滑油監測技術在航空發動機預防性維修中的應用研究

田野 于鑫

摘要：航空發動機預防性維修作為保障航空發動機運行安全的前提條件，積極應用滑油監測技術，科學開展預防性維修處理。由此為基礎對滑油監測技術進行詳細介紹，并根據應用實例認識到滑油監測技術的應用優勢，目的在于在航空發動機預防性維修中科學應用滑油監測技術。

關鍵詞：滑油監測技術;磁塞檢測法;光譜分析法;鐵譜分析法

航空發動機預防性維修中積極應用滑油監測技術，積極發揮其循環使用的優勢，對發動機運行狀態以及相關組件的磨損等進行分析檢測，不僅準確測出器件應用疲勞破裂情況，及時為工作人員展示發動機具體情況，為發動機問題的分析以及損傷情況判斷提供依據，有效延長發動機相關組件使用壽命，保證航空發動機應用安全。

一、磁塞檢測法

磁塞檢測法就是在回油路的各個位置科學安裝磁性金屬屑探測器，其中探測器中的濾網與永磁鐵會將機件運行磨損掉落的鐵磁性金屬吸附到設備中。發動機停止運行后，檢修維護前工作人員需要拿出磁性探針進行全面的檢測，了解磁性探針上附著的金屬顏色、形態、數量、大小等數據，并以此為基礎分析出發動機內部零件的狀態，是否存在疲勞損傷、過磨損度過大等現象，同時還需要以此為基礎制定合理的應對方案，即初步預測發動機內部存在的故障和問題[1]。使用磁塞探測法時需要的機械設備內部結構應較為簡單、操作也具有較強的方便性，因此在航空發動機預防性維修中屬于常用的滑油監測技術。受客觀因素影響，磁塞檢測法只能吸附鐵磁性金屬，若存在非鐵磁性機件磨損屑則無法被檢測。滑油中通常含有數量巨大的直徑小于50微米的金屬屑，其有著較小的磁矩，金屬探針無法對其進行吸附，進而導致檢測樣本數量相對較少，因此磁塞檢測法展示出的磨損情況缺少全面性。型號相同的兩臺發動機中存在的初始金屬屑有著較大的差異，無法制定標準的界線。滑油中含有大量金屬屑，磁性探針處于飽和狀態后就無法繼續吸附金屬碎屑，這也導致數據采集不完整，需要定期更換磁性探針。

二、光譜分析法

航空發動機處于運行狀態時，機件磨損位置會不斷掉落相應數量的金屬屑，并逐漸融入到滑油中，并與滑油共同進行循環。雖然金屬屑探測器與油濾會過濾掉直徑較大的金屬屑，但滑油中仍含有大量直徑較小的金屬屑，使用磁塞檢測法時檢測的發動機磨損狀態缺少全面性，會出現一定的誤差。這時科學運用光譜分析法可較為全面的發現滑油中存在的鈦、鎳、鎂、錫、鉻、銅、鋁、鐵金屬屑[2]。應用譜分析法的主要原理就是燃燒收取的滑油樣本，這時各種金屬顆粒均會展示出的特定元素輻射光譜，而光的強度與滑油中的金屬含量有著密切的聯系。結合實驗檢測出的脈沖計數率、放射強度、光譜等數據信息可了解較為精準的金屬種類與含量，進而確保航空發動機內部的磨損與運行狀態評估較為精準。使用光譜檢測法可發現直徑為1微米的金屬屑，在航空發動機早期的磨損檢測與故障養護工作中有著良好的應用效果，通常每間隔25小時就可對航空發動機進行一次檢測。

三、鐵譜分析法

鐵譜分析法主要是以航空發動機零件多數為磁性材料這一特征為基礎，通過磁譜儀與高梯度強磁場環境，確保滑油與金屬屑得到分離，同時根據直徑大小依次不重疊的沉降在載體基片上，接著分析與檢測微粒的情況，這種技術在航空發動機工況檢測中有著廣泛的應用。通常情況下，普通的航空發動機磨損金屬屑直徑在10微米至15微米之間，失效磨損出現初期的金屬屑直徑在15微米至200微米之間，鐵譜分析法可對直徑在1微米至100微米間的金屬屑進行收集。這充分表明鐵譜分析法可多種發動機磨損情況進行合理的檢測。

使用鐵譜顯微鏡觀察基片上沉積的微粒光密度可得到所有金屬屑的形態特點，以此為基礎進行分析可得知航空發動機的磨損形式，并預測磨損的發展狀態，在不阻礙航空發動機運行效率的同時預報發動機磨損故障[3]。

四、航空發動機上滑油檢測技術的實際應用

作為預防性維修重要技術之一，滑油監測技術在其中的應用，為航空發動機應用以及預防性維修提供了很多便利條件。利用磁塞探測器為載體，將其安裝到油氣分離上，待金屬屑積累到一定程度，發動機會根據當前狀態及時做出危險預警，并發出維修通知，提醒維修人員前來維修。航空發動機應用期間，間隔30個小時便需要對滑油進行采樣，及時送去檢驗部門進行光譜分析，隨時保證其中的金屬含量，符合警告值要求，從而全面掌握滑油系統具體狀態。

以某航空發動機預防性維修處理為例，應用滑油監測技術，發動機運行10h，滑油系統檢測到問題信號，及時做出危險預警，維修人員根據發出的信號位置，及時展開檢查，發現發動機中的磁塞探測器以及濾網均附有大量金屬屑，隨后進行維修處理。因為此次試驗應用發動機首次應用運行，所以還在磨合期狀態，金屬屑均在初次磨合中產生。為了改善磨合期金屬屑問題，積極調整滑油系統，并放出滑油，及時清潔處理，將發動機進行冷運轉處理，滑油系統進行徹底清洗后，將滑油更換，再次投入運行。

觀察工作中的發動機，待10h后，并沒有發出危險預警，證明此問題已經妥善解決。但是隨后的運行中，系統再次發出危險預警，經檢查發現油液中鐵、銅元素超出規定標準。分析其原因，齒輪以及墊圈等器件為鐵超標的源頭，軸承保持架以及青銅襯套為銅超標的源頭。為有效解決這方面問題，提前拆除發動機，將其中的機匣以及機件等分解，將斷裂的軸承保持架取出，更換磨損的滾珠，重新檢查后組裝應用。結合這些內容可以發現，滑油監測技術及時幫助發動機進行安全預警，提高其運行的安全性。

結束語：

綜上所述，航空發動機中組件多元化，結構復雜，其安全直接關系到航空飛行安全，因此必須及時進行預防性監測維修。滑油監測技術的應用，在很大程度上幫助其解決了實時監測中的不足，為問題發現與安全處理提供了更多幫助，很大程度上保證了發動機運行安全，提高了預防性維修效率。

參考文獻：

[1]童建春，宋奕，曹防震.滑油監控技術在航空發動機故障診斷與狀態預測中的應用[C]//中國航空學會，2018.

[2]王曉娟，蔡春林.油液檢測監控技術在發動機修理中的有效應用[C]//中國航空學會救生專業委員會;湖北省航空學會，2019.

[3]姜旭峰，費逸偉，錢坤，等.滑油監測技術在航空發動機預防性維修中的應用[J].潤滑與密封，2020（02）：56-58.

（1.駐沈陽地區第二軍事代表室，遼寧 沈陽? 110000;2.駐沈陽地區第一軍事代表室，遼寧 沈陽? 110000）