排气系统及滑油系统

航空发动机系统中国民航大学航空电气系孙兆荣2014.4

4排气系统及滑油系统航空发动机系统排气系统滑油系统燃油系统2014-4航空自动化学院航空电气系22014-4航空自动化学院航空电气系3排气系统航空燃气涡轮发动机有一个排气系统，它将涡轮排出的燃气以一定的速度和要求的方向排入大气，提供最后所得到的推力。在涡轮喷气发动机中排气流的速度和压力产生推力。喷管、推进喷管或排气口的面积影响到涡轮进口温度、排气流的质量流量、速度及压力。依据发动机类型的不同，进入排气系统的燃气温度在550～850℃之间。2014-4航空自动化学院航空电气系4排气系统--燃气排气流从发动机涡轮流出的燃气以750～1200英尺／秒的速度进入排气系统，由于这样高的速度量级会产生很高的摩擦损失。所以气流的速度要通过扩散加以降低。这是通过将排气锥和外壁之间的通道面积不断地加大而实现的。燃气排气流经过推进喷管排入大气。喷管是一个收敛形管道，它增加了燃气速度。2014-4航空自动化学院航空电气系5排气系统--燃气排气流内外涵发动机有两股气流喷入大气，即低温的外涵空气流和高温的涡轮出口燃气流。2014-4航空自动化学院航空电气系6排气系统--燃气排气流涡扇发动机排气方式：混合排气：常用在低涵道比发动机上，长外涵，两股气流由内部混合器充分混合后排出。有利于降低噪音。(长外涵排气系统)分开排气：用于高涵道比发动机上，短外涵，两股气流排出后于大气中混合。（短外涵排气系统）2014-4航空自动化学院航空电气系7发动机排气系统分类发动机排气系统涡轮排气系统反推装置系统排气系统2014-4航空自动化学院航空电气系8目的：涡轮排气系统为涡轮燃气排出提供一个出口。系统增加涡轮燃气排气速度以增加发动机推力。涡轮排气系统使用一个喷管和一个锥体控制涡轮排气的方向。排气喷管控制涡轮排气流的外侧边缘。喷管连接在发动机涡轮机匣上。排气锥体控制涡轮排气流的内侧边缘。锥体连接至发动机涡轮匣上。锥体和喷管是用镍合金制造的。反推系统2014-4航空自动化学院航空电气系9反推装置系统反推装置反推装置控制系统反推装置指示系统反推系统2014-4航空自动化学院航空电气系10反推的目的、工作条件和反推原理：目的：用于飞机触地后，产生反推力，降低飞机速度，缩短滑跑距离。

反推系统一般要求最大反推力至少能达到最大正推力的50%。反推工作条件：飞机在地面或离地小于10英尺；有28V直流电源；灭火手柄在正常位；液压压力足够；反推杆拉起。反推力产生原理：通过反推装置，将排气流反向，即向前偏转一定的角度（45°-60°），产生反推力。反推系统2014-4航空自动化学院航空电气系11反推系统的要求：（1）反推系统只有当飞机落地后才能使用。要有安全措施（空地电门、机械锁）。（2）驾驶舱内有反推控制手柄。用来控制反推装置的放出和收起。（3）反推装置在打开过程中未达到相应位置时发动机功率不能增加。以防止造成反推装置损坏。反推系统2014-4航空自动化学院航空电气系12反推系统的要求：（4）反推装置要有自动收上功能。即万一反推装置故障打开，控制系统能自动探测到并能及时把反推装置收回且锁死。若意外打开，收不上来发动机的功率能自动从高功率减小到慢车功率。（5）在驾驶舱内有反推装置的指示系统。包括开锁指示和位置指示。（6）反推的气流不能喷到机翼和机身上，也不能被发动机从新吸入。可能会造成发动机喘振。航空发动机系统排气系统滑油系统燃油系统2014-4航空自动化学院航空电气系13发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系14功用：减少摩擦，降低磨损，冷却，清洁，防腐滑油可将相对运动的零件金属表面隔开，只要油膜不破裂，流体内部摩擦代替金属摩擦。循环的滑油直接同运动部件接触，像涡轮轴承等，吸收并带走热量，使发动机机件得到冷却。热滑油在滑油冷却器再将热量传给燃油或空气。金属在湿气、化学物质中无覆盖时，氧接触金属引起腐蚀。滑油油膜覆盖金属表面将阻止氧接触金属，起到防腐的作用。滑油在发动机内循环流动过程中，将磨损的金属屑、灰尘、碳粒子、水分等杂质一起带走，直到滑油滤被阻挡住，从而起到清洁发动机的作用。滑油还在金属零件之间形成缓冲层，起隔振、封严、密封作用。滑油还是螺旋桨调速器，测扭泵的工作介质。发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系15滑油性能滑油黏度滑油黏度指数滑油的压力阻力能力抗氧化性热稳定性发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系16滑油性能滑油黏度-表示滑油流动的阻力滑油流动慢，说明黏度高。滑油黏度过大或过小的影响？滑油黏度大，流动性变差，造成润滑、冷却、散热效果不良，启动困难。温度高，滑油变稀，黏度小，不能形成一定厚度的油膜或者油膜可能破坏，使润滑、冷却、散热效果不良。发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系17滑油性能滑油黏度滑油黏度指数滑油的压力阻力能力抗氧化性热稳定性发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系18滑油性能滑油黏度指数指黏度随温度改变的测量，在温度变化范围内，黏度变化小的滑油其黏度指数高。此外，表示滑油理化性能还有滑油中各种金属及硅含量，酸值等。发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系19滑油性能滑油黏度滑油黏度指数滑油的压力阻力能力抗氧化性热稳定性发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系20滑油性能滑油的压力阻力能力对于运动部件之间滑油油膜是一个重要因素。例如，发动机轴承上的滑油膜抵抗轴承载荷和防止运动部件之间接触。如果载荷比滑油的压力阻力高，金属轴承的表面接触，产生严重的材料磨损。发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系21滑油性能滑油黏度滑油黏度指数滑油的压力阻力能力抗氧化性热稳定性发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系22滑油性能抗氧化性氧化是滑油和氧气之间的反应，增加滑油黏度。当滑油温度增加高于一定值时，滑油开始同氧反应。因此抗氧化性是滑油的重要特性。发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系23滑油性能滑油黏度滑油黏度指数滑油的压力阻力能力抗氧化性热稳定性发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系24滑油性能热稳定性指滑油在高温下抵抗化合物分解的能力。发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系25滑油选择要选择黏度适当的滑油，既承载能力强又有良好的流动性。选择高闪点的滑油。闪点、燃点低的滑油易于挥发，引起滑油消耗量高，容易引起火灾。滑油应有较高的抗泡沫性，抗氧化性，低的碳沉积，黏度指数高。发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系26对润滑系统的要求：为所有的齿轮、轴承和花键提供润滑和冷却。它应当能够收集外来物。滑油应当防护由非耐腐蚀材料制成的被滑润的部件。滑油应当完成这些任务而不致严重变质。发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系27循环系统：“减压活门”系统“全流量”系统它们的主要差别在于对供向轴承的滑油流量的控制。在这两种系统中对于发动机正确和安全运转最关键的是滑油的温度和压力。发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系28“减压活门”系统发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系29“减压活门”系统工作过程：滑油增压泵自油箱抽油，中间经过一个滤网，该滤网保护油泵的齿轮，不让可能进入油箱的碎片进入油泵。然后，滑油通过高压油滤进入减压活门，保持对轴承腔中的供油喷嘴的供油压力恒定。某些发动机可能有另外的减压活门(压力限制活门)装在滑油增压泵的出口。该活门设定打开的压力值要比减压活门的压力值高很多，它在系统发生堵塞时将滑油返回滑油增压泵的进口。还有一些设备将滑油送往螺旋桨桨距控制系统，减速齿轮和扭矩计系统。回油泵将滑油经过滑油散热器送回滑油箱。在进入油箱时，滑油已经过油气分离，可以再次进行循环。发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系30“全流量”系统

全流量系统可以在整个发动机转速范围内达到要求的滑油流量，它不用减压活门，而允许增压泵直接向滑油供油喷嘴供压。发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系31滑油系统部件滑油箱滑油泵滑油散热器磁性探屑器通风口油滤和滤网发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系32滑油系统部件滑油箱滑油泵滑油散热器磁性探屑器通风口油滤和滤网发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系33滑油系统部件滑油箱滑油泵滑油散热器磁性探屑器通风口油滤和滤网发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系34滑油系统部件滑油箱滑油泵滑油散热器磁性探屑器通风口油滤和滤网发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系35滑油系统部件滑油箱滑油泵滑油散热器磁性探屑器通风口油滤和滤网发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系36滑油系统部件滑油箱滑油泵滑油散热器磁性探屑器通风口油滤和滤网发动机滑油系统2014-4航空自动化学院航空电气系37滑油系统部件滑油箱滑油泵滑油散热器磁性探屑器通风口油滤和滤网CFM56-7B滑油系统CFM56-7B发动机滑油系统的滑油是通过润滑油泵组件分配给需要润滑和冷却的零组件。在每个部件通过指引滑油的喷嘴控制分布。有三个分系统:滑油储存系统滑油分配系统滑油指示系统2014-4航空自动化学院航空电气系38CFM56-7B滑油系统滑油储存系统保持连续供给的充足滑油至分配油路；可以做滑油量检查和加注滑油系统；在滑油箱中保持滑油。2014-4航空自动化学院航空电气系39CFM56-7B滑油系统滑油分配系统分为供油回路，回油回路，通气回路2014-4航空自动化学院航空电气系40CFM56-7B滑油系统滑油分配系统分为供油回路，回油回路，通气回路2014-4航空自动化学院航空电气系41CFM56-7B滑油系统滑油分配系统—供油2014-4航空自动化学院航空电气系42CFM56-7B滑油系统滑油分配系统—回油2014-4航空自动化学院航空电气系43CFM56-7B滑油系统滑油分配系统—通气2014-4航空自动化学院航空电气系44CFM56-7B滑油系统滑油指示系统滑油指示系统的作用是输送滑油相关参数数据到飞机系统的显示电子装置（DEU），为驾驶舱提供显示，如果需要，还会发出警告：－回油滤旁通指示－滑油压力低指示－滑油压力－滑油温度－滑油量2014-4航空自动化学院航空电气系45CFM56-7B滑油系统滑油指示系统—滑油温度传感器安装在发动机的润滑组件上，传送

滑油的温度给飞机的指示系统滑油

压力变送器和滑油压力低电门传送

信息到飞机指系统，用于驾驶舱

指示和滑油系统监控。2014-4航空自动化学院航空电气系46CFM56-7B滑油系统防泄漏活门2014-4航空自动化学院航空电气系47CFM56-7B滑油系统碎片监控系统（DMS）2014-4航空自动化学院航空电气系48探测悬浮在回油滑油中的磁性颗粒，并通过三条导线把该信号送到数字处理单元DMP盒。一个信号线从DPM盒把信号传送到EEC的B通道。然后一个“碎片监控系统DMS要求检测”的信息可以被检索通过查询公共显示单元CDU（ControlDisplayUnit）。CFM56-7B滑油系统碎片监控系统（DMS）2014-4航空自动化学院航空电气系49来自回油泵流的回油滑油流经位于探测器中间磁铁时，含铁的颗粒被吸到两个磁头上，不同的情况会表现出不同的阻值。在39Ω~130Ω之间时，一个“碎片监控系统DMS要求检测”信息被送到控制显示系统CDU;小于39Ω或者大于4000Ω碎片监控系统

DMS无效;大于130Ω并小于4000Ω表明没有碎片被DMS监测到。CFM56-7B滑油系统碎片监控系统（DMS）2014-4航空自动化学院航空电气系502014-4航空自动化学院航空电气系51涵道比涵道比（bypassratio）即涡扇发动机外涵道与内涵道空气流量的比值。内涵道的空气将流入燃烧室与燃料混合，燃烧做功，外涵道的空气不进入燃烧室，而是与内涵道流出的燃气相混合后排出。外涵道的空气只通过风扇，流速较慢，且是低温，内涵道排出的是高温燃气，两种气体混合后降低了流速与温度，能够降低噪声，增加推力。