航空發(fā)動機試車工藝規(guī)程的種類

第二節(jié)試車工藝規(guī)程的種類分類⑥加速任務(wù)試車②試車工藝規(guī)程的類型③持久試車④發(fā)動機低循環(huán)疲勞試車⑤1：1壽命持久試車⑦發(fā)動機工作裕度檢查①試車種類及其目的1一、試車的種類及目的1．初步運轉(zhuǎn)試車初步運轉(zhuǎn)試車又稱工廠試車，工廠試車的目的主要有：1)發(fā)動機磨合運轉(zhuǎn)；2)檢查裝配質(zhì)量；3)調(diào)整發(fā)動機及其附件的工作；4)檢查規(guī)定的發(fā)動機數(shù)據(jù)；2．最終運轉(zhuǎn)試車最終運轉(zhuǎn)試車又稱檢驗試車。檢驗試車的目的主要有：

1)檢查發(fā)動機最后裝配質(zhì)量：2)檢查發(fā)動機性能應(yīng)符合型號規(guī)范要求：3)檢查發(fā)動機各系統(tǒng)功能與附件的匹配；4)提交檢驗代表或訂貨代表驗收。23.附加運轉(zhuǎn)試車附加運轉(zhuǎn)試車，又稱附加試車。目的是對附加試車的發(fā)動機經(jīng)分解故障檢查，發(fā)現(xiàn)重要零件的缺陷，按規(guī)范規(guī)定進行更換零件后程序和要求的試車。附加試車后，需對發(fā)動機進行必要的分解檢查。附加試車的一般原則有：

1)所發(fā)現(xiàn)的故障與工廠試車有關(guān)；2)所更換的零、組件本身需經(jīng)磨合運轉(zhuǎn)后再次檢查；3)所更換的零、組件需在試車中調(diào)整檢查；。4)附加試車發(fā)動機工作狀態(tài)和試車時間，按所更換零、組件工作負荷情況確定，最長的附加試車運轉(zhuǎn)時間應(yīng)完全重復(fù)初步運轉(zhuǎn)試車。34．試驗試車試驗試車一般指按技術(shù)通知所作的試驗試車。它的目的主要有：1)為了獲取用計算方法不可能獲得的資料；2)為了檢查和修正用計算方法得到的特性和參數(shù)：3)為了驗證發(fā)動機設(shè)計和生產(chǎn)工藝修改的效果4)為了查明外部作用對發(fā)動機各方面的影響，如車臺校準試驗；5)借助試驗來檢查批產(chǎn)品質(zhì)量，如質(zhì)量監(jiān)控試車等。45．持久試車持久試車也稱耐久試車或長期試車。一般運行150小時。是發(fā)動機在飛行前規(guī)定試驗以及定型試驗的重要組成部分，為生產(chǎn)定性提供依據(jù)。鑒定該型號發(fā)動機是否適于生產(chǎn)與使用，主要考慮性能結(jié)構(gòu)強度、高空等方面的要求，以確保發(fā)動機的性能、使用極限、可靠性及適航性。

內(nèi)容包括：耐久性試驗、高空試驗、發(fā)動機環(huán)境試驗和吞吐試驗、發(fā)動機特性和燃油訓(xùn)結(jié)構(gòu)試驗以及發(fā)動機附件試驗。試車前后獲取發(fā)動機的性能數(shù)據(jù)，把試車開始前和結(jié)束以對比，發(fā)動機性能應(yīng)在規(guī)定的范圍之內(nèi)。

5按國軍標通用規(guī)范要求，對己制定出型號規(guī)范的軍用航空渦輪發(fā)動機行持久試車：

1)飛行前規(guī)定試驗中的60小時持久試車。它的目的是驗證該型號發(fā)動機在實驗進行飛行試驗的適應(yīng)性；

2)定型試驗中的150小時持久試車。用它來驗證該型號發(fā)動機取得定型合格證并作：產(chǎn)型發(fā)動機的可能性。66．驗收試車

驗收試車是為了驗證發(fā)動機的裝配質(zhì)量和性能是否達到型號規(guī)范和合同規(guī)定的驗準，發(fā)動機的驗收試車程序包括初步運轉(zhuǎn)和最終運轉(zhuǎn)。最終運轉(zhuǎn)和提交試車程序須經(jīng)訂門的同意。發(fā)動機必須按裝配技術(shù)要求、裝配工藝規(guī)程及交付要求裝配完畢，全部工序質(zhì)量檢驗、認證合格，攜帶技術(shù)和質(zhì)量證明的卷宗、具有完整的簽署手續(xù)，方可交試車工作人員和檢驗人員進行交接接收，發(fā)動機接收按接收規(guī)程規(guī)定進行，按規(guī)程規(guī)定項目!檢驗合格，簽字接收。7二、試車工藝規(guī)程的類型(一)初步運轉(zhuǎn)試車1．初步運轉(zhuǎn)前的檢查和調(diào)整運轉(zhuǎn)初步運轉(zhuǎn)前的檢查和調(diào)整運轉(zhuǎn)主要包括：1)發(fā)動機起動的檢查及調(diào)整2)磨合運轉(zhuǎn)，振動初步檢查3)發(fā)動機各系統(tǒng)功能檢查和調(diào)整4)發(fā)動機穩(wěn)態(tài)性能檢查和調(diào)整5)推力瞬變檢查和調(diào)整(對渦噴、渦扇發(fā)動機)，功率變換和全程加速性檢查和調(diào)整（渦槳、渦軸發(fā)動機）6)其他需要的檢查、調(diào)整運轉(zhuǎn)上述初步運轉(zhuǎn)前的發(fā)動機檢查和調(diào)整運轉(zhuǎn)程序由承制單位規(guī)定。下一頁8航空發(fā)動機起動：①活塞式航空發(fā)動機：起動類似于汽車發(fā)動機，由機上或地面直流電源供電的電動機帶動發(fā)動機曲軸旋轉(zhuǎn)，隨即點燃汽缸內(nèi)的油氣混合氣。發(fā)動機開始正常工作后，起動電動機自動脫開，也有用壓縮空氣起動的。

②燃氣渦輪發(fā)動機：起動較活塞式發(fā)動機困難。先由起動機帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，吸入空氣，隨即噴油點火，形成高溫燃氣以驅(qū)動渦輪。開始時由于轉(zhuǎn)速低，渦輪功率不足以帶動壓氣機正常工作。經(jīng)歷一段時間后，轉(zhuǎn)速逐漸增加，當渦輪發(fā)出的功率超過壓氣機所需的功率時起動機脫開，發(fā)動機進入穩(wěn)定的慢車狀態(tài)。起動過程按程序自動完成,時間從十幾秒到1分鐘。

9雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機的起動機只需帶動高壓轉(zhuǎn)子，因此比壓氣機級數(shù)相同的單轉(zhuǎn)子發(fā)動機容易起動。常用的起動機有電起動機、燃氣渦輪起動機、火藥起動器和空氣渦輪起動機。起動時混合氣用電火花點火，點火方式有以下兩種：①直接點火：電嘴直接點燃主噴油嘴噴出的燃油；②間接點火：發(fā)動機上有一套獨立的起動供油系統(tǒng),電嘴裝在起動噴嘴附近,先點燃起動燃油（汽油或煤油）形成火源，再由火源點燃主噴嘴燃油。在燃氣渦輪發(fā)動機中，混合氣點燃后燃燒即能持續(xù)進行，不需繼續(xù)點火。

10返回11返回12（1）航空發(fā)動機渦輪噴氣和渦輪風扇發(fā)動機通用規(guī)范規(guī)定的初步運轉(zhuǎn)試車程序見表3-4（2）渦槳和渦軸見表3-5（3）表3-6為渦輪發(fā)動機初步運轉(zhuǎn)程序134）某渦槳發(fā)動機初步運轉(zhuǎn)程序：（1）磨合運轉(zhuǎn)①啟動前應(yīng)進行一次假起動②慢車5分鐘③在0.2、0.4、0.6、0.7、0.85、1倍最大連續(xù)功率狀態(tài)各工作15分鐘④人工順槳停車1次；⑤在磨合運轉(zhuǎn)中應(yīng)檢查發(fā)動機轉(zhuǎn)速；燃、滑油壓力值；結(jié)冰信號器的工作和飛機附件加載試驗。141516下一頁17

順槳就是指在發(fā)動機空中停車后，把飛機的槳葉轉(zhuǎn)到與飛行方向接近平行狀態(tài)的操縱動作。此時槳葉順著氣流的方向使螺旋槳自轉(zhuǎn)，減小飛行的阻力。順槳有人工和自然兩種方式。當螺旋槳的負拉力增大到某一規(guī)定值，或發(fā)動機傳給螺旋槳的扭矩突然下降到某一規(guī)定值時，螺旋槳自動進入順槳，分別稱為負拉力自動順槳和扭矩自動順槳；由人工控制使螺旋槳進入順槳稱為人工順槳。在自動和人工兩種方式都發(fā)生故障時，飛機上還設(shè)有應(yīng)急順槳系統(tǒng)。槳葉從順槳位置回到一般將葉位置稱為回槳，回槳完成后發(fā)動機應(yīng)該達到起動轉(zhuǎn)速。

1819返回20(2)性能運轉(zhuǎn)①慢車3分鐘；②發(fā)動機各系統(tǒng)功能檢查試驗(包括螺旋槳順槳系統(tǒng)，螺槳中距限動，導(dǎo)向器加溫機構(gòu)，最大轉(zhuǎn)速限制器工作)；③在0.4、0.6、0.7、0.85、1倍最大連續(xù)功率狀態(tài)各工作10分鐘：④在起飛狀態(tài)(最大功率狀態(tài))工作5分鐘：⑤全程加速性試驗2次；⑥變換功率試驗2次；⑦飛機附件加載試驗。下一頁21補充：螺旋槳分為定（槳）距和變距螺旋槳兩大類。

①定距螺旋槳：木制螺旋槳一般都是定距的。它的槳距（或槳葉安裝角）是固定的。適合低速的槳葉安裝角在高速飛行時就顯得過??；同樣，適合高速飛行的安裝角在低速時又嫌大。所以定距螺旋槳只在選定的速度范圍內(nèi)效率較高，在其他狀態(tài)下效率較低。定距螺旋槳構(gòu)造簡單，重量輕，在功率很小的輕型飛機和超輕型飛機上得到廣泛應(yīng)用。22②變距螺旋槳：為了解決定距螺旋槳高、低速性能的矛盾，遂出現(xiàn)了飛行中可變槳距的螺旋槳。螺旋槳變距機構(gòu)（圖2a）由液壓或電力驅(qū)動（圖2b）。最初使用的是雙距螺旋槳。高速時用高距，低速（如起飛、爬升狀態(tài)）時用低距，以后又逐步增加槳距的數(shù)目，以適應(yīng)更多的飛行狀態(tài)。最完善的變距螺旋槳是帶有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的恒速螺旋槳。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器實際上是一個能自動調(diào)節(jié)槳距、保持恒定轉(zhuǎn)速的裝置。駕駛員可以通過控制調(diào)節(jié)器和油門的方法改變發(fā)動機和螺旋槳的轉(zhuǎn)速，一方面調(diào)節(jié)螺旋槳的拉力，同時使螺旋槳處于最佳工作狀態(tài)。在多發(fā)動機飛機上，當一臺發(fā)動機發(fā)生故障停車時，螺旋槳在迎面氣流作用下像風車一樣轉(zhuǎn)動,一方面增加飛行阻力,造成很大的不平衡力矩，另外也可能進一步損壞發(fā)動機。為此變距螺旋槳還可自動順槳，即槳葉轉(zhuǎn)到基本順氣流方向而使螺旋槳靜止不動，以減小阻力。變距螺旋槳還能減小槳距，產(chǎn)生負拉力，以增加阻力，縮短著陸滑跑距離。這個狀態(tài)稱為反槳。23返回245)某渦軸發(fā)動機初步運轉(zhuǎn)程序：(1)磨合運轉(zhuǎn)(2)性能運轉(zhuǎn)①發(fā)動機起動和加速到慢車轉(zhuǎn)速；②中間功率5分鐘；③75％最大連續(xù)傳動軸功率(1132軸馬力)5分鐘：④最大連續(xù)功率5分鐘；⑤50％最大連續(xù)傳動軸功率(755軸馬力)5分鐘；⑥發(fā)動機停車至少5分鐘，然后再起動并加速至中間功率狀態(tài)，隨后工作4分鐘，在中間功率狀態(tài)，使防冰活門工作2個循環(huán)，剩余時間在慢車工作。2526渦輪軸發(fā)動機：由進氣道、壓氣機、燃燒室和尾噴管等燃氣發(fā)生器等組成，但它一般都裝有自由渦輪，如圖所示，前面的是兩級普通渦輪，它帶動壓氣機，維持發(fā)動機工作，后面的二級是自由渦輪，燃氣在其中作功，通過傳動軸專門用來帶動直升機的旋翼旋轉(zhuǎn)，使它升空飛行。此外，從渦輪流出來的燃氣，經(jīng)過尾噴管噴出，可產(chǎn)生一定的推力，由于噴速不大，這種推力很小，如折合為功率，大約僅占總功率的十分之一左右。有時噴速過小，甚至不產(chǎn)生什么推力。為了合理地安排直升機的結(jié)構(gòu)，渦輪軸發(fā)動機的噴口，可以向上，向下或向兩側(cè)，不象渦輪噴氣發(fā)動機那樣非向后不可。272829303.初步運轉(zhuǎn)試車后的檢查初步運轉(zhuǎn)試車完成后按型號規(guī)范規(guī)定的內(nèi)容分解發(fā)動機以檢查所有重要零件。如發(fā)現(xiàn)有缺陷的零件，按規(guī)范的規(guī)定進行更換，并按需要進行一次適當時間的附加運轉(zhuǎn)試車。4.附加運轉(zhuǎn)試車

確定附加試車的一般原則：1)所發(fā)現(xiàn)的故障和磨合運轉(zhuǎn)有關(guān)。2)所更換的零、組件本身需經(jīng)磨合運轉(zhuǎn)后檢查。3)所更接的零、組件需要在試車中調(diào)整檢查。4)附加運轉(zhuǎn)試車發(fā)動機工作狀態(tài)和時間，按所更換零、組件工作負荷情況確定，最長的附加運轉(zhuǎn)試車應(yīng)完全重復(fù)初步運轉(zhuǎn)試車。附加運轉(zhuǎn)試車后，發(fā)動機應(yīng)進行必要的分解檢查。31二、最終運轉(zhuǎn)試車1.最終運轉(zhuǎn)及程序1)最終運轉(zhuǎn)試車按照國軍標GB241—1987GB242—1987的要求制定型號規(guī)范的航空渦噴、渦扇和渦軸、渦槳發(fā)動機最終運轉(zhuǎn)程序分別與初步運轉(zhuǎn)相同。2)某渦噴發(fā)動機最終運轉(zhuǎn)程序最終運轉(zhuǎn)程序與初步運轉(zhuǎn)程序相同，見表3—6。但飛機附件不加載荷、襟翼吹風系統(tǒng)不抽取空氣。在完成磨合運轉(zhuǎn)和調(diào)整，進行提交試車前，進行獨電源的冷運轉(zhuǎn)，檢查期時間的高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的是否符合要求。并用等效電源起動發(fā)動機，檢查在規(guī)定的起動供油調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，起動時間符合規(guī)定值。用臺架電源假開車，檢查各機匣、安裝邊及其他對接劍密封性。然后鎖緊和鉛封所有調(diào)整好的螺釘、螺母、限定銷和堵頭等。將發(fā)動機交付訂受表以進行規(guī)定的提交試車。323）渦槳發(fā)動機最終試驗程序表3-74）渦軸發(fā)動機最終運轉(zhuǎn)程序：（1）假起動1次（2）起動（3）磨合運轉(zhuǎn)①功率軸輸出軸轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速，滑油在規(guī)定的滑油溫度內(nèi)②輸出軸的加載程序③磨合運轉(zhuǎn)中應(yīng)檢查發(fā)動機滑油壓力，減速器滑油壓力和發(fā)動機振動應(yīng)在型號規(guī)范的規(guī)定內(nèi)。33(4)振動頻率磨合運轉(zhuǎn)結(jié)束，應(yīng)在熱起動(停車后或等于3分鐘的起動)后，燃氣發(fā)生器緩慢加速至額定轉(zhuǎn)速(100％)的加速過程和緩慢至扭矩限制允許的最低轉(zhuǎn)速為止的減速過程的燃氣發(fā)生器和自由渦輪轉(zhuǎn)子1階振動的振動譜，其振動值應(yīng)在型號規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。34發(fā)動機振動是衡量發(fā)動機工作質(zhì)量的一個重要標志。振動過大會加速機件的疲勞破壞，降低發(fā)動機工作壽命。發(fā)動機振動傳給飛行器，會使乘員易于疲勞并有不舒適感，同時影響儀表的精度和指示，有時還造成結(jié)構(gòu)和儀器的損壞。因此，對于每一種發(fā)動機的振動大小都有嚴格的規(guī)定。燃氣渦輪發(fā)動機的振動：主要來自轉(zhuǎn)子（即壓氣機和渦輪轉(zhuǎn)子）、燃燒室和傳動機匣。引起振動的原因有：①轉(zhuǎn)子不平衡：高速旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的離心力將激起垂直于轉(zhuǎn)軸的橫向振動，其頻率等于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。它是發(fā)動機振動的主要來源。35②轉(zhuǎn)子共振：當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達到某一定值，轉(zhuǎn)子不平衡引起的強迫振動頻率會與轉(zhuǎn)子的固有頻率相耦合，這時會出現(xiàn)強烈的振動，振動中轉(zhuǎn)軸有較大的位移和彎曲，嚴重時會使轉(zhuǎn)子擦傷機匣和碰壞葉片等。出現(xiàn)強烈振動的轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。③氣流不穩(wěn)定和脈動：壓氣機的喘振和燃燒室內(nèi)的不穩(wěn)定燃燒會引起整機的低頻縱向振動。外界不穩(wěn)定氣流的進入，或是進氣通路中的支柱、葉片等都會使氣流產(chǎn)生脈動，從而激起發(fā)動機橫向振動或局部振動。④傳動機匣中由齒輪傳動嚙合不平穩(wěn)產(chǎn)生的振動。36(5)錄取性能運轉(zhuǎn)①錄取性能時放氣活門應(yīng)關(guān)閉，并符合燃油流量、燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)速、輸出軸扭矩、渦輪燃氣發(fā)生器渦輪進口溫度的實際限制值。②按下列燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)速錄取性能，并繪制曲線：52750—52500—51500—50500—49500—48000I／min。當進氣溫度小于或等于25℃時，燃氣發(fā)生器和自由渦輪轉(zhuǎn)速為換算值。當進氣溫度大于25℃時，燃氣發(fā)生器和自由渦輪轉(zhuǎn)速為實際值。③錄取的性能應(yīng)符合型號的規(guī)范的規(guī)定。37(6)發(fā)動機及附件的功能檢查①發(fā)動機滑油壓力，減速器滑油壓力及最低滑油壓力信號的檢查。②測扭機構(gòu)特性曲線錄取。③喘振試驗、熄火試驗。④放氣活門開、關(guān)，界限檢查。⑤檢查燃氣發(fā)生器最大轉(zhuǎn)速。⑥檢查發(fā)動機過渡過程的調(diào)節(jié)。⑦燃油調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定性檢查。⑧超載保護檢查、火警探測器檢查。⑨發(fā)動機切油檢查。⑩左右單電嘴點火起動各一次。38一般，一架直升機上裝有l(wèi)～3臺發(fā)動機。由于直升機旋翼的轉(zhuǎn)速極低，約為100轉(zhuǎn)／分，而渦輪軸發(fā)動機渦輪軸的轉(zhuǎn)速極高，一般為10000～40000轉(zhuǎn)／分甚至更高(發(fā)動機功率越小、輸出軸的轉(zhuǎn)速越高)，因此，在直升機上設(shè)有一主減速器，將兩臺或三臺發(fā)動機的功率輸出軸水平地輸入減速器，經(jīng)減速后旋翼軸垂直向上地驅(qū)動旋翼。一般，發(fā)動機距主減速器有一段距離，需通過功率輸出軸將發(fā)動機的功率傳至主減速器。39發(fā)動機的主要附件①附件齒輪箱安裝在發(fā)動機的前下部，由發(fā)動機的高壓轉(zhuǎn)子驅(qū)動，有四個輸出的安裝邊，分別與下列部件相連：②起動、發(fā)電機③液壓泵④滑油泵組件⑤燃調(diào)和燃油泵⑥起動、發(fā)電機工作限制：30分鐘內(nèi)3次，每次至少間隔60秒。404142(7)提交試車(由定貨代表檢查)①起動檢查。②檢查發(fā)動機過渡過程調(diào)節(jié)。③放氣活門開、關(guān)界限檢查。④振動測量。⑤燃油調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定性檢查。⑥最低滑油壓力信號檢查。43加速放氣活門加速放氣活門由燃調(diào)進行控制，通過一根鋼索與燃調(diào)相連。將高壓壓氣機前面的氣流放出一部分到外函道，減小高壓壓氣機的負荷，改善發(fā)動機的加速性能。起動時活門打開，當加速至89%N2時，活門關(guān)閉，當減速至89%N2時，活門又打開。活門開關(guān)需要的時間大約為0.25秒。44返回452．重新試車在最終運轉(zhuǎn)試車中如存在明顯的發(fā)動機故障(如發(fā)動機振動、渦輪后溫度、漏液超過規(guī)范規(guī)定的極限值)或發(fā)動機不符合型號規(guī)范要求時，在繼續(xù)進行試車前應(yīng)對故障析，排除以使定貨部門滿意。如果分析排除需要分解發(fā)動機或更換附件時，按規(guī)定進試車或重新進行故障排除前的那部分試車。如果需要更換零、組件，則需要按規(guī)定附加試車和分解檢查。任何交付的發(fā)動機在試車臺上總的運轉(zhuǎn)時數(shù)(包括初步運轉(zhuǎn)前的檢查調(diào)整、初步附加試車、最終運轉(zhuǎn)試車)和總的起動次數(shù)超過型號規(guī)范規(guī)定時，則不能正常交付，應(yīng)對發(fā)動機進行分解，并對其零件和附件進行嚴格的檢查，確認合格者可以用于正在制造的其他發(fā)動機。463．驗收試車完成如果完成最終運轉(zhuǎn)試車程序，并且試車數(shù)據(jù)符合型號規(guī)范中性能狀態(tài)、滑油壓力極限、滑油消耗極限、振動極限、停車、穩(wěn)定性、推力(功率)瞬變、全臺發(fā)動機干質(zhì)量、漏液、起動系統(tǒng)等相應(yīng)部分的規(guī)定，認為驗收試車滿意完成。4．按合同規(guī)定和定貨商定的試車程序提交定貨代表開車檢查。5．封存裝運準備。47三、持久試車

按國軍標通用規(guī)范要求，對已制定出型號規(guī)范的軍用航空渦輪發(fā)動機必須進行下述三類規(guī)定的持久試車。1)飛行前規(guī)定試驗中的60小時持久試車。它的目的是驗證該型號發(fā)動機在實驗飛機進行飛行試驗的適應(yīng)性；2)定型試驗中的150小時持久試車。用它來驗證該型號發(fā)動機取得定型合格證并作為生產(chǎn)型發(fā)動機的可行性：3)用于驗證壽命的低循環(huán)疲勞試車。48“太行”發(fā)動機飛行前60小時持久試車是科研試飛前極為重要的一項試驗?！疤小卑l(fā)動機設(shè)計定型關(guān)鍵步驟150小時定型持久試車和300小時初始壽命試車兩項重要長試中492005年11月10日，曾經(jīng)創(chuàng)造過奇跡的一航動力所試驗基地再次讓國人振奮——“太行”發(fā)動機勝利完成設(shè)計機定型前最后一項考核長試，獲得了飛向藍天的通行證。50回顧18年來的