航空发动机试车工艺规程的种类

第二节试车工艺规程的种类分类⑥加速任务试车②试车工艺规程的类型③持久试车④发动机低循环疲劳试车⑤1：1寿命持久试车⑦发动机工作裕度检查①试车种类及其目的一、试车的种类及目的1．初步运转试车初步运转试车又称工厂试车，工厂试车的目的主要有：1)发动机磨合运转；2)检查装配质量；3)调整发动机及其附件的工作；4)检查规定的发动机数据；2．最终运转试车最终运转试车又称检验试车。检验试车的目的主要有：1)检查发动机最后装配质量：2)检查发动机性能应符合型号规范要求：3)检查发动机各系统功能与附件的匹配；4)提交检验代表或订货代表验收。3.附加运转试车附加运转试车，又称附加试车。目的是对附加试车的发动机经分解故障检查，发现重要零件的缺陷，按规范规定进行更换零件后程序和要求的试车。附加试车后，需对发动机进行必要的分解检查。附加试车的一般原则有：1)所发现的故障与工厂试车有关；2)所更换的零、组件本身需经磨合运转后再次检查；3)所更换的零、组件需在试车中调整检查；。4)附加试车发动机工作状态和试车时间，按所更换零、组件工作负荷情况确定，最长的附加试车运转时间应完全重复初步运转试车。4．试验试车试验试车一般指按技术通知所作的试验试车。它的目的主要有：1)为了获取用计算方法不可能获得的资料；2)为了检查和修正用计算方法得到的特性和参数：3)为了验证发动机设计和生产工艺修改的效果4)为了查明外部作用对发动机各方面的影响，如车台校准试验；5)借助试验来检查批产品质量，如质量监控试车等。5．持久试车持久试车也称耐久试车或长期试车。一般运行150小时。是发动机在飞行前规定试验以及定型试验的重要组成部分，为生产定性提供依据。鉴定该型号发动机是否适于生产与使用，主要考虑性能结构强度、高空等方面的要求，以确保发动机的性能、使用极限、可靠性及适航性。内容包括：耐久性试验、高空试验、发动机环境试验和吞吐试验、发动机特性和燃油训结构试验以及发动机附件试验。试车前后获取发动机的性能数据，把试车开始前和结束以对比，发动机性能应在规定的范围之内。按国军标通用规范要求，对己制定出型号规范的军用航空涡轮发动机行持久试车：1)飞行前规定试验中的60小时持久试车。它的目的是验证该型号发动机在实验进行飞行试验的适应性；2)定型试验中的150小时持久试车。用它来验证该型号发动机取得定型合格证并作：产型发动机的可能性。6．验收试车验收试车是为了验证发动机的装配质量和性能是否达到型号规范和合同规定的验准，发动机的验收试车程序包括初步运转和最终运转。最终运转和提交试车程序须经订门的同意。发动机必须按装配技术要求、装配工艺规程及交付要求装配完毕，全部工序质量检验、认证合格，携带技术和质量证明的卷宗、具有完整的签署手续，方可交试车工作人员和检验人员进行交接接收，发动机接收按接收规程规定进行，按规程规定项目!检验合格，签字接收。二、试车工艺规程的类型(一)初步运转试车1．初步运转前的检查和调整运转初步运转前的检查和调整运转主要包括：1)发动机起动的检查及调整2)磨合运转，振动初步检查3)发动机各系统功能检查和调整4)发动机稳态性能检查和调整5)推力瞬变检查和调整(对涡喷、涡扇发动机)，功率变换和全程加速性检查和调整（涡桨、涡轴发动机）6)其他需要的检查、调整运转上述初步运转前的发动机检查和调整运转程序由承制单位规定。下一页航空发动机起动：①活塞式航空发动机：起动类似于汽车发动机，由机上或地面直流电源供电的电动机带动发动机曲轴旋转，随即点燃汽缸内的油气混合气。发动机开始正常工作后，起动电动机自动脱开，也有用压缩空气起动的。②燃气涡轮发动机：起动较活塞式发动机困难。先由起动机带动转子旋转，吸入空气，随即喷油点火，形成高温燃气以驱动涡轮。开始时由于转速低，涡轮功率不足以带动压气机正常工作。经历一段时间后，转速逐渐增加，当涡轮发出的功率超过压气机所需的功率时起动机脱开，发动机进入稳定的慢车状态。起动过程按程序自动完成,时间从十几秒到1分钟。双转子发动机的起动机只需带动高压转子，因此比压气机级数相同的单转子发动机容易起动。常用的起动机有电起动机、燃气涡轮起动机、火药起动器和空气涡轮起动机。起动时混合气用电火花点火，点火方式有以下两种：①直接点火：电嘴直接点燃主喷油嘴喷出的燃油；②间接点火：发动机上有一套独立的起动供油系统,电嘴装在起动喷嘴附近,先点燃起动燃油（汽油或煤油）形成火源，再由火源点燃主喷嘴燃油。在燃气涡轮发动机中，混合气点燃后燃烧即能持续进行，不需继续点火。返回返回（1）航空发动机涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范规定的初步运转试车程序见表3-4（2）涡桨和涡轴见表3-5（3）表3-6为涡轮发动机初步运转程序4）某涡桨发动机初步运转程序：（1）磨合运转①启动前应进行一次假起动②慢车5分钟③在0.2、0.4、0.6、0.7、0.85、1倍最大连续功率状态各工作15分钟④人工顺桨停车1次；⑤在磨合运转中应检查发动机转速；燃、滑油压力值；结冰信号器的工作和飞机附件加载试验。下一页顺桨就是指在发动机空中停车后，把飞机的桨叶转到与飞行方向接近平行状态的操纵动作。此时桨叶顺着气流的方向使螺旋桨自转，减小飞行的阻力。顺桨有人工和自然两种方式。当螺旋桨的负拉力增大到某一规定值，或发动机传给螺旋桨的扭矩突然下降到某一规定值时，螺旋桨自动进入顺桨，分别称为负拉力自动顺桨和扭矩自动顺桨；由人工控制使螺旋桨进入顺桨称为人工顺桨。在自动和人工两种方式都发生故障时，飞机上还设有应急顺桨系统。桨叶从顺桨位置回到一般将叶位置称为回桨，回桨完成后发动机应该达到起动转速。返回(2)性能运转①慢车3分钟；②发动机各系统功能检查试验(包括螺旋桨顺桨系统，螺桨中距限动，导向器加温机构，最大转速限制器工作)；③在0.4、0.6、0.7、0.85、1倍最大连续功率状态各工作10分钟：④在起飞状态(最大功率状态)工作5分钟：⑤全程加速性试验2次；⑥变换功率试验2次；⑦飞机附件加载试验。下一页补充：螺旋桨分为定（桨）距和变距螺旋桨两大类。①定距螺旋桨：木制螺旋桨一般都是定距的。它的桨距（或桨叶安装角）是固定的。适合低速的桨叶安装角在高速飞行时就显得过小；同样，适合高速飞行的安装角在低速时又嫌大。所以定距螺旋桨只在选定的速度范围内效率较高，在其他状态下效率较低。定距螺旋桨构造简单，重量轻，在功率很小的轻型飞机和超轻型飞机上得到广泛应用。②变距螺旋桨：为了解决定距螺旋桨高、低速性能的矛盾，遂出现了飞行中可变桨距的螺旋桨。螺旋桨变距机构（图2a）由液压或电力驱动（图2b）。最初使用的是双距螺旋桨。高速时用高距，低速（如起飞、爬升状态）时用低距，以后又逐步增加桨距的数目，以适应更多的飞行状态。最完善的变距螺旋桨是带有转速调节器的恒速螺旋桨。转速调节器实际上是一个能自动调节桨距、保持恒定转速的装置。驾驶员可以通过控制调节器和油门的方法改变发动机和螺旋桨的转速，一方面调节螺旋桨的拉力，同时使螺旋桨处于最佳工作状态。在多发动机飞机上，当一台发动机发生故障停车时，螺旋桨在迎面气流作用下像风车一样转动,一方面增加飞行阻力,造成很大的不平衡力矩，另外也可能进一步损坏发动机。为此变距螺旋桨还可自动顺桨，即桨叶转到基本顺气流方向而使螺旋桨静止不动，以减小阻力。变距螺旋桨还能减小桨距，产生负拉力，以增加阻力，缩短着陆滑跑距离。这个状态称为反桨。返回5)某涡轴发动机初步运转程序：(1)磨合运转(2)性能运转①发动机起动和加速到慢车转速；②中间功率5分钟；③75％最大连续传动轴功率(1132轴马力)5分钟：④最大连续功率5分钟；⑤50％最大连续传动轴功率(755轴马力)5分钟；⑥发动机停车至少5分钟，然后再起动并加速至中间功率状态，随后工作4分钟，在中间功率状态，使防冰活门工作2个循环，剩余时间在慢车工作。涡轮轴发动机：由进气道、压气机、燃烧室和尾喷管等燃气发生器等组成，但它一般都装有自由涡轮，如图所示，前面的是两级普通涡轮，它带动压气机，维持发动机工作，后面的二级是自由涡轮，燃气在其中作功，通过传动轴专门用来带动直升机的旋翼旋转，使它升空飞行。此外，从涡轮流出来的燃气，经过尾喷管喷出，可产生一定的推力，由于喷速不大，这种推力很小，如折合为功率，大约仅占总功率的十分之一左右。有时喷速过小，甚至不产生什么推力。为了合理地安排直升机的结构，涡轮轴发动机的喷口，可以向上，向下或向两侧，不象涡轮喷气发动机那样非向后不可。3.初步运转试车后的检查初步运转试车完成后按型号规范规定的内容分解发动机以检查所有重要零件。如发现有缺陷的零件，按规范的规定进行更换，并按需要进行一次适当时间的附加运转试车。4.附加运转试车确定附加试车的一般原则：1)所发现的故障和磨合运转有关。2)所更换的零、组件本身需经磨合运转后检查。3)所更接的零、组件需要在试车中调整检查。4)附加运转试车发动机工作状态和时间，按所更换零、组件工作负荷情况确定，最长的附加运转试车应完全重复初步运转试车。附加运转试车后，发动机应进行必要的分解检查。二、最终运转试车1.最终运转及程序1)最终运转试车按照国军标GB241—1987GB242—1987的要求制定型号规范的航空涡喷、涡扇和涡轴、涡桨发动机最终运转程序分别与初步运转相同。2)某涡喷发动机最终运转程序最终运转程序与初步运转程序相同，见表3—6。但飞机附件不加载荷、襟翼吹风系统不抽取空气。在完成磨合运转和调整，进行提交试车前，进行独电源的冷运转，检查期时间的高压转子转速的是否符合要求。并用等效电源起动发动机，检查在规定的起动供油调节范围内，起动时间符合规定值。用台架电源假开车，检查各机匣、安装边及其他对接剑密封性。然后锁紧和铅封所有调整好的螺钉、螺母、限定销和堵头等。将发动机交付订受表以进行规定的提交试车。3）涡桨发动机最终试验程序表3-74）涡轴发动机最终运转程序：（1）假起动1次（2）起动（3）磨合运转①功率轴输出轴转速为额定转速，滑油在规定的滑油温度内②输出轴的加载程序③磨合运转中应检查发动机滑油压力，减速器滑油压力和发动机振动应在型号规范的规定内。(4)振动频率磨合运转结束，应在热起动(停车后或等于3分钟的起动)后，燃气发生器缓慢加速至额定转速(100％)的加速过程和缓慢至扭矩限制允许的最低转速为止的减速过程的燃气发生器和自由涡轮转子1阶振动的振动谱，其振动值应在型号规范规定的范围内。发动机振动是衡量发动机工作质量的一个重要标志。振动过大会加速机件的疲劳破坏，降低发动机工作寿命。发动机振动传给飞行器，会使乘员易于疲劳并有不舒适感，同时影响仪表的精度和指示，有时还造成结构和仪器的损坏。因此，对于每一种发动机的振动大小都有严格的规定。燃气涡轮发动机的振动：主要来自转子（即压气机和涡轮转子）、燃烧室和传动机匣。引起振动的原因有：①转子不平衡：高速旋转时转子不平衡产生的离心力将激起垂直于转轴的横向振动，其频率等于转子的转速。它是发动机振动的主要来源。②转子共振：当转子转速达到某一定值，转子不平衡引起的强迫振动频率会与转子的固有频率相耦合，这时会出现强烈的振动，振动中转轴有较大的位移和弯曲，严重时会使转子擦伤机匣和碰坏叶片等。出现强烈振动的转速称为临界转速。③气流不稳定和脉动：压气机的喘振和燃烧室内的不稳定燃烧会引起整机的低频纵向振动。外界不稳定气流的进入，或是进气通路中的支柱、叶片等都会使气流产生脉动，从而激起发动机横向振动或局部振动。④传动机匣中由齿轮传动啮合不平稳产生的振动。(5)录取性能运转①录取性能时放气活门应关闭，并符合燃油流量、燃气发生器转速、输出轴扭矩、涡轮燃气发生器涡轮进口温度的实际限制值。②按下列燃气发生器转速录取性能，并绘制曲线：52750—52500—51500—50500—49500—48000I／min。当进气温度小于或等于25℃时，燃气发生器和自由涡轮转速为换算值。当进气温度大于25℃时，燃气发生器和自由涡轮转速为实际值。③录取的性能应符合型号的规范的规定。(6)发动机及附件的功能检查①发动机滑油压力，减速器滑油压力及最低滑油压力信