羅賓遜R44Ⅱ直升機散熱系統淺析

余 東

中國民航飛行學院新津分院 四川 成都 611430

一、概述

羅賓遜R44Ⅱ直升機發動機工作時,由于在飛行過程中始終保持全油門狀態因此氣缸內混合氣體燃燒后混合氣體溫度極高；同時與高溫氣體直接或間接接觸的機件,如汽缸頭、氣門、電嘴和活塞獲得的熱量也相當高,如果發動機冷卻不當,氣缸等溫度將超溫,從而引發材料強度顯著減弱,氣缸及相關部件在作動過程中,承受高強度熱負荷,因而極容易損壞。因此對于冷卻系統的研究顯得尤為重要,以保證發動機在正常溫度下工作。

二、散熱系統簡述

羅賓遜R44Ⅱ直升機散熱系統是氣動散熱。它是是由一只玻璃鋼渦管罩住的由發動機輸出軸直接驅動的風扇提供散熱空氣的冷卻系統,如圖1,2所示。

圖1 風扇組件

圖2 渦管組件

發動機啟動后,風扇通過直接從曲軸獲得的功率抽吸壓縮外部空氣進入渦管,渦管中的旋轉氣流通過導管提供冷空氣給消音器,主旋翼齒輪箱,液壓油箱(如果裝有),驅動皮帶和固定在發動機上的金屬散熱板,導風板提供冷空氣至驅動皮帶,進一步引導冷空氣至汽缸頭,滑油散熱器外部(R44II型有兩個),發電機,兩個磁電機,燃油流量分配器(噴射式燃油發動機)和電瓶(當電瓶安裝在發動機艙內時)。

三、散熱系統維護特點

3.1 下部皮帶軸承維護

1)對下部皮帶輪進行定期潤滑,潤滑間隔為300 飛行小時,若每年飛行

不足300小時,應在年檢中完成下部皮帶輪的潤滑；

2)考慮到下部皮帶輪軸承注油口位置狹窄、不易接近,應使用小型注油槍通過螺釘孔進行注油,在拆卸螺釘時應避免損傷螺釘下的膠圈；

3)由于螺釘孔貫穿至軸承殼體空腔,在安裝螺釘時應避免過度擰緊螺釘,否則可能導致螺釘與軸承組件內的部件接觸,造成部件損傷。

3.2 風扇組件維護特點

1)日常維護中,注意檢查渦管唇邊至風扇輪進氣口的間隙,規定為0.010-0.090 英寸。如有必要,由拉長唇邊固定孔來調整唇邊間隙。

2)在進行風扇拆裝檢查工作時,如果需要重新安裝相同的風扇,則為起動機環形齒輪支架至磁電機定時位置定方向并在渦管分割線處標記風扇輪；這樣可減少增加新配重的需要。

3)由于風扇組件與發動機輸出軸之間通過鏡面直接進行連接。因此鏡面的清潔度尤為重要,在對風扇組件進行拆裝或相關維護工作時,必須保證鏡面處于無塵環境。當鏡面出現污染時,應用干凈滑油進行沖洗,直至干凈為止。

4)在進行風扇組件拆卸工作時,由于要脫開皮帶,因此要對上部皮帶輪鏈接的傳動軸進行保護。

5)在對風扇及相關組件進行維護工作后,要確保必須在安裝后檢查風扇平衡；風扇輪不平衡將導致損壞。

3.3 散熱組件維護特點

1)日常維護中,注意觀察散熱軟管是否與其他部件發生摩擦,軟管是否發生破損,老化,堵塞。為保證對散熱部件有效散熱,則應對軟管進行更換。

2)發動散熱主要依靠氣缸散熱片進行熱量交換。日常維護及定檢過程中,要注意觀察氣缸散熱片是否燒蝕,是否被異物堵塞。對于燒蝕的散熱片應按照施工標準進行修復或更換。

3)發動機整流罩也是散熱系統中至為重要的,要保證包皮的完整性及可靠性,才能保證發動機達到良好的散熱。

四、典型故障分析

國內某通航在執行飛行任務時,在啟動過程中,飛機突然產生極為尖銳的撕裂聲,飛機即刻關車。經檢查發現散熱風扇傳動軸固定螺帽處,定位標記錯位,定位彈簧銷發生彎曲。

根據起動現象及開車人員的情況描述可以判定,這是一起由于開車前未檢查油門位置而引起的起動力矩過大,風扇組件失力矩事件。由定位銷的變形程度及標記錯位程度可以判定,風扇組件與發動輸出軸發生了錯位,需拆卸風扇檢查鏡面情況。按照風扇組件拆卸程序,對其進行拆卸,發現鏡面發生嚴重磨損。

由于磨損嚴重,按照工作程序對風扇及發動機輸出軸進行更換。再次進行開車,發動機工作正常,故障排除。

五、結束語

散熱系統的故障通常發展速度較為緩慢,對發動機工作狀態的影響也較為緩慢顯現,因此要求日常維護工作中對其進行狀態監控,更換磨損件。由于散熱系統核心件在于散熱風扇及散熱部件,因而對于風扇的日常維護。該系統的維護在實際維護工作中已能夠有效控制,且其維護方法對其他類似發動機也有一定的借鑒作用。