10-涡轮
航空发动机涡轮叶片材料的应用与发展
第23卷 增刊 2 钢铁研究学报 V ol.23, Supplement 2 2011年12月 Journal of Iron and Steel Research December 2011____________________________________作者简介：董志国（1977—），男，博士，主要从事航空发动机设计选材工作航空发动机涡轮叶片材料的应用与发展董志国， 王 鸣， 李晓欣， 滕佰秋（沈阳发动机设计研究所，辽宁 沈阳 110015）摘 要：从技术发展的角度介绍了航空发动机涡轮叶片材料的应用情况，阐述了涡轮叶片设计思想的发展、对未来涡轮叶片可供选用的新材料进行了前瞻。
关键词：航空发动机；涡轮叶片；高温合金；发展Application and Progress of Materials for Turbine Bladeof AeroengineDONG Zhi-guo, WANG Ming, LI Xiao-xin, TENG Bai-qiu(Shenyang Aeroengine Research Institute, Shenyang 110015, Liaoning, China)Abstract: From the viewpoint of technological development, we introduce the applications of the turbine blade of aeroengine. illustrate the progress of the design ideas about turbine blade and look forward to the new available materials used in turbine blane. Key words: aeroengine; turbovane; superalloy; progress1 引言燃气涡轮是航空燃气涡轮发动机的重要部件之一，为使航空燃气涡轮发动机在尺寸小、重量轻的情况下获得高性能，主要的措施是采用更高的燃气温度。
涡轮增压器简介
4. 点火开关置于 ON 位置，测试 5伏参考电压电路端子3 或 C 和搭铁之 间的电压是否为 4.8–5.2伏
– 如果低于规定范围，测试 5伏参考电压电路是否对搭铁短路或开 路/电阻过大， 如果电路测试正常则更换 ECM（K20）。 – 如果高于规定范围，测试 5伏参考电压电路是否对电压短路，如 果电路测试正常，则更换 ECM（K20）。
P0299 / P0置并持续 90秒钟，断开增压压力传感器上的线 束连接器。
3. 测试低电平参考电压电路端子1 或 A 和搭铁之间的电阻是否小于 5 欧。
– 如果大于规定范围，则测试低电平参考电压电路是否开路/电阻过 大，如果电路测试正常，则更换 ECM（K20）。
P0299 / P0234电路/系统检查
正常的涡 轮增压器
P0299 /P0234电路/系统检查
• P0299 （涡轮增压器发动机增压不足）： 发动机控制模块检测到实际 的增压压力小于期望的增压压力并持续 4秒钟以上或累计达 50秒钟。 • P0234 （涡轮增压器发动机增压过高 ）： 发动机控制模块检测到实际 的增压压力大于期望的增压压力并持续 3秒钟以上或累计达 50秒钟。 • P0299 / P0234都是由增压压力传感器检测的。
涡轮增压器工作原理简介
泵轮
泵轮
泵轮 出气口 泵轮
涡轮增压器上有润滑系统和冷却系统两套管路，为其润滑和降低工作温度。
涡轮增压器工作原理简介
涡轮增压器的控制
废气旁通阀 及其控制电磁阀
进气旁通阀 及其控制电磁阀、 真空罐
废气旁通阀的控制
• Buick Regal 2.0T涡轮增压器能产生高达 1.40 Bar的增压压力，也就 是绝对压力为2.40 Bar，增压压力的调节是通过废气旁通阀来实现的。 • 废气旁通阀： – 废气旁通控制电磁阀（ 3通）调节增压压力和大气压力的压差来 控制膜片阀的运动，从而调节废气门的开度，达到调节进气压力 值的目的 – 废气旁通控制电磁阀由ECM 通过脉宽调制信号（PWM）控制 – 膜片阀连杆上的螺纹杆和螺母的位置不准调整
MIK-LWGY讲解
涡轮流量传感器安装使用说明书一、概述涡轮流量传感器（以下简称传感器）基于力矩平衡原理。
传感器具有结构简单、轻巧、精度高、复现性好、反应灵敏，安装维护使用方便等特点，广泛用于石油、化工、冶金、供水、造纸等行业，是流量计量和节能的理想仪表。
选用本产品的防爆型式(ExmIIT6),可在有爆炸危险的环境中使用。
传感器适用于在工作温度下粘度小于5×10-6m2/s的介质，对于粘度大于5×10-6m2/s的液体，要对传感器进行实液标定后使用。
如用户需用特殊形式的传感器，可协商订货，需防爆型传感器时，在订货中加以说明。
(1) 基本参数：见表（一）DN4—DN40口径的传感器为螺纹连接，最大工作压力为6.3Mpa；DN50—DN200口径的传感器为法兰连接, 最大工作压力为2.5Mpa；DN4—DN10口径的传感器带有前后直管段、过滤器。
DN15以上口径的传感器我公司可配套前后直管段。
DN25－DN40口径的传感器也可制作成法兰连接，但需在订货时说明。
(2) 介质温度：-20～＋120℃。
(3) 环境温度：-20～＋55℃。
(4) 供电电源：电压：12V±10%, 电流：≤10mA。
(5) 输出电压幅值：高电平≥8V，低电平≤0.8V。
(6) 传输距离：传感器至显示仪表的距离可达1000m。
2．3．1 安装传感器的安装方式根据规格不同，采用螺纹或法兰连接，安装方式见图（一）、图（二）、图（三），安装尺寸见表（二）。
1.过滤器2.前直管段3.叶轮4.前置放大器5.壳体6.后直管段整表结构图图（一）—4～10传感器结构及安装尺寸示意图1. 壳体 2．前导向件 3．叶轮 4．后导向件 5．前置放大器图（二）—15～40传感器结构及安装尺寸示意图5．前置放大器 6．叶轮 7．轴承 8．轴传感器可能产生的一般故障及消除方法见表(三)，维护周期不应超过半年。
用户遵守说明书的规定进行保管和使用的情况下，从制造厂发货日起一年内，传感器因制造不良以至不能正常工作时，制造厂可免费修理。
美国高性能涡轮发动机技术IHPTET研究计划简介
美国高性能涡轮发动机技术IHPTET 研究计划简介1、综合高性能涡轮发动机技术计划1988年，美国空军首先发起制订并实施高性能涡轮发动机技术(IHPTET)计划，空军、海军、陆军、国防部预研局、NASA和七家主要发动机制造商都参与了这项计划。
计划总的目标是到2005年使航空推进系统能力翻一番，即推重比或功率重量比增加100%~120%，耗油率下降15%~30%。
也就是说，要用15~20年时间取得过去30~40年取得的成就，生产和维修成本降低35%~60%。
可以说，航空推进技术正呈现出一种加速发展的态势。
在欧洲，以英国为主，意大利和德国参与共同实施了先进核心军用发动机计划的第二阶段(ACME-Ⅱ)，英国和法国又联合实施了先进军用发动机技术(AMET)计划。
ACME-Ⅱ的目标是在2005~2008年验证推重比18~20、耗油率降低15%~30%、制造成本低30%和寿命期费用低25%的技术。
俄罗斯也有类似的计划，其目标是在2010~2015年验证的技术，与俄罗斯的第五代发动机相比，重量减轻30~50%，耗油率减少15~30%，可靠性提高60%~80%，维修工作量减少50%~65%。
美国的IHPTET计划，它采取变革性的技术途径，综合运用发动机气动热力学、材料、结构设计和控制方面突破性的成就，大大提高涡轮前温度，简化结构，减轻重量，实现最佳性能控制，最终达到预定的目标。
计划投资50亿美元，以1995、2000和2005财年分为三个阶段，分别达到总目标的30%、60%和100%。
目前，第二阶段的任务已经完成，第三阶段计划正在实施中，已进入核心机的验证机试验阶段。
下面将以涡喷/涡扇发动机技术为例说明其进展。
●第一阶段ゾ方选普拉特惠特尼公司为主承包商，通用电气公司为备选承包商。
以普拉特惠特尼公司的XTE65/2验证机为代表，在1994年9月的试验中已经达到并超过了第一阶段的目标--推重比增加30%，涡轮进口温度比现有先进发动机高222℃，超过目标55℃。
EP6发动机介绍
2016/3/10 |培训分部|
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EP6CDTM 发动机介绍
正时链条张紧器
正时链条张紧器位于发动机缸盖的后部，用于压紧正时链导向，为了防止张紧器失 效，在它内部有一个阀门使其存有机油，顶端有机油孔。
2016/3/10 |培训分部|
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EP6CDTM 发动机介绍
润滑系
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组成
1.电控变排量机油泵 2.机油滤清器和它的支撑 3.涡轮增压器 4.凸轮轴、摇臂及液压挺杆 3
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5.真空泵
6.进气凸轮轴可变相位电磁阀 7.正时链条液压张紧器
8.活塞底部喷嘴、活塞、曲轴和连杆
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润滑系统压力 2016/3/10 |培训分部| 润滑系统回油
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EP6CDTM 发动机介绍
电控变排量机油泵
– a. 机油流量调节电磁阀 – b. 滤网 – A: 出油口（到机滤） – B: 压力油供给（来自机滤） – C:机油入口（来自油底壳） 机油泵在正常工作时，将机油压力控制在2 到 4.5 巴。
2016/3/10 |培训分部| 29
EP6CDTM 发动机介绍
活塞
活塞上有一个箭头（A），指向正时侧。 活塞中部有一个凹坑（B）使混合气体产生涡流便于混合。
A
B
活塞是轻合金材料，在活塞裙部和活塞顶部气门对应凹坑处涂有石墨材料。 活塞销和连杆小端是间隙配合，通过两个活塞销卡簧固定。
2016/3/10 |培训分部| 30
缸套是铸造在缸体内的，各缸套之间是连通的，这样便于更好地控制缸体上的温度。
一号气缸位于飞轮侧。
2016/3/10 |培训分部| 18
EP6CDTM 发动机介绍
缸体总成
核心机之路---浅谈第四代大推力军用涡轮风扇发动机发展
本明资料整理小文：核心机之路---浅谈第四代大推力军用涡轮风扇发动机发展警告：此文甚为枯燥冗长……自上世纪40年代涡轮喷气发动机诞生以来，大大促进了飞机飞行速度、高度航程的增加，获得了巨大的军事和经济效益。
世界上的航空发达国家执行了一系列航空发动机技术基础研究计划，推出一代又一代先进军民用发动机，跨上了一个又一个技术新台阶。
在短短不到60年的时间内，表征涡轮发动机综合性能水平指标的推重比已由当初的2提高到10一级，军、民用航空发动机性能水平得到了持续不断的提高。
航空发动机行业已成为世界航空强国的军事工业和国民经济的支柱产业。
航空发动机不仅仅是性能与结构的堆砌，更反应出一个国家航空动力产业的科研基础和工业实力，期中涉及到研制思想的转变，工艺材料的进步，设计方法和设计平台的改进以及航空发动机型谱体系构建方法等等并没有在航空发动机单个型号上直接体现出来的潜在因素才是决定一个国家航空发动机产业扬帆驶向何方的灯塔。
笔者在业余关注航空发动机，尤其是大推力军用涡轮风扇发动机的过程中，收集到了大量的专业书籍和科研论文，慢慢了解到了航空发动机研制背后的故事。
本文就是对大量涉及到第四代大推力军用涡轮风扇发动机发展专业资料的重新整理，归纳和总结，并加入了笔者一点点浅薄的观点，为了不使个人的观点影响到论述大推力军用涡轮风扇发动机发展的客观性，笔者尽量只是对科研资料进行重新归纳和整理，保持了科研资料在客观事实和观点上的完整性。
特此代表业余关注，热爱祖国航空动力事业的朋友们，向这些科研资料的作者，整理者，收集者表示衷心的敬意和感谢。
在现代战斗机设计中，首先要确定的就是发动机的推力级别、推力曲线特性和推重比，因为发动机的性能决定了战斗机的设计概念和性能用途。
航空发动机的研制装备和性能指标关系到国家安全和领土完整。
没有合适的发动机型号通常都会对战斗机设计和装备产生致命性的影响，从而导致整个空军的战术体系不完整和效能低下，而一款性能先进可靠性优秀的航空发动机也可以让战斗机性能“化腐朽为神奇”。
分子泵简介
分子泵分类
按转子结构特征：涡轮分子泵 牵引分子泵 复合分子泵 按轴承特性区分：磁悬浮轴承分子泵 机械轴承分子泵
涡轮分子泵概述
•
• • • 涡轮分子泵是靠高速旋转的动叶片和静止的定叶片相互配合来实现抽气， 获得超高真空的一种机械真空泵。 工作压力范围为1Pa~10-8Pa 。 先进的泵可以获得10-9Pa的极限压力。 泵的转速为10000r/min~50000r/min,这种泵的抽速范围很宽，在九个数 量级间具有恒定的抽速。 • 分子泵主要用作超高真空泵和高真空泵，但它不能直接对大气排气， 需要配前级真空泵。 • 分子泵对较轻气体抽速很大，对氢的抽速比对空气的抽速大20%。
容易卡住，所以牵引分子泵应用较子泵是涡轮分子泵与牵引分子泵的串联组合，集两种泵的优点于一
体，在很宽的压强范围内 (10-6~1Pa) 具有较大的抽速和较高的压缩比，大大 提高了出口压强。
复合式分子泵的形式很多，按结构分，主要有两种： • •
涡轮叶片与筒式牵引泵的串联组合 涡轮叶片与盘式牵引泵的串联组合
• 多级叶列组合时，在泵的吸入口附近应选择抽速大的叶片形状，压缩比可相 对小一些；经过几级叶列压缩后，压强增大，抽速下降，这时应选择压缩比
高抽速低的叶片形状——整个涡轮分子泵的就能获得抽速高、压缩比大、级
数少的结构。 • 叶片的速度比C1值越高，叶列的抽气性能越好，但是由于叶列受强度与气体
摩擦生热的限制，C1不能选的过高，一般选C1≤1.0
涡轮级主要用来提高泵的抽速，一般采用有利于提高抽速的叶片形状，级数
在10级以内。牵引级主要用来增加泵的压缩比，提高泵的出口压强
在复合分子泵的设计中，必须处理好涡轮级与牵引级之间的应配和衔接关系。
涡轮叶片与筒式牵引泵的组合
毕业论文-航空发动机涡轮叶片失效分析—歼10飞机涡轮叶片故障分析及维修
张家界航空工业职业技术学院毕业设计——歼10飞机涡轮叶片故障分析及维修指导老师：陈娜专业：航空机电设备维修班级：083542姓名：冯婷目录1.涡轮转子叶片结构特点 (3)2.叶片的工作条件 (4)3.涡轮转子叶片受力分析 (5)3.1叶片自身质量产生的离心力 (5)3.2作用在叶片上的弯曲应力 (6)3.3热应力 (6)3.4振动应力 (7)4.转子叶片的振动类型及其特征 (7)4.1转子叶片的震动分类与基本振型 (7)4.1.1尾流激振 (8)4.1.2颤振 (8)4.1.3随机振动 (8)5.叶片的失效模式 (8)5.1叶片的低周疲劳断裂失效 (9)5.2叶片扭转共振疲劳断裂失效 (10)5.3叶片的弯曲振动疲劳断裂失效 (10)5.4转子叶片的高温疲劳与热损伤疲劳断裂失效 (10)5.5转子叶片微动疲劳断裂失效 (11)5.6叶片腐蚀损伤疲劳断裂失效 (12)6.涡轮叶片失效的诊断技术 (13)6.1机上孔探检测 (13)6.2修理车间检测前的预清洗处理 (13)6.3叶片完整性检测 (13)6.4无损检测 (14)7.修理技术要求和修复方法 (14)7.1补焊材料选择 (14)7.2叶片叶尖裂纹补焊修复 (14)7.3结论 (15)8.提高涡轮叶片强度的几种措施 (16)8.1合理选材 (17)8.2改进工艺 (17)8.2.1锻、铸造工艺 (17)8.2.2机械加工工艺 (17)8.3表面强化 (18)8.4表面防护 (18)8.5合理维护和使用 (18)9.自我总结 (19)航空发动机涡轮叶片失效分析涡轮叶片是航空发动机最主要的部件之一，是高温、高负荷、结构复杂的典型热端构件，它的设计制造性能和可靠性直接关系到整台发动机的性能水平耐久性和寿命。
为了提高发动机的推重比，叶片设计时常采用比强度高的新材料；采用先进复杂的冷却结构及工艺；降低工作裕度等措施来实现。
因此，研究涡轮叶片失效分析对提高发动机工作安全及正确评估叶片的损伤形式和损伤程度有重要意义。
LWGY涡轮流量计说明书
LWGY基本型涡轮流量传感器（LWGYA型涡轮流量变送器）（LWGYB型涡轮流量计）（LWGYC型涡轮流量计）使用说明书目录一、概述 02二、LWGY基本型涡轮流量传感器02三、LWGYA型涡轮流量变送器07四、LWGYB型涡轮流量计08五、LWGYC型涡轮流量计09六、LWGYD型涡轮流量计09七、维修和常见故障 22八、运输、贮存 22九、开箱注意事项 22十、订货须知23一、概述LWGY系列涡轮流量传感器（以下简称传感器）基于力矩平衡原理，属于速度式流量仪表。
传感器具有结构简单、轻巧、精度高、复现性好、反应灵敏，安装维护使用方便等特点。
广泛用于石油、化工、冶金、供水、制药、环保等行业。
传感器与显示仪表配套使用，适用于测量封闭管道中无腐蚀，无纤维、颗粒等杂质，粘度小于5×10-6m2/s的液体介质。
二、LWGY基本型涡轮流量传感器1．工作原理液体介质流经传感器壳体，由于叶轮的叶片与流向形成特定的角度，流体的冲力使叶片具有转动力矩，克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转，在力矩平衡后转速稳定，转速与流速成正比，由于叶片有导磁性，它处于信号检测器的磁场中，旋转的叶片切割磁力线，周期性的改变着线圈的磁通量，从而使线圈两端感应出电脉冲信号。
信号经过放大器的放大整形，形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波，可传输至显示仪表，显示出流体的瞬时流量或总量。
在一定流量范围内，脉冲频率f与流经传感器的流体的瞬时流量Q成正比，流量方程为：kf Q ⨯=3600 式中： f ——脉冲频率[Hz]； k ——传感器的仪表系数[1/m 3]或[1/L]； Q ——流体的瞬时流量[m 3/h]或[L/h]； 3600——换算系数；每台传感器的仪表系数k 略有不同，这是由制造厂家通过流量装置实流校验得出，打印于合格证书中。
◆叶轮材质：2Cr13；◆DN4-DN40口径螺纹连接传感器的最大工作压力为6.3Mpa；◆DN15-DN80口径法兰连接传感器的最大工作压力为2.5Mpa；◆DN100-DN200口径法兰连接传感器的最大工作压力为1.6Mpa；◆DN4—DN10口径的传感器带有前后直管段、过滤器（Y字型）；◆可测介质温度：-20～＋80℃；◆可测介质粘度：＜5×10-6m2/s；◆使用环境相对湿度：5%～90%；◆使用环境温度：-20～＋55℃。
大小鼠洞
小鼠洞是用来临时存放钻杆单根或接钻具用，从钻台面到方井的深度满足了长度要求，所以一般不打，或凿一个深几十公分的10"直径左右的坑就行。
小鼠洞有时会下一根9-5/8”或13-3/8"套管作为鼠洞管，管的下部不同位置割洞插插销，用于调节钻杆或其他管柱放入小鼠洞管后钻台面得出露长度。
大鼠洞是用于放方钻杆，由于方钻杆一般12~15米左右，所以在方井内底部还需要打一个3~5米左右的洞（如果方钻杆斜对下来不在方井内而在地面的话就需要打5~8米），是用螺杆或涡轮带钻头打出的，一般使用16"或12-1 /4"钻头打洞，下13-3/8" 或9-5/8" 套管。
现在很多钻机都配备顶驱，不使用方钻杆，所以也就不需要打大鼠洞。
钻鼠洞和下鼠管为了在起下钻中放置方钻杆，水龙头和钻进时接单根操作，开钻前要钻大小鼠洞与下鼠洞管。
大鼠洞管用10”～1 2”废旧套管制成，长度应比方钻杆(包括其上，下接头)长2～3米以上。
小鼠洞管一般用8”废旧套管制成，长度应比要存放的钻杆单根(双根)长1～2米。
鼠洞管的位置、斜度与方钻杆入鼠洞，摘挂大钩等操作有密切关系，一定要适合。
例如TJ 一41型井架钻台面宽8米。
大鼠洞的位置在井眼与井架大腿的连线上，或略偏于指重表方向2～3公寸，距离井口约为2.6米，并向井架大腿方向倾斜约8°～10°左右。
钻鼠洞的方法应根据地表土质的情况而定，当地表土质松软时可用水力冲蚀的方法钻成，这种方法比较简单，具体作法是将方钻杆接上钻头下放到离地面0.1米的预定位置，开泵下放并在下放时用链钳在钻台上转动方钻杆，直到钻成．需注意的是冲鼠洞的位置一定要控制好，为此在整个过程中应将水龙头及方钻杆用绷绳绷住以保证鼠洞按规定的倾斜度钻成．我国北方一些油田，由于表土较为疏松多采用这种冲鼠洞的方法。
当表土较为结实时，可用涡轮钻鼠洞．一般用8”或10’涡轮带153/4”钻头钻进。