滑油监测技术在航空发动机预防性维修中的应用研究

田野 于鑫

摘要：航空发动机预防性维修作为保障航空发动机运行安全的前提条件，积极应用滑油监测技术，科学开展预防性维修处理。由此为基础对滑油监测技术进行详细介绍，并根据应用实例认识到滑油监测技术的应用优势，目的在于在航空发动机预防性维修中科学应用滑油监测技术。

关键词：滑油监测技术;磁塞检测法;光谱分析法;铁谱分析法

航空发动机预防性维修中积极应用滑油监测技术，积极发挥其循环使用的优势，对发动机运行状态以及相关组件的磨损等进行分析检测，不仅准确测出器件应用疲劳破裂情况，及时为工作人员展示发动机具体情况，为发动机问题的分析以及损伤情况判断提供依据，有效延长发动机相关组件使用寿命，保证航空发动机应用安全。

一、磁塞检测法

磁塞检测法就是在回油路的各个位置科学安装磁性金属屑探测器，其中探测器中的滤网与永磁铁会将机件运行磨损掉落的铁磁性金属吸附到设备中。发动机停止运行后，检修维护前工作人员需要拿出磁性探针进行全面的检测，了解磁性探针上附着的金属颜色、形态、数量、大小等数据，并以此为基础分析出发动机内部零件的状态，是否存在疲劳损伤、过磨损度过大等现象，同时还需要以此为基础制定合理的应对方案，即初步预测发动机内部存在的故障和问题[1]。使用磁塞探测法时需要的机械设备内部结构应较为简单、操作也具有较强的方便性，因此在航空发动机预防性维修中属于常用的滑油监测技术。受客观因素影响，磁塞检测法只能吸附铁磁性金属，若存在非铁磁性机件磨损屑则无法被检测。滑油中通常含有数量巨大的直径小于50微米的金属屑，其有着较小的磁矩，金属探针无法对其进行吸附，进而导致检测样本数量相对较少，因此磁塞检测法展示出的磨损情况缺少全面性。型号相同的两台发动机中存在的初始金属屑有着较大的差异，无法制定标准的界线。滑油中含有大量金属屑，磁性探针处于饱和状态后就无法继续吸附金属碎屑，这也导致数据采集不完整，需要定期更换磁性探针。

二、光谱分析法

航空发动机处于运行状态时，机件磨损位置会不断掉落相应数量的金属屑，并逐渐融入到滑油中，并与滑油共同进行循环。虽然金属屑探测器与油滤会过滤掉直径较大的金属屑，但滑油中仍含有大量直径较小的金属屑，使用磁塞检测法时检测的发动机磨损状态缺少全面性，会出现一定的误差。这时科学运用光谱分析法可较为全面的发现滑油中存在的钛、镍、镁、锡、铬、铜、铝、铁金属屑[2]。应用谱分析法的主要原理就是燃烧收取的滑油样本，这时各种金属颗粒均会展示出的特定元素辐射光谱，而光的强度与滑油中的金属含量有着密切的联系。结合实验检测出的脉冲计数率、放射强度、光谱等数据信息可了解较为精准的金属种类与含量，进而确保航空发动机内部的磨损与运行状态评估较为精准。使用光谱检测法可发现直径为1微米的金属屑，在航空发动机早期的磨损检测与故障养护工作中有着良好的应用效果，通常每间隔25小时就可对航空发动机进行一次检测。

三、铁谱分析法

铁谱分析法主要是以航空发动机零件多数为磁性材料这一特征为基础，通过磁谱仪与高梯度强磁场环境，确保滑油与金属屑得到分离，同时根据直径大小依次不重叠的沉降在载体基片上，接着分析与检测微粒的情况，这种技术在航空发动机工况检测中有着广泛的应用。通常情况下，普通的航空发动机磨损金属屑直径在10微米至15微米之间，失效磨损出现初期的金属屑直径在15微米至200微米之间，铁谱分析法可对直径在1微米至100微米间的金属屑进行收集。这充分表明铁谱分析法可多种发动机磨损情况进行合理的检测。

使用铁谱显微镜观察基片上沉积的微粒光密度可得到所有金属屑的形态特点，以此为基础进行分析可得知航空发动机的磨损形式，并预测磨损的发展状态，在不阻礙航空发动机运行效率的同时预报发动机磨损故障[3]。

四、航空发动机上滑油检测技术的实际应用

作为预防性维修重要技术之一，滑油监测技术在其中的应用，为航空发动机应用以及预防性维修提供了很多便利条件。利用磁塞探测器为载体，将其安装到油气分离上，待金属屑积累到一定程度，发动机会根据当前状态及时做出危险预警，并发出维修通知，提醒维修人员前来维修。航空发动机应用期间，间隔30个小时便需要对滑油进行采样，及时送去检验部门进行光谱分析，随时保证其中的金属含量，符合警告值要求，从而全面掌握滑油系统具体状态。

以某航空发动机预防性维修处理为例，应用滑油监测技术，发动机运行10h，滑油系统检测到问题信号，及时做出危险预警，维修人员根据发出的信号位置，及时展开检查，发现发动机中的磁塞探测器以及滤网均附有大量金属屑，随后进行维修处理。因为此次试验应用发动机首次应用运行，所以还在磨合期状态，金属屑均在初次磨合中产生。为了改善磨合期金属屑问题，积极调整滑油系统，并放出滑油，及时清洁处理，将发动机进行冷运转处理，滑油系统进行彻底清洗后，将滑油更换，再次投入运行。

观察工作中的发动机，待10h后，并没有发出危险预警，证明此问题已经妥善解决。但是随后的运行中，系统再次发出危险预警，经检查发现油液中铁、铜元素超出规定标准。分析其原因，齿轮以及垫圈等器件为铁超标的源头，轴承保持架以及青铜衬套为铜超标的源头。为有效解决这方面问题，提前拆除发动机，将其中的机匣以及机件等分解，将断裂的轴承保持架取出，更换磨损的滚珠，重新检查后组装应用。结合这些内容可以发现，滑油监测技术及时帮助发动机进行安全预警，提高其运行的安全性。

结束语：

综上所述，航空发动机中组件多元化，结构复杂，其安全直接关系到航空飞行安全，因此必须及时进行预防性监测维修。滑油监测技术的应用，在很大程度上帮助其解决了实时监测中的不足，为问题发现与安全处理提供了更多帮助，很大程度上保证了发动机运行安全，提高了预防性维修效率。

参考文献：

[1]童建春，宋奕，曹防震.滑油监控技术在航空发动机故障诊断与状态预测中的应用[C]//中国航空学会，2018.

[2]王晓娟，蔡春林.油液检测监控技术在发动机修理中的有效应用[C]//中国航空学会救生专业委员会;湖北省航空学会，2019.

[3]姜旭峰，费逸伟，钱坤，等.滑油监测技术在航空发动机预防性维修中的应用[J].润滑与密封，2020（02）：56-58.

（1.驻沈阳地区第二军事代表室，辽宁 沈阳  110000;2.驻沈阳地区第一军事代表室，辽宁 沈阳  110000）