǒng)的燃?xì)鉁囟仍?50～850℃之間。2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系4排氣系統(tǒng)--燃?xì)馀艢饬鲝陌l(fā)動機(jī)渦輪流出的燃?xì)庖?50～1200英尺／秒的速度進(jìn)入排氣系統(tǒng)，由于這樣高的速度量級會產(chǎn)生很高的摩擦損失。所以氣流的速度要通過擴(kuò)散加以降低。這是通過將排氣錐和外壁之間的通道面積不斷地加大而實(shí)現(xiàn)的。燃?xì)馀艢饬鹘?jīng)過推進(jìn)噴管排入大氣。噴管是一個(gè)收斂形管道，它增加了燃?xì)馑俣取?014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系5排氣系統(tǒng)--燃?xì)馀艢饬鲀?nèi)外涵發(fā)動機(jī)有兩股氣流噴入大氣，即低溫的外涵空氣流和高溫的渦輪出口燃?xì)饬鳌?014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系6排氣系統(tǒng)--燃?xì)馀艢饬鳒u扇發(fā)動機(jī)排氣方式：混合排氣：常用在低涵道比發(fā)動機(jī)上，長外涵，兩股氣流由內(nèi)部混合器充分混合后排出。有利于降低噪音。(長外涵排氣系統(tǒng))分開排氣：用于高涵道比發(fā)動機(jī)上，短外涵，兩股氣流排出后于大氣中混合。（短外涵排氣系統(tǒng)）2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系7發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)分類發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)渦輪排氣系統(tǒng)反推裝置系統(tǒng)排氣系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系8目的：渦輪排氣系統(tǒng)為渦輪燃?xì)馀懦鎏峁┮粋€(gè)出口。系統(tǒng)增加渦輪燃?xì)馀艢馑俣纫栽黾影l(fā)動機(jī)推力。渦輪排氣系統(tǒng)使用一個(gè)噴管和一個(gè)錐體控制渦輪排氣的方向。排氣噴管控制渦輪排氣流的外側(cè)邊緣。噴管連接在發(fā)動機(jī)渦輪機(jī)匣上。排氣錐體控制渦輪排氣流的內(nèi)側(cè)邊緣。錐體連接至發(fā)動機(jī)渦輪匣上。錐體和噴管是用鎳合金制造的。反推系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系9反推裝置系統(tǒng)反推裝置反推裝置控制系統(tǒng)反推裝置指示系統(tǒng)反推系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系10反推的目的、工作條件和反推原理：目的：用于飛機(jī)觸地后，產(chǎn)生反推力，降低飛機(jī)速度，縮短滑跑距離。

反推系統(tǒng)一般要求最大反推力至少能達(dá)到最大正推力的50%。反推工作條件：飛機(jī)在地面或離地小于10英尺；有28V直流電源；滅火手柄在正常位；液壓壓力足夠；反推桿拉起。反推力產(chǎn)生原理：通過反推裝置，將排氣流反向，即向前偏轉(zhuǎn)一定的角度（45°-60°），產(chǎn)生反推力。反推系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系11反推系統(tǒng)的要求：（1）反推系統(tǒng)只有當(dāng)飛機(jī)落地后才能使用。要有安全措施（空地電門、機(jī)械鎖）。（2）駕駛艙內(nèi)有反推控制手柄。用來控制反推裝置的放出和收起。（3）反推裝置在打開過程中未達(dá)到相應(yīng)位置時(shí)發(fā)動機(jī)功率不能增加。以防止造成反推裝置損壞。反推系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系12反推系統(tǒng)的要求：（4）反推裝置要有自動收上功能。即萬一反推裝置故障打開，控制系統(tǒng)能自動探測到并能及時(shí)把反推裝置收回且鎖死。若意外打開，收不上來發(fā)動機(jī)的功率能自動從高功率減小到慢車功率。（5）在駕駛艙內(nèi)有反推裝置的指示系統(tǒng)。包括開鎖指示和位置指示。（6）反推的氣流不能噴到機(jī)翼和機(jī)身上，也不能被發(fā)動機(jī)從新吸入?？赡軙斐砂l(fā)動機(jī)喘振。航空發(fā)動機(jī)系統(tǒng)排氣系統(tǒng)滑油系統(tǒng)燃油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系13發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系14功用：減少摩擦，降低磨損，冷卻，清潔，防腐滑油可將相對運(yùn)動的零件金屬表面隔開，只要油膜不破裂，流體內(nèi)部摩擦代替金屬摩擦。循環(huán)的滑油直接同運(yùn)動部件接觸，像渦輪軸承等，吸收并帶走熱量，使發(fā)動機(jī)機(jī)件得到冷卻。熱滑油在滑油冷卻器再將熱量傳給燃油或空氣。金屬在濕氣、化學(xué)物質(zhì)中無覆蓋時(shí)，氧接觸金屬引起腐蝕?；陀湍じ采w金屬表面將阻止氧接觸金屬，起到防腐的作用?；驮诎l(fā)動機(jī)內(nèi)循環(huán)流動過程中，將磨損的金屬屑、灰塵、碳粒子、水分等雜質(zhì)一起帶走，直到滑油濾被阻擋住，從而起到清潔發(fā)動機(jī)的作用?；瓦€在金屬零件之間形成緩沖層，起隔振、封嚴(yán)、密封作用?；瓦€是螺旋槳調(diào)速器，測扭泵的工作介質(zhì)。發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系15滑油性能滑油黏度滑油黏度指數(shù)滑油的壓力阻力能力抗氧化性熱穩(wěn)定性發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系16滑油性能滑油黏度-表示滑油流動的阻力滑油流動慢，說明黏度高。滑油黏度過大或過小的影響？滑油黏度大，流動性變差，造成潤滑、冷卻、散熱效果不良，啟動困難。溫度高，滑油變稀，黏度小，不能形成一定厚度的油膜或者油膜可能破壞，使?jié)櫥?、冷卻、散熱效果不良。發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系17滑油性能滑油黏度滑油黏度指數(shù)滑油的壓力阻力能力抗氧化性熱穩(wěn)定性發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系18滑油性能滑油黏度指數(shù)指黏度隨溫度改變的測量，在溫度變化范圍內(nèi)，黏度變化小的滑油其黏度指數(shù)高。此外，表示滑油理化性能還有滑油中各種金屬及硅含量，酸值等。發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系19滑油性能滑油黏度滑油黏度指數(shù)滑油的壓力阻力能力抗氧化性熱穩(wěn)定性發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系20滑油性能滑油的壓力阻力能力對于運(yùn)動部件之間滑油油膜是一個(gè)重要因素。例如，發(fā)動機(jī)軸承上的滑油膜抵抗軸承載荷和防止運(yùn)動部件之間接觸。如果載荷比滑油的壓力阻力高，金屬軸承的表面接觸，產(chǎn)生嚴(yán)重的材料磨損。發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系21滑油性能滑油黏度滑油黏度指數(shù)滑油的壓力阻力能力抗氧化性熱穩(wěn)定性發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系22滑油性能抗氧化性氧化是滑油和氧氣之間的反應(yīng)，增加滑油黏度。當(dāng)滑油溫度增加高于一定值時(shí)，滑油開始同氧反應(yīng)。因此抗氧化性是滑油的重要特性。發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系23滑油性能滑油黏度滑油黏度指數(shù)滑油的壓力阻力能力抗氧化性熱穩(wěn)定性發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系24滑油性能熱穩(wěn)定性指滑油在高溫下抵抗化合物分解的能力。發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系25滑油選擇要選擇黏度適當(dāng)?shù)幕?，既承載能力強(qiáng)又有良好的流動性。選擇高閃點(diǎn)的滑油。閃點(diǎn)、燃點(diǎn)低的滑油易于揮發(fā)，引起滑油消耗量高，容易引起火災(zāi)。滑油應(yīng)有較高的抗泡沫性，抗氧化性，低的碳沉積，黏度指數(shù)高。發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系26對潤滑系統(tǒng)的要求：為所有的齒輪、軸承和花鍵提供潤滑和冷卻。它應(yīng)當(dāng)能夠收集外來物。滑油應(yīng)當(dāng)防護(hù)由非耐腐蝕材料制成的被滑潤的部件?；蛻?yīng)當(dāng)完成這些任務(wù)而不致嚴(yán)重變質(zhì)。發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系27循環(huán)系統(tǒng)：“減壓活門”系統(tǒng)“全流量”系統(tǒng)它們的主要差別在于對供向軸承的滑油流量的控制。在這兩種系統(tǒng)中對于發(fā)動機(jī)正確和安全運(yùn)轉(zhuǎn)最關(guān)鍵的是滑油的溫度和壓力。發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系28“減壓活門”系統(tǒng)發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系29“減壓活門”系統(tǒng)工作過程：滑油增壓泵自油箱抽油，中間經(jīng)過一個(gè)濾網(wǎng)，該濾網(wǎng)保護(hù)油泵的齒輪，不讓可能進(jìn)入油箱的碎片進(jìn)入油泵。然后，滑油通過高壓油濾進(jìn)入減壓活門，保持對軸承腔中的供油噴嘴的供油壓力恒定。某些發(fā)動機(jī)可能有另外的減壓活門(壓力限制活門)裝在滑油增壓泵的出口。該活門設(shè)定打開的壓力值要比減壓活門的壓力值高很多，它在系統(tǒng)發(fā)生堵塞時(shí)將滑油返回滑油增壓泵的進(jìn)口。還有一些設(shè)備將滑油送往螺旋槳槳距控制系統(tǒng)，減速齒輪和扭矩計(jì)系統(tǒng)?；赜捅脤⒒徒?jīng)過滑油散熱器送回滑油箱。在進(jìn)入油箱時(shí)，滑油已經(jīng)過油氣分離，可以再次進(jìn)行循環(huán)。發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系30“全流量”系統(tǒng)

全流量系統(tǒng)可以在整個(gè)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)達(dá)到要求的滑油流量，它不用減壓活門，而允許增壓泵直接向滑油供油噴嘴供壓。發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系31滑油系統(tǒng)部件滑油箱滑油泵滑油散熱器磁性探屑器通風(fēng)口油濾和濾網(wǎng)發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系32滑油系統(tǒng)部件滑油箱滑油泵滑油散熱器磁性探屑器通風(fēng)口油濾和濾網(wǎng)發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系33滑油系統(tǒng)部件滑油箱滑油泵滑油散熱器磁性探屑器通風(fēng)口油濾和濾網(wǎng)發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系34滑油系統(tǒng)部件滑油箱滑油泵滑油散熱器磁性探屑器通風(fēng)口油濾和濾網(wǎng)發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系35滑油系統(tǒng)部件滑油箱滑油泵滑油散熱器磁性探屑器通風(fēng)口油濾和濾網(wǎng)發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系36滑油系統(tǒng)部件滑油箱滑油泵滑油散熱器磁性探屑器通風(fēng)口油濾和濾網(wǎng)發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系37滑油系統(tǒng)部件滑油箱滑油泵滑油散熱器磁性探屑器通風(fēng)口油濾和濾網(wǎng)CFM56-7B滑油系統(tǒng)CFM56-7B發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)的滑油是通過潤滑油泵組件分配給需要潤滑和冷卻的零組件。在每個(gè)部件通過指引滑油的噴嘴控制分布。有三個(gè)分系統(tǒng):滑油儲存系統(tǒng)滑油分配系統(tǒng)滑油指示系統(tǒng)2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系38CFM56-7B滑油系統(tǒng)滑油儲存系統(tǒng)保持連續(xù)供給的充足滑油至分配油路；可以做滑油量檢查和加注滑油系統(tǒng)；在滑油箱中保持滑油。2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系39CFM56-7B滑油系統(tǒng)滑油分配系統(tǒng)分為供油回路，回油回路，通氣回路2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系40CFM56-7B滑油系統(tǒng)滑油分配系統(tǒng)分為供油回路，回油回路，通氣回路2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系41CFM56-7B滑油系統(tǒng)滑油分配系統(tǒng)—供油2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系42CFM56-7B滑油系統(tǒng)滑油分配系統(tǒng)—回油2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系43CFM56-7B滑油系統(tǒng)滑油分配系統(tǒng)—通氣2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系44CFM56-7B滑油系統(tǒng)滑油指示系統(tǒng)滑油指示系統(tǒng)的作用是輸送滑油相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)到飛機(jī)系統(tǒng)的顯示電子裝置（DEU），為駕駛艙提供顯示，如果需要，還會發(fā)出警告：－回油濾旁通指示－滑油壓力低指示－滑油壓力－滑油溫度－滑油量2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系45CFM56-7B滑油系統(tǒng)滑油指示系統(tǒng)—滑油溫度傳感器安裝在發(fā)動機(jī)的潤滑組件上，傳送

滑油的溫度給飛機(jī)的指示系統(tǒng)滑油

壓力變送器和滑油壓力低電門傳送

信息到飛機(jī)指系統(tǒng)，用于駕駛艙

指示和滑油系統(tǒng)監(jiān)控。2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系46CFM56-7B滑油系統(tǒng)防泄漏活門2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系47CFM56-7B滑油系統(tǒng)碎片監(jiān)控系統(tǒng)（DMS）2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系48探測懸浮在回油滑油中的磁性顆粒，并通過三條導(dǎo)線把該信號送到數(shù)字處理單元DMP盒。一個(gè)信號線從DPM盒把信號傳送到EEC的B通道。然后一個(gè)“碎片監(jiān)控系統(tǒng)DMS要求檢測”的信息可以被檢索通過查詢公共顯示單元CDU（ControlDisplayUnit）。CFM56-7B滑油系統(tǒng)碎片監(jiān)控系統(tǒng)（DMS）2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系49來自回油泵流的回油滑油流經(jīng)位于探測器中間磁鐵時(shí)，含鐵的顆粒被吸到兩個(gè)磁頭上，不同的情況會表現(xiàn)出不同的阻值。在39Ω~130Ω之間時(shí)，一個(gè)“碎片監(jiān)控系統(tǒng)DMS要求檢測”信息被送到控制顯示系統(tǒng)CDU;小于39Ω或者大于4000Ω碎片監(jiān)控系統(tǒng)

DMS無效;大于130Ω并小于4000Ω表明沒有碎片被DMS監(jiān)測到。CFM56-7B滑油系統(tǒng)碎片監(jiān)控系統(tǒng)（DMS）2014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系502014-4航空自動化學(xué)院航空電氣系51涵道比涵道比（bypassratio）即渦扇發(fā)動機(jī)外涵道與內(nèi)涵道空氣流量的比值。內(nèi)涵道的空氣將流入燃燒室與燃料混合，燃燒做功，外涵道的空氣不進(jìn)入燃燒室，而是與內(nèi)涵道流出的燃?xì)庀嗷旌虾笈懦?。外涵道的空氣只通過風(fēng)扇，流速較慢，且是低溫，內(nèi)涵道排出的是高溫燃?xì)猓瑑煞N氣體混合后降低了流速與溫度，能夠降低噪聲，增加推力。