航空发动机附件及厘传动齿轮失效分析研究
航空发动机附件及厘传动齿轮失效分析研究

航空发动机附件及厘传动齿轮失效分析研究摘要:航空发动机经常工作在高温、高速、高负荷、强振动的恶劣环境下,其内部的电气附件线路在这些恶劣环境中容易发生故障。
电气线路的绝缘性故障是一种常见的故障,分析电气附件线路中可能出现的绝缘性故障种类,并针对每种故障画出等效电路,然后进行仿真,从而得出结论。
总结并分析常见的绝缘性故障种类,可以提高发动机的维修效率,并保证飞机的飞行安全。
关键词:航空发动机;失效分析1 航空发动机附件及厘传动齿轮的故障原因分析航空发动机工作环境恶劣,系统之间互相影响,高温、高速、高负荷、强振动等因素都有可能引起电气附件线路产生故障,线路的绝缘层损坏是多种因素共同作用的结果。
电气线路的绝缘故障有以下两种特点:(1)线路集中,线路间挤压、摩擦等造成线路绝缘层损坏;(2)大面积的化学腐蚀、高温、高压等条件下引起线路老化,提前对线路进行测量可有效减少该类故障所引起的事故。
造成电气附件线路绝缘层腐蚀老化的原因主要有以下四种:(1)机械老化;(2)化学腐蚀;(3)热老化;(4)电老化。
2 航空发动机附件及厘传动齿轮故障种类波音公司的标准线路施工手册和空客公司的电器标准线路施工手册都对所有相关的电气附件的绝缘电阻最小值和电压值做了相应的数值要求。
通过查询PW4000系列某一型号航空发动机相应的标准线路施工手册,30多种电气附件涉及127处测量点,统计了这些绝缘测量点的测量方式。
通过分析该表,得到了两种发动机电气附件绝缘测量点的测量方式:第一种是同一个电气附件的不同测量点之间的测量方式,即Pin/Pin方式;第二种是同一个电气附件的测量点与地面之间的测量方式,即Pin/Gnd方式。
(1)Pin/Pin(层间)绝缘故障。
航空发动机电气附件数量极多,电气附件线路分布紧密,两束距离很近的导线如果出现线路绝缘层老化,并且没有及时发现并排除故障,则线路之间容易产生电弧,容易引发火灾,若该线路出现在油箱附近,则会引起爆炸事故,危害极大。
飞机发动机失效分析及维修保养技术研究

飞机发动机失效分析及维修保养技术研究第一章:引言飞机发动机是飞行的核心部件,其安全和稳定性对于飞行安全至关重要。
然而,尽管现代飞机发动机已经变得越来越可靠和复杂,但在实际运行中,由于各种原因,发动机失效仍然时有发生。
发动机失效可威胁飞行安全,引起重大事故。
因此,研究飞机发动机失效的原因和维修保养技术对于提高飞机的安全性能和可靠性至关重要。
第二章:飞机发动机失效原因2.1 材料问题发动机失效的原因之一是材料问题。
随着科学技术的不断发展,发动机工作温度和压力的连续提高,导致发动机材料要求越来越高。
高温、高压、高速等极端条件下工作的材料需要具备很高的强度、韧性、耐磨性和抗疲劳等性能,材料的品质不良会导致零部件失效。
2.2 操作问题在飞机运行过程中,飞机自身的操作问题也会导致发动机失效。
发动机失效与飞行员错误的操作有关。
例如,在驾驶新飞机或有不同操作限制的飞机时,飞行员可能会出现错误,误解或遗漏操作指南,做出错误的判断。
2.3 装配问题发动机的装配问题也是导致失效的原因之一。
飞机制造公司在飞机的装配中可能存在问题,导致发动机与其他零部件不匹配或配合不当,这会在飞行开始时导致发动机失效。
第三章:飞机发动机失效分类3.1 短暂失效短暂失效是指飞机发动机在某个瞬间或短时间内出现了故障,但是在保护措施下或恢复时间内恢复正常。
例如,斜喷嘴部分部电缆松脱后,导致飞机多次熄火,但是可能随着飞机的跑道和增加的油量,它们能够恢复正常。
3.2 持久失效持久失效是指发动机在飞行中出现严重毛病,无法立即恢复正常。
在这种情况下,必须采取必要的措施,例如空中抛锚、备降或直接降落来避免事故发生。
第四章:飞机发动机失效维修保养技术4.1 机械完整性技术机械完整性技术是指通过对飞机发动机部件进行检测和分析的技术,以确定可能出现问题的部件,并采取措施加以替换。
该技术包括加工处理技术,例如离心铸造和铸造攻击等。
4.2 日常保养技术日常保养技术是指通过对发动机维护和保养来预防发动机故障的技术。
航空发动机失效故障分析及预测

航空发动机失效故障分析及预测航空发动机作为航空器的“心脏”,是航空安全的重要组成部分。
然而,随着飞机在使用过程中的不断更新和改善,航空发动机所遇到的挑战也日益增多。
航空发动机失效故障的发生可能导致航班延误、航空器事故等严重后果,因此对于航空发动机失效故障的分析和预测,具有非常重要的意义。
航空发动机常见失效故障的分析航空发动机失效故障通常分为机械故障和电子故障两类。
机械故障主要包括以下情况:1、磨损随着使用时间的增长,航空发动机受到的磨损也会越来越大,因此就有可能出现某些机件的损坏、腐蚀和疲劳等问题。
2、断裂机械零件的过度应力或缺陷,会导致机械零件的断裂。
这种情况对于发动机的正常运行会造成很大的影响。
3、烧蚀高温燃气行经发动机内部的部件,也会导致零部件的烧蚀,当零件表面出现磨损或减轻时,零件替换是失效分析的解决方案。
电子故障主要包括以下情况:1、传感器故障传感器故障是航空发动机电子故障中的主要问题。
由于电子传感器接受燃油消耗、发动机温度等参数的数据,因此一旦发生故障,将会导致发动机的性能下降,从而影响飞行的安全。
2、电子控制单元故障电子控制单元指的是控制发动机性能和燃油消耗的电控系统,一旦出现故障,发动机就无法平稳运行。
航空发动机失效故障的预测航空发动机失效故障的预测需要航空公司在日常维护中进行维护记录的收集,并对各种可能的故障原因进行分析。
有关数据可以通过故障报告、技术文献、机械维修、工程服务和机上数据等不同渠道获悉。
然后,基于数据挖掘和统计分析等方法,对失效故障进行预测,以及对发动机失效故障的解决方案进行研究。
数据分析通过分析故障数据来了解航空发动机失效故障的全局状况,以及发现存在的问题和潜在故障,针对发现的问题进行研究,并优化航空发动机的设计,提高发动机的可靠性和安全性。
同时,通过确定可能导致失效故障的参数,采用各种算法技术,如神经网络、模糊逻辑、支持向量机等,对未来的失效故障进行预测。
统计分析通过对大量数据和信息的处理和分析,实现对失效故障的预测。
失效模式与影响分析在航空发动机设计中的应用研究

失效模式与影响分析在航空发动机设计中的应用研究航空发动机作为现代飞行器的关键部件之一,其可靠性和安全性直接关系着飞行器的飞行质量和旅客的安全。
然而,由于航空发动机的复杂性和高度集成性,其内部的失效原因和方式极其复杂,需要针对不同的失效情况进行全面、深入地分析。
为此,飞机行业采用失效模式与影响分析(FMEA)方法来系统地研究发动机部件的失效模式和影响,以及针对失效模式进行防范和优化设计。
本文将以失效模式与影响分析在航空发动机设计中的应用为主线,分别从失效模式与影响分析的概念、应用范围、评估方法、分析流程等方面进行论述。
一、失效模式与影响分析的概念失效模式与影响分析(FMEA)是一个系统的、有序的过程,旨在识别某个系统、产品或过程中的潜在失效模式、评估失效威胁的程度,并以此为基础来制定改进或预防措施。
失效模式与影响分析的目的是识别和分析可能导致系统失效的所有因素,从而建立一套有效的监测和控制机制,使系统达到最佳性能。
在航空发动机设计中,采用失效模式与影响分析的主要目的是确保发动机的安全、可靠、高效运行。
二、失效模式与影响分析的应用范围失效模式与影响分析可以用于各类产品、系统和服务的设计、生产和维护过程中。
在航空发动机设计中,失效模式与影响分析被广泛应用于发动机的设计和制造的整个生命周期,包括因销售和运营而产生的维修和保养。
失效模式与影响分析可以为航空发动机设计和生产阶段提供有价值的信息和数据,以确保最终产品质量的优化。
三、失效模式与影响分析的评估方法失效模式与影响分析的评估方法可以通过以下几个步骤来实现:1、识别失效模式。
通过对发动机的结构和工作原理进行详细分析,确定发动机潜在的失效模式,列出失效模式清单。
2、评估失效后果。
对每个失效模式进行评估,确定失效对飞机和乘客的影响程度和可能性,列出失效影响清单。
3、确定失效原因。
从发动机内陆续可以影响其失效的因素中,找出可能导致失效的根本原因。
4、制定改进预防措施。
航空发动机失效诊断与故障排除技术研究

航空发动机失效诊断与故障排除技术研究航空发动机是飞机上最重要的部件之一,其正常运行对于航班的安全至关重要。
然而,由于航空发动机的工作条件十分苛刻,不可避免地会出现失效和故障。
如果这样的问题没有得到及时有效的诊断和排除,将会对飞行安全产生巨大的危害。
因此,航空发动机失效诊断和故障排除技术的研究与应用具有重要的实用价值和意义。
本文将从航空发动机失效的原因、失效的类型、诊断与排除技术以及未来的研究方向等方面进行探讨。
一、航空发动机失效原因航空发动机失效的原因多种多样,例如磨损、材料疲劳、高温、高压、机械损坏、氧化腐蚀、航空发动机设计和制造等。
随着技术的不断进步和应用,航空发动机失效的根本原因也在不同阶段发生了变化。
在早期,航空发动机的失效主要是由于材料和机械问题引起的。
随着工业技术的发展,航空发动机的设计和制造水平不断提高,材料和机械问题越来越少见,而高温、高压和化学侵蚀等问题却成为了主要原因。
因此,能够准确识别航空发动机失效的类型和原因,对于保障飞行安全具有至关重要的意义。
二、航空发动机失效的类型航空发动机失效的类型不尽相同,细分来看大概有以下几种类型:1. 绝缘故障:发动机工作失效,导致电路或元器件的运行故障。
随着现代航空发动机电控技术的发展,电路和元器件的故障诊断和排除技术已经成熟,被广泛应用。
2. 温度故障:发动机长时间处于高温状态,导致内部温度逐渐升高,这将会导致发动机工作失效。
现代的发动机制造技术已经能够很好地应对温度故障问题,比如使用金属涂层抵御高温等。
3. 沉淀故障:航空发动机长时间未使用,导致内部的沉淀物形成导致故障。
沉淀故障比较常见,常见于长时间未用的航空发动机。
4. 密封故障:发动机内部密封不严,导致空气混入,导致损坏。
现代的制造技术已经可以很好地解析密封故障的问题。
以上仅为常见的几种情况,航空发动机失效的类型还有很多种,每一种情况都需要通过专业的技术手段进行准确诊断和排除。
三、航空发动机失效诊断与故障排除技术航空发动机失效的诊断和排除需要专门的技术手段,以下列出几种常见的技术手段:1. 热成像:通过热成像仪设备等,实现对航空发动机内部热量分布的监控。
航空发动机失效原因分析及预测方法研究

航空发动机失效原因分析及预测方法研究随着空中交通事故不断增加,对航空发动机的研究得到了更多的关注。
毕竟航空发动机的失效原因是导致空难的主要原因之一。
因此,航空发动机的失效预测成为了科学家追逐的目标。
一、航空发动机失效原因分析航空发动机失效通常会导致飞机跌落。
对于航空发动机的技术攻关,需要科学家探讨失效原因和解决方案。
1. 疲劳裂纹疲劳裂纹是导致航空发动机失效的一种常见原因。
当发动机的金属部件受到循环应力和振动时,强度会不断下降,时间久了会出现裂纹。
这个问题需要科学家针对疲劳裂纹的防治技术进行研究,以防止它的产生。
2. 计算机故障随着科技的发展,现代航空发动机越来越依赖计算机控制系统工作。
因此,计算机故障成为了导致航空发动机失效的另一种原因。
需要科学家从软件、硬件两方面进行深入研究。
3. 人为因素人为因素也是导致航空发动机失效的一个非常重要的因素。
例如,工人粗心大意、操作不当、驾驶员飞行误差等都是可能导致失效的因素。
科学家需要从深层次研究人的心理和行为,并通过完善管理流程来提高操作人员的操作水平。
二、航空发动机失效预测方法研究航空发动机的失效预测技术是一项非常重要的技术。
预测技术可以让飞机在出行前进行检查,确定发动机是否失效,从而保证安全。
1. 数据分析预测技术的第一步是收集和分析相关数据。
数据需要从各种各样的来源收集到,如传感器、运行故障、气象信息等。
科学家需要对获取的数据进行分析,预测出潜在的错误。
2. 机器学习随着人工智能的快速发展,机器学习已经成为了预测技术的主要手段之一。
科学家可以采用监督式、半监督式和无监督式的机器学习技术来对数据进行分析和预测。
3. 物理建模物理建模是通过模拟物理过程来预测未来的技术。
科学家可以通过3D建模或流体力学等模拟软件来建立物理模型,预测航空发动机失败的可能性。
物理建模适合于需要对特定物理环境具有更好的理解的预测问题。
4. 故障诊断故障诊断技术是将已经发生的故障与当前状态进行关联,然后预测未来故障的可能性。
航空发动机系统失效分析与优化
航空发动机系统失效分析与优化航空发动机作为飞机的核心部件,其稳定性和可靠性对于飞行安全至关重要。
然而,在实际使用过程中,航空发动机系统可能会出现失效现象,严重威胁着飞行安全。
因此,航空发动机系统的失效分析与优化成为了一个非常重要的领域。
一、航空发动机系统的失效原因航空发动机系统的失效主要是由以下几个方面原因造成的:(一)设计问题:航空发动机系统设计不合理或者使用了低质量的零部件,如采用了过小或过大的零部件,会影响航空发动机的性能和寿命,进而导致航空发动机系统失效。
(二)制造质量问题:航空发动机系统的制造过程中,可能会存在质量问题,如焊接不良、零部件的制造材料不符合规定等等,这些问题会导致航空发动机系统出现故障或损坏。
(三)使用阶段问题:航空发动机系统在飞行过程中,可能会受到外界环境的影响,如高温、高压、高速等等,这些因素会加速航空发动机系统的老化和损坏;另外,在使用过程中,航空发动机系统的维护和保养问题也很重要,如不及时更换零部件,不对零部件进行清洗维护等等,都会影响到航空发动机系统的正常使用。
二、航空发动机系统失效的影响航空发动机系统失效不仅会造成飞行安全隐患,还会对飞行的效率和经济造成不良影响。
如果航空发动机系统失效导致飞机滑行或者降落时出现问题,很可能会引起重大的事故,危及机上人员的生命安全。
而且,飞机的维护和修理费用也会大幅度增加,影响到飞行成本和效益。
三、航空发动机系统失效的优化方案针对航空发动机系统失效,最有效的措施是进行优化方案,以确保航空发动机系统的良好运行状态。
以下是一些可行的航空发动机系统失效优化方案:(一)设计合理:确保航空发动机系统的设计符合规范,零部件尺寸合理,材料优质,以及一系列有效的提高可靠性的工程技术措施。
(二)制造品质可靠:控制好制造质量,制造工艺要规范,确保所有的零部件都符合制造工艺和规范要求,避免因制造缺陷导致航空发动机系统失效。
(三)定期检查:保持航空发动机系统的良好状态,定期检查和维修至关重要,如更换磨损的零部件,清洗过滤器和紧急切断系统等等,为防止未知的故障带来的安全风险。
航空发动机失效故障诊断技术研究
航空发动机失效故障诊断技术研究一、背景介绍航空发动机作为飞机的核心部件,其失效故障会对飞机的安全造成严重威胁。
因此,对于航空发动机的失效故障的及时诊断与修复非常重要,大大提高了飞机的安全性能。
随着航空工业的不断发展,航空发动机失效故障诊断技术也在不断地得到进步和完善。
二、航空发动机失效故障的类型航空发动机失效故障的类型较多,主要包括以下几个方面:1、低压压气碰磨失效该故障多发生在涡轮增压器的前端部件,主要是由于旋涡流和湍流流动的存在引起。
其故障表现为飞机的动力性能下降,增压器出口压力降低,喘振音变大等。
2、高压压气碰磨失效该故障主要发生在高压压气组件上,其表现为高压压气涡轮和低压涡轮之间的压力下降,飞机失去推力。
同时,该故障还会导致高温燃气流向涡轮增压器后端过热,引起涡轮增压器的叶片受热变形,甚至熔化。
3、机械故障失效该故障主要是由于发动机机械部件的失效引起的,如燃油泵故障、冷却泵故障、失速保护阀故障等。
其表现为发动机噪声、震动、燃油喷量不足等。
4、磨损损伤失效磨损损伤失效主要是由于长时间的使用所引起的,其表现为压气机进口温度升高,导致高压涡轮下降和飞行速度下降。
同时,发动机的消耗也会大大增加。
三、航空发动机失效故障诊断技术的研究1、故障代码的研究在现代航空发动机上,内置了先进的电子系统,可以对发动机进行实时监控和故障诊断。
一些航空公司还会积极地建立和完善自己的故障代码库,以便对航空发动机的故障信息进行及时和准确的记录和分析。
同时,故障代码库还可以为航空公司提供快捷、准确的故障诊断服务,提高飞机的利用率。
2、振动诊断技术的研究在航空发动机的故障诊断中,振动诊断技术被广泛使用。
通过在发动机不同部位上安装加速度传感器,可以实时测量发动机的振动情况。
然后对振动的频率、幅值等参数进行分析,找出故障点并进行处理。
3、智能算法的研究智能算法指的是采用人工智能技术来进行航空发动机故障诊断。
该技术可以依靠机器学习、神经网络、遗传算法等技术,从大量的数据集中发现规律,并对发动机进行快速准确的故障判断。
航空发动机附件机匣结构设计及齿轮强度分析
航空发动机附件机匣结构设计及齿轮强度分析郭梅;邢彬;史妍妍【摘要】以适应某型航空发动机功能要求设计的附件机匣为研究对象,将国内外先进设计理念融入结构设计和强度分析中。
采用高可靠性结构设计方法进行齿轮、轴承等重要传动部件设计;分析了齿轮疲劳强度,考虑了壳体、轴的实际刚度对齿轮疲劳强度的影响,使分析结果更接近真实情况。
该附件机匣随发动机累计试车超过300h仍工作状态良好,表明其结构设计合理,能够满足发动机附件传动功能要求。
%To meet the function requirement for an aeroengine, the structural design and strength analysis of accessory gearbox system were carried through the domestic and international advanced design theory. The important transmission parts including the gear and bearing were designed by the high reliability structure design method. The gear tooth fatigue strength was analyzed detailedly and the effect of the real stiffness of case and shaft on the gear fatigue strength was considered, and the result was close to the reality, The system work well after more than 300 hours engine test. The results indicate that the accessory gearbox has reasonable structure design and meet the transmission functions.【期刊名称】《航空发动机》【年(卷),期】2012(038)003【总页数】3页(P9-11)【关键词】附件机匣;齿轮;轴承;疲劳强度;航空发动机【作者】郭梅;邢彬;史妍妍【作者单位】中航工业沈阳发动机设计研究所,沈阳110015;中航工业沈阳发动机设计研究所,沈阳110015;中航工业沈阳发动机设计研究所,沈阳110015【正文语种】中文【中图分类】V230 引言附件机匣作为航空发动机的重要部件之一,在发动机起动时为其提供扭矩,在发动机工作时,从发动机提取功率用于驱动飞机和发动机附件,保证飞机电子设备等部件正常工作,其重要性已超越传统的“附件”意义,成为发动机技术发展的六大部分之一[1]。
发动机传动轴齿轮断裂失效分析
第20 第 3期 2卷 8月 0 7年
失 效 分 析 与 预 防
A g s,0 7 uut20
Vo . No 3 1 。 .
发 动 机 传 动 轴 齿 轮 断裂 失效 分 析
白明远 刘高远 王大为 , ,
(. 1 北京 航 空材 料 研 究 院 , 国航 空 工 业 失 效 分析 中心 , 京 中 北 10 9 ; 0 0 5
BAI Mi — ua ,LI Ga — ua , ANG — l ng y n U o y n W Da we ’
( .F ir nl iC n rfA i i ds i hn B n ntue Arn ui l t is B r g 10 9 , i ; 1 al e ay s et v t nI ute o C i u A s e o a o n r s f a, e gIstt o e a t a Ma r l, ei 0 0 5 C n i f o c ea n h a
过程。
【 关键词] 传动轴齿轮 ; 接触疲劳 ; 疲劳断裂 【 中图分类号 ] V 3 . 22 8 【 文献标 识码] A 【 文章编号 ] 17 -2 4 20 )30 3 -5 6 36 1 ( 0 7 0 - 70 0
Fr c u e Fal e Anay i fTr n m iso a tG e r o n atr i ur l sso a s s i n Sh f a fa Engne i
e r Wa tO hs h o t o s n t n t d t x d e n t e s r c t r mis h a i t e a t r g a s O ih,t e c n i u u et i i e i e e u a tly ro h u a e o e ta s s in s at e sa o h rf co n y r nh n a f f h n o f gr n id c dteft e n u e ai .W e r c mme d t r c e n t d n rc s a a ee s o o h te ta s s in s atg a d t e ma c h u g o e n o p f tt i i ig p o e sp m tr b t h r mis h r a t ・ e e h r r f n o f e n h
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航空发动机附件及厘传动齿轮失效分析研究
发表时间:2018-07-05T14:46:47.457Z 来源:《建筑模拟》2018年第6期作者:白兆宏赵冬来董雪莲
[导读] 航空发动机经常工作在高温、高速、高负荷、强振动的恶劣环境下,其内部的电气附件线路在这些恶劣环境中容易发生故障。
中国航发哈尔滨东安发动机有限公司黑龙江省哈尔滨市 150066
摘要:航空发动机经常工作在高温、高速、高负荷、强振动的恶劣环境下,其内部的电气附件线路在这些恶劣环境中容易发生故障。
电气线路的绝缘性故障是一种常见的故障,分析电气附件线路中可能出现的绝缘性故障种类,并针对每种故障画出等效电路,然后进行仿真,从而得出结论。
总结并分析常见的绝缘性故障种类,可以提高发动机的维修效率,并保证飞机的飞行安全。
关键词:航空发动机;失效分析
1 航空发动机附件及厘传动齿轮的故障原因分析
航空发动机工作环境恶劣,系统之间互相影响,高温、高速、高负荷、强振动等因素都有可能引起电气附件线路产生故障,线路的绝缘层损坏是多种因素共同作用的结果。
电气线路的绝缘故障有以下两种特点:(1)线路集中,线路间挤压、摩擦等造成线路绝缘层损坏;(2)大面积的化学腐蚀、高温、高压等条件下引起线路老化,提前对线路进行测量可有效减少该类故障所引起的事故。
造成电气附件线路绝缘层腐蚀老化的原因主要有以下四种:(1)机械老化;(2)化学腐蚀;(3)热老化;(4)电老化。
2 航空发动机附件及厘传动齿轮故障种类
波音公司的标准线路施工手册和空客公司的电器标准线路施工手册都对所有相关的电气附件的绝缘电阻最小值和电压值做了相应的数值要求。
通过查询PW4000系列某一型号航空发动机相应的标准线路施工手册,30多种电气附件涉及127处测量点,统计了这些绝缘测量点的测量方式。
通过分析该表,得到了两种发动机电气附件绝缘测量点的测量方式:第一种是同一个电气附件的不同测量点之间的测量方式,即
Pin/Pin方式;第二种是同一个电气附件的测量点与地面之间的测量方式,即Pin/Gnd方式。
(1)Pin/Pin(层间)绝缘故障。
航空发动机电气附件数量极多,电气附件线路分布紧密,两束距离很近的导线如果出现线路绝缘层老化,并且没有及时发现并排除故障,则线路之间容易产生电弧,容易引发火灾,若该线路出现在油箱附近,则会引起爆炸事故,危害极大。
(2)Pin/Gnd故障。
电气附件线路的绝缘层老化时,导线对地的绝缘电阻就会减小,有可能引起电压击穿,回流过大,使得线路绝缘层被烧焦,对飞行安全造成极大危害。
3 航空发动机附件及厘传动齿轮故障仿真
为了更有效地保证飞机的飞行安全,我们要对发动机电气附件线路绝缘故障进行预防,在此对上述电气附件中的线圈两种绝缘故障进行仿真,分析电气附件的绝缘性能的好坏对系统的影响。
3.1 电气附件对地绝缘故障仿真
在电气附件的绝缘介质发生老化的过程中,产生绝缘故障的地方对地电容是随着绝缘老化程度的不断加深而逐渐增大,对地的绝缘电阻是随着绝缘老化程度的不断加深而逐渐减小的。
定义在航空发动机电气附件绝缘介质中某一处出现绝缘老化现象,当此处的等效绝缘电阻Ro、等效绝缘电容Co的值不断变化时,测出等效绝缘电阻Ro与接地线之间的电压,可以得到等效绝缘电阻Ro与绝缘处电压Uo之间的关系。
通过固定等效绝缘电容Co的值,不断改变线圈对地的等效绝缘电阻模拟传感器线圈绝缘性故障,可以得到绝缘处电压与等效绝缘阻值变化的关系。
当绝缘故障处的等效电容Co取一系列固定值时,通过不断的改变线圈对地的阻值模拟绝缘性能变化过程,可以得到绝缘故障处电压Uo 随绝缘介质对地绝缘阻值Ro变化的关系。
我们可以分析,当绝缘故障处的电容Co分别取不同值时,随着绝缘电阻Ro的不断减小,绝缘故障处的电压Uo存在着明显的过度变化,在图中的拐点之前,绝缘故障处的电压Uo随着等效绝缘电阻Ro的减小几乎没有任何变化,而在等效绝缘电阻Ro的值继续变小出现在拐点之后,绝缘故障处的电压Uo随着等效绝缘电阻Ro的减小直线上升。
从图中可以看出,拐点对应的等效绝缘电阻最小值R'可以看作判断绝缘电阻性能好坏的标志,当等效绝缘电阻值大于R'时,航空发动机电气附件的绝缘性能良好,当等效绝缘电阻值小于R'时,航空发动机电气附件的绝缘性能出现故障。
在等效绝缘电阻小于R'并持续减小时,可以看到对地电压值直线上升,发生了电压击穿现象。
在飞机附件维修手册中对每一个电气附件的等效绝缘最小值R'都给出了详细的值。
3.2 电气附件层间绝缘故障仿真
航空发动机电气附件长时间运行在高温、潮湿、震动等十分恶劣的环境中,在电磁、电场、机械、化学等外因的作用下,电气附件中线圈的绝缘层十分容易发生损坏,绝缘层损坏导致两个线圈之间会出现金属导体裸漏,造成两者之间的气体间隙被击穿,发生电弧现象。
航空发动机内部一般使用的是幅值为115V、频率为400Hz的交流电,在线圈发生绝缘磨损后,将两线圈之间的绝缘值等效为Z,由此电弧故障的简化等效电路图。
当发动机电气附件中线圈的绝缘层磨损十分严重时,层间绝缘故障基本上相当于短路,取极端情况下等效绝缘电阻R的阻值,即等效绝缘电阻R趋向于零,得到电流的变化。
在发动机电气附件中的线圈绝缘正常没有层间绝缘故障时,等效绝缘电阻R在兆欧的级别,取极端情况下等效绝缘电阻R的阻值,即等效绝缘电阻R趋向于无穷大,电流的变化。
通过不断减小等效绝缘电阻R的阻值,即R从无穷大不断减小到0,仿真两个线圈之间绝缘老化现象发生时,两个线圈之间的电流与等效绝缘电阻R之间的关系如图6所示。
4、故障诊断技术的发展趋势
4.1 实时化
航空发动机安全性要求极高,工作状态瞬息万变。
诊断系统要达到实时性,必须满足许多非常严格的要求,这在工程实践中可能是无法满足的。
因而实时化不是死板地要求在线实时诊断,而是要提高诊断反应速度,尽量达到实时诊断,从而即提高诊断效率,又为维修策
略的制定争取时间。
4.2 智能化
诊断智能化的基本要求就是要在缺乏领域专家的情况下,仍然能够准确、迅速而自主地完成诊断任务;更高一步的要求是诊断系统能够在运行过程中,半自主甚至是全白手地学习吸收新的专家知识,从而自我完善。
诊断智能化的同时也是诊断技术以及诊断系统在工程实践中推广应用的必备条件。
4.3 统化系
诊断的系统化有两层含义。
首先,对于某项监测诊断任务而言,由于具体故障可能显示出多种类型的征兆信息,可以采用的监测与诊断技术也很多,得到的初步诊断结果可能互相验证,也可能互相矛盾,因此必须等进行深入分析,从而判断强调多故障征兆信息的系统化融合诊断,以提高诊断准发动机滑油分析技术脱确度。
其次,航空发动机可能同时存在多种故障,各种故障之间相互联系,相互影响,因此必须完成由传统的单故障诊断向多故障并行诊断的转变,同时能够区别对待局部故障和系统故障。
5 结束语
本文对航空发动机附件及厘传动齿轮失效进行了介绍,分析了各类故障产生的原理,为日后故障检测方法的研究与技术层面上的改善打下了基础。
通过研究关于民用航空发动机电气线路绝缘性问题的大量资料,并将其按原理进行了分类,建立了故障模型,通过对模型的仿真,研究了有关电气附件线路绝缘故障问题,希望对提高发动机的维修效率和保障民航客机的安全有所帮助。
参考文献
[1]程勇,廖明夫,王俨剀.航空发动机齿轮传动系统动力学特性研究[J].科学技术与工程,2014,14(14):98-106.
[2]王丹,陆瑞成,闫玉涛,孙志礼.航空发动机齿轮接触分析与修形研究[J].东北大学学报(自然科学版),2013,34(08):1171-1174.。