航空發動機系統中國民航大學航空電氣系孫兆榮2014.4

4排氣系統及滑油系統航空發動機系統排氣系統滑油系統燃油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系22014-4航空自動化學院航空電氣系3排氣系統航空燃氣渦輪發動機有一個排氣系統，它將渦輪排出的燃氣以一定的速度和要求的方向排入大氣，提供最后所得到的推力。在渦輪噴氣發動機中排氣流的速度和壓力產生推力。噴管、推進噴管或排氣口的面積影響到渦輪進口溫度、排氣流的質量流量、速度及壓力。依據發動機類型的不同，進入排氣系統的燃氣溫度在550～850℃之間。2014-4航空自動化學院航空電氣系4排氣系統--燃氣排氣流從發動機渦輪流出的燃氣以750～1200英尺／秒的速度進入排氣系統，由于這樣高的速度量級會產生很高的摩擦損失。所以氣流的速度要通過擴散加以降低。這是通過將排氣錐和外壁之間的通道面積不斷地加大而實現的。燃氣排氣流經過推進噴管排入大氣。噴管是一個收斂形管道，它增加了燃氣速度。2014-4航空自動化學院航空電氣系5排氣系統--燃氣排氣流內外涵發動機有兩股氣流噴入大氣，即低溫的外涵空氣流和高溫的渦輪出口燃氣流。2014-4航空自動化學院航空電氣系6排氣系統--燃氣排氣流渦扇發動機排氣方式：混合排氣：常用在低涵道比發動機上，長外涵，兩股氣流由內部混合器充分混合后排出。有利于降低噪音。(長外涵排氣系統)分開排氣：用于高涵道比發動機上，短外涵，兩股氣流排出后于大氣中混合。（短外涵排氣系統）2014-4航空自動化學院航空電氣系7發動機排氣系統分類發動機排氣系統渦輪排氣系統反推裝置系統排氣系統2014-4航空自動化學院航空電氣系8目的：渦輪排氣系統為渦輪燃氣排出提供一個出口。系統增加渦輪燃氣排氣速度以增加發動機推力。渦輪排氣系統使用一個噴管和一個錐體控制渦輪排氣的方向。排氣噴管控制渦輪排氣流的外側邊緣。噴管連接在發動機渦輪機匣上。排氣錐體控制渦輪排氣流的內側邊緣。錐體連接至發動機渦輪匣上。錐體和噴管是用鎳合金制造的。反推系統2014-4航空自動化學院航空電氣系9反推裝置系統反推裝置反推裝置控制系統反推裝置指示系統反推系統2014-4航空自動化學院航空電氣系10反推的目的、工作條件和反推原理：目的：用于飛機觸地后，產生反推力，降低飛機速度，縮短滑跑距離。

反推系統一般要求最大反推力至少能達到最大正推力的50%。反推工作條件：飛機在地面或離地小于10英尺；有28V直流電源；滅火手柄在正常位；液壓壓力足夠；反推桿拉起。反推力產生原理：通過反推裝置，將排氣流反向，即向前偏轉一定的角度（45°-60°），產生反推力。反推系統2014-4航空自動化學院航空電氣系11反推系統的要求：（1）反推系統只有當飛機落地后才能使用。要有安全措施（空地電門、機械鎖）。（2）駕駛艙內有反推控制手柄。用來控制反推裝置的放出和收起。（3）反推裝置在打開過程中未達到相應位置時發動機功率不能增加。以防止造成反推裝置損壞。反推系統2014-4航空自動化學院航空電氣系12反推系統的要求：（4）反推裝置要有自動收上功能。即萬一反推裝置故障打開，控制系統能自動探測到并能及時把反推裝置收回且鎖死。若意外打開，收不上來發動機的功率能自動從高功率減小到慢車功率。（5）在駕駛艙內有反推裝置的指示系統。包括開鎖指示和位置指示。（6）反推的氣流不能噴到機翼和機身上，也不能被發動機從新吸入。可能會造成發動機喘振。航空發動機系統排氣系統滑油系統燃油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系13發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系14功用：減少摩擦，降低磨損，冷卻，清潔，防腐滑油可將相對運動的零件金屬表面隔開，只要油膜不破裂，流體內部摩擦代替金屬摩擦。循環的滑油直接同運動部件接觸，像渦輪軸承等，吸收并帶走熱量，使發動機機件得到冷卻。熱滑油在滑油冷卻器再將熱量傳給燃油或空氣。金屬在濕氣、化學物質中無覆蓋時，氧接觸金屬引起腐蝕。滑油油膜覆蓋金屬表面將阻止氧接觸金屬，起到防腐的作用。滑油在發動機內循環流動過程中，將磨損的金屬屑、灰塵、碳粒子、水分等雜質一起帶走，直到滑油濾被阻擋住，從而起到清潔發動機的作用。滑油還在金屬零件之間形成緩沖層，起隔振、封嚴、密封作用。滑油還是螺旋槳調速器，測扭泵的工作介質。發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系15滑油性能滑油黏度滑油黏度指數滑油的壓力阻力能力抗氧化性熱穩定性發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系16滑油性能滑油黏度-表示滑油流動的阻力滑油流動慢，說明黏度高。滑油黏度過大或過小的影響？滑油黏度大，流動性變差，造成潤滑、冷卻、散熱效果不良，啟動困難。溫度高，滑油變稀，黏度小，不能形成一定厚度的油膜或者油膜可能破壞，使潤滑、冷卻、散熱效果不良。發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系17滑油性能滑油黏度滑油黏度指數滑油的壓力阻力能力抗氧化性熱穩定性發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系18滑油性能滑油黏度指數指黏度隨溫度改變的測量，在溫度變化范圍內，黏度變化小的滑油其黏度指數高。此外，表示滑油理化性能還有滑油中各種金屬及硅含量，酸值等。發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系19滑油性能滑油黏度滑油黏度指數滑油的壓力阻力能力抗氧化性熱穩定性發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系20滑油性能滑油的壓力阻力能力對于運動部件之間滑油油膜是一個重要因素。例如，發動機軸承上的滑油膜抵抗軸承載荷和防止運動部件之間接觸。如果載荷比滑油的壓力阻力高，金屬軸承的表面接觸，產生嚴重的材料磨損。發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系21滑油性能滑油黏度滑油黏度指數滑油的壓力阻力能力抗氧化性熱穩定性發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系22滑油性能抗氧化性氧化是滑油和氧氣之間的反應，增加滑油黏度。當滑油溫度增加高于一定值時，滑油開始同氧反應。因此抗氧化性是滑油的重要特性。發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系23滑油性能滑油黏度滑油黏度指數滑油的壓力阻力能力抗氧化性熱穩定性發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系24滑油性能熱穩定性指滑油在高溫下抵抗化合物分解的能力。發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系25滑油選擇要選擇黏度適當的滑油，既承載能力強又有良好的流動性。選擇高閃點的滑油。閃點、燃點低的滑油易于揮發，引起滑油消耗量高，容易引起火災。滑油應有較高的抗泡沫性，抗氧化性，低的碳沉積，黏度指數高。發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系26對潤滑系統的要求：為所有的齒輪、軸承和花鍵提供潤滑和冷卻。它應當能夠收集外來物。滑油應當防護由非耐腐蝕材料制成的被滑潤的部件。滑油應當完成這些任務而不致嚴重變質。發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系27循環系統：“減壓活門”系統“全流量”系統它們的主要差別在于對供向軸承的滑油流量的控制。在這兩種系統中對于發動機正確和安全運轉最關鍵的是滑油的溫度和壓力。發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系28“減壓活門”系統發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系29“減壓活門”系統工作過程：滑油增壓泵自油箱抽油，中間經過一個濾網，該濾網保護油泵的齒輪，不讓可能進入油箱的碎片進入油泵。然后，滑油通過高壓油濾進入減壓活門，保持對軸承腔中的供油噴嘴的供油壓力恒定。某些發動機可能有另外的減壓活門(壓力限制活門)裝在滑油增壓泵的出口。該活門設定打開的壓力值要比減壓活門的壓力值高很多，它在系統發生堵塞時將滑油返回滑油增壓泵的進口。還有一些設備將滑油送往螺旋槳槳距控制系統，減速齒輪和扭矩計系統。回油泵將滑油經過滑油散熱器送回滑油箱。在進入油箱時，滑油已經過油氣分離，可以再次進行循環。發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系30“全流量”系統

全流量系統可以在整個發動機轉速范圍內達到要求的滑油流量，它不用減壓活門，而允許增壓泵直接向滑油供油噴嘴供壓。發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系31滑油系統部件滑油箱滑油泵滑油散熱器磁性探屑器通風口油濾和濾網發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系32滑油系統部件滑油箱滑油泵滑油散熱器磁性探屑器通風口油濾和濾網發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系33滑油系統部件滑油箱滑油泵滑油散熱器磁性探屑器通風口油濾和濾網發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系34滑油系統部件滑油箱滑油泵滑油散熱器磁性探屑器通風口油濾和濾網發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系35滑油系統部件滑油箱滑油泵滑油散熱器磁性探屑器通風口油濾和濾網發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系36滑油系統部件滑油箱滑油泵滑油散熱器磁性探屑器通風口油濾和濾網發動機滑油系統2014-4航空自動化學院航空電氣系37滑油系統部件滑油箱滑油泵滑油散熱器磁性探屑器通風口油濾和濾網CFM56-7B滑油系統CFM56-7B發動機滑油系統的滑油是通過潤滑油泵組件分配給需要潤滑和冷卻的零組件。在每個部件通過指引滑油的噴嘴控制分布。有三個分系統:滑油儲存系統滑油分配系統滑油指示系統2014-4航空自動化學院航空電氣系38CFM56-7B滑油系統滑油儲存系統保持連續供給的充足滑油至分配油路；可以做滑油量檢查和加注滑油系統；在滑油箱中保持滑油。2014-4航空自動化學院航空電氣系39CFM56-7B滑油系統滑油分配系統分為供油回路，回油回路，通氣回路2014-4航空自動化學院航空電氣系40CFM56-7B滑油系統滑油分配系統分為供油回路，回油回路，通氣回路2014-4航空自動化學院航空電氣系41CFM56-7B滑油系統滑油分配系統—供油2014-4航空自動化學院航空電氣系42CFM56-7B滑油系統滑油分配系統—回油2014-4航空自動化學院航空電氣系43CFM56-7B滑油系統滑油分配系統—通氣2014-4航空自動化學院航空電氣系44CFM56-7B滑油系統滑油指示系統滑油指示系統的作用是輸送滑油相關參數數據到飛機系統的顯示電子裝置（DEU），為駕駛艙提供顯示，如果需要，還會發出警告：－回油濾旁通指示－滑油壓力低指示－滑油壓力－滑油溫度－滑油量2014-4航空自動化學院航空電氣系45CFM56-7B滑油系統滑油指示系統—滑油溫度傳感器安裝在發動機的潤滑組件上，傳送

滑油的溫度給飛機的指示系統滑油

壓力變送器和滑油壓力低電門傳送

信息到飛機指系統，用于駕駛艙

指示和滑油系統監控。2014-4航空自動化學院航空電氣系46CFM56-7B滑油系統防泄漏活門2014-4航空自動化學院航空電氣系47CFM56-7B滑油系統碎片監控系統（DMS）2014-4航空自動化學院航空電氣系48探測懸浮在回油滑油中的磁性顆粒，并通過三條導線把該信號送到數字處理單元DMP盒。一個信號線從DPM盒把信號傳送到EEC的B通道。然后一個“碎片監控系統DMS要求檢測”的信息可以被檢索通過查詢公共顯示單元CDU（ControlDisplayUnit）。CFM56-7B滑油系統碎片監控系統（DMS）2014-4航空自動化學院航空電氣系49來自回油泵流的回油滑油流經位于探測器中間磁鐵時，含鐵的顆粒被吸到兩個磁頭上，不同的情況會表現出不同的阻值。在39Ω~130Ω之間時，一個“碎片監控系統DMS要求檢測”信息被送到控制顯示系統CDU;小于39Ω或者大于4000Ω碎片監控系統

DMS無效;大于130Ω并小于4000Ω表明沒有碎片被DMS監測到。CFM56-7B滑油系統碎片監控系統（DMS）2014-4航空自動化學院航空電氣系502014-4航空自動化學院航空電氣系51涵道比涵道比（bypassratio）即渦扇發動機外涵道與內涵道空氣流量的比值。內涵道的空氣將流入燃燒室與燃料混合，燃燒做功，外涵道的空氣不進入燃燒室，而是與內涵道流出的燃氣相混合后排出。外涵道的空氣只通過風扇，流速較慢，且是低溫，內涵道排出的是高溫燃氣，兩種氣體混合后降低了流速與溫度，能夠降低噪聲，增加推力。