某型渦軸發(fā)動機恢復(fù)性能清洗分析

1、某型渦軸發(fā)動機恢復(fù)性能清洗分析    關(guān)鍵詞：渦軸發(fā)動機，恢復(fù)性能，清洗。0引言 軍用直升機最大的特點就是機動性好、使用環(huán)境復(fù)雜多變，經(jīng)常進行低空懸停和低空機動(快速升降、側(cè)飛、后飛、懸?；剞D(zhuǎn)等)飛行，再加上直升機在進行這些動作飛行時旋翼下洗氣流的影響，尤其是在多沙塵地區(qū)、沿海的潮濕鹽霧環(huán)境工作，特別容易在發(fā)動機氣流通道內(nèi)形成沉積物，導(dǎo)致發(fā)動機功率下降，易發(fā)生喘振和超溫，直接影響軍用直升機的飛行安全和綜合作戰(zhàn)能力。 由于直升機使用環(huán)境特殊，發(fā)動機進口環(huán)境惡劣復(fù)雜，如沙塵、鹽霧、工業(yè)粉塵、昆蟲、油類等天氣，長期使用致使發(fā)動機各部件型面如壓氣機和渦輪葉片積塵

2、、腐蝕、幾何變形等1，3，嚴重影響發(fā)動機的性能。因此，需要在直升機使用或渦軸發(fā)動機試飛期間，定期對發(fā)動機進行恢復(fù)性能清洗。恢復(fù)性能清洗一般是指發(fā)動機在慢車狀態(tài)時，向發(fā)動機噴入蒸餾水或合適的清洗劑來清除葉片上的油脂污垢，從而恢復(fù)發(fā)動機性能。 油臘污垢在葉片上附著力較強而冷轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)速較低，一般很難進行有效清除。發(fā)動機在慢車時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高，工作時間又較長，此時向發(fā)動機氣流通道噴入蒸餾水或清洗劑，利用液滴與葉片的沖擊力可以基本消除葉片上的污垢、油漬等雜質(zhì)，提高壓氣機和渦輪的效率，同時增加空氣流量，從而使發(fā)動機性能提高。 隨著化工技術(shù)的不斷發(fā)展，新型高效防護型清洗劑不斷涌現(xiàn)，使得恢復(fù)性能的清洗完全可以

3、在冷轉(zhuǎn)狀態(tài)實施。 1對象發(fā)動機描述 某型渦軸發(fā)動機本體由附件傳動單元體、冷端單元體(前段組件、壓氣機部件)、熱端單元體(燃燒室和燃氣渦輪)、和動力渦輪單元體組成。此發(fā)動機采用單元體結(jié)構(gòu)設(shè)計，內(nèi)部設(shè)有清洗裝置一在進氣機匣前部設(shè)有一環(huán)形流道和20個中1.4的噴口，在7點鐘位置(從后向前看)，設(shè)有一個清洗系統(tǒng)接口。該發(fā)動機推薦的清洗間隔是100h4。 2清洗的要求 安裝在直升機上的渦軸發(fā)動機的清洗防護，不需要將發(fā)動機從直升機上拆下，一般都是在發(fā)動機冷轉(zhuǎn)狀態(tài)進行。綜合各種因素，外場維護時對渦軸發(fā)動機的清洗防護有如下要求2： 1)有效性。清洗的效果一定要明顯： 2)安全性。由于清洗防護是在直升機上進行，

4、而且發(fā)動機處于冷轉(zhuǎn)狀態(tài)，操縱一定要注意安全可靠，不能因清洗而對渦軸發(fā)動機造成損壞、腐蝕或維修故障： 3)經(jīng)濟性。所需費用低，工作量不能太大，操作簡單： 4)規(guī)范化。整個清洗過程必須在嚴格技術(shù)規(guī)范控制下進行，保證清洗防護順利實施。 3清洗試驗的步驟 該渦軸發(fā)動機清洗程序按以下循環(huán)進行： 1)洗滌循環(huán)。洗滌劑為98蒸餾水和2的ARDROX6345清潔劑的混合液。冷轉(zhuǎn)發(fā)動機在燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)速Ng到5時噴入洗滌劑，15s后停止冷轉(zhuǎn)，在Ng下降到5時停止噴液，如此反復(fù)3次。浸泡15min30min，冷轉(zhuǎn)發(fā)動機2次： 2)沖洗循環(huán)。沖洗劑為100蒸餾水(或軟水)。冷轉(zhuǎn)發(fā)動機在燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)速Ng到5時噴入洗滌

5、劑，15s后停止冷轉(zhuǎn)，在Ng下降到5時停止噴液，如此反復(fù)3次。冷轉(zhuǎn)及動機2次； 表1發(fā)動機恢復(fù)性能清洗前后飛行科目大氣溫度條件對照表 3)干燥循環(huán)。在地面慢車狀態(tài)運轉(zhuǎn)發(fā)動機至少3min。 4試驗內(nèi)容與結(jié)果分析 在該渦軸發(fā)動機試飛期間工作100小時后，對發(fā)動機進行了恢復(fù)性能的清洗工作，將清洗前后發(fā)動機的飛行性能數(shù)據(jù)進行對比，較準確的得出清洗后發(fā)動機性能的恢復(fù)情況。在飛行高度為1000m、2000m、3000m、4000m、5000m、5500m，發(fā)動機狀態(tài)為起飛、中間、最大連續(xù)、巡航狀態(tài)進行發(fā)動機性能對比試驗，清洗前后飛行試驗的大氣溫度條件見表1，清洗前后性能參數(shù)(軸功率、耗油率)隨轉(zhuǎn)速變化比較

6、曲線見圖1圖2，清洗前后性能高度特性對比曲線見圖3圖4，清洗后與清洗前性能高度特性差值()曲線如圖圖5圖6所示。 通過圖3圖6的飛行試驗數(shù)據(jù)比較得出：清洗后發(fā)動機軸功率試驗值比清洗前高5.2kW17.3kW，相對清洗前提高了1.22.6：清洗后發(fā)動機單位燃油消耗率試驗值比清洗前降低10.42gkWh12.45kgkWh，相對清洗前降低了-2.83.6。 另外，通過孔探儀對清洗前后的發(fā)動機流道各機件進行了檢查表明，清洗后的發(fā)動機流道內(nèi)各機件比清洗前清潔、干凈、反光度高。 由此可知，定期對發(fā)動機進行恢復(fù)性能清洗能夠獲得性能收益。 5結(jié)論與展望 本文以某型發(fā)動機為研究對象，通過對其進行恢復(fù)性能的清洗

7、工作，獲得該發(fā)動機在清洗前后階段的飛行試驗數(shù)據(jù)，對比分析了其清洗前后的性能高度特性，清洗后的性能優(yōu)于清洗前的性能，清洗效果顯注，為同類型發(fā)動機的清洗工作及外場維護提供了依據(jù)。 隨著清洗技術(shù)的不斷發(fā)展，發(fā)動機可以不必從飛機直升機上拆下，就可進行簡單、快捷的清洗維護。清洗時發(fā)動機均在冷轉(zhuǎn)狀態(tài)，更加安全可靠，且所需費用低，經(jīng)濟性好。目前，先進發(fā)動機公司在發(fā)動機設(shè)計階段之初，就已將發(fā)動機的清洗工作考慮在內(nèi)，發(fā)動機清洗技術(shù)已經(jīng)成為直升機發(fā)動機外場維護不可或缺的有效方法之一。        參考文獻： 1航空發(fā)動機，北京：航空工業(yè)出版社，2008，6. 2孫護國等，渦軸發(fā)動機清洗技術(shù)及