一种滑油泵抽吸能力提升方法与流程

专利2025-03-05  17


本发明涉及航空发动机滑油系统,具体为一种滑油泵抽吸能力提升方法。


背景技术:

1、在发动机设计程序中,会根据飞机方提出的飞行包线来针对性的设计发动机,以使发动机的性能满足飞机方的需求,在发动机设计完成并装配完成后,需要对发动机进行试车验证,以确保发动机满足飞机方需求。

2、但是,由于发动机零件加工误差以及现场装配差异的原因,发动机实际性能可能存在偏差,由此可能会造成最终试车时发动机性能达不到飞机方需求;

3、尤其是发动机滑油系统中的滑油泵,目前中小型航空燃气涡轮轴发动机,通常滑油箱置于低位,滑油泵置于高位,会增加滑油泵的抽吸难度,容易出现因滑油泵抽吸能力不足造成气塞,进而可能导致发动机轴承、齿轮等摩擦副因无油润滑冷却而磨损失效,另外,在极限低温冷浸条件下,滑油粘度增大,滑油泵在实际试车时更容易出现抽吸能力达不到设计需求的问题;

4、此时如果对滑油泵进行优化,难免会导致滑油泵外部构形及尺寸的变化,但紧凑的发动机附件布局往往使得滑油泵外部构形及尺寸变化的调整空间受限,此时需要对发动机附件与安装机匣进行大范围的重新匹配设计,严重影响发动机的研制进度;

5、目前的措施是控制滑油泵进口管路/油路的管径/内径和长度,使长度尽量短,在保证流速不超标的前提下使管径尽量小,以减少泵前管路容积,对于低温环境下滑油粘度增大的问题,则采用更换低粘度等级滑油或者采用外部加温装置对发动机滑油箱等部位进行加温;

6、采用控制滑油泵进口管路管径和长度的措施,可以保证发动机在常温条件下正常运行,但由于管径较小,在低温条件下容易出现节流情况,进而造成滑油泵出口流量不足和滑油压力低告警,而采用低粘度等级滑油或者外部加温装置,增加了发动机外场维护工作量,提高了使用成本,同时传统低温抽吸试验并不能完全模拟滑油泵真实的低温使用环境,无法准确的体现滑油泵在真实低温情况下的抽吸能力。

7、基于此,本发明提出了一种滑油泵抽吸能力提升方法,以解决上述问题。


技术实现思路

1、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种滑油泵抽吸能力提升方法,其特征在于,包括以下步骤:

2、s1,缩小供油级转子端面配合间隙、供油级两侧隔板和油井孔间的径向配合间隙、供油级偏心壳体和油井孔间的径向配合间隙;

3、s2,增加供油级进口和相邻回油级进口密封带宽度;

4、s3,滑油泵供油级进口管路管径增加;

5、s4,滑油泵常温条件下抽吸能力检验,当滑油泵常温条件下抽吸能力检验结果未达到发动机设计需求,则回到步骤s1,若检验结果均符合发动机设计需求,则将滑油泵安装至仿真试验系统中进行低温条件下滑油泵抽吸能力检验,仿真试验系统中的附件布局与发动机滑油系统中附件布局相同,若检验结果未达到发动机设计需求,则回到步骤s1,若检验结果均符合发动机设计需求,则滑油泵检验合格。

6、作为本发明的进一步方案,步骤s4中,滑油泵常温条件下抽吸能力检验方法包括:

7、s411,将滑油泵与试验工装连接,并使电机输出轴与滑油泵轴连接;

8、s412,在滑油泵供油级进口管路安装截止阀使进口管路密封,并在滑油泵供油级进口管路靠近滑油泵的一侧安装负压传感器;

9、s413,滑油泵供油级出口直接连通大气,并将与供油级相邻的回油级的进口及出口直接连通大气,其余回油级正常与试验油箱连接,与试验油箱形成循环回路;

10、s414,开启电机,使滑油泵轴转速提升至4%额定转速,稳定停留1~2分钟,等待负压传感器数值稳定,并记录稳定后的数值,负压传感器稳定后的数值应小于发动机设计需求。

11、作为本发明的进一步方案,所述仿真试验系统包括试验箱、试验油箱、第一流路和第二流路;

12、所述试验箱内温度可调,且所述试验油箱、第一流路和第二流路均设置于试验箱内;

13、所述试验油箱包括第一油箱和第二油箱,所述第一流路两端连接第一油箱的进油口和出油口形成回路,所述第二流路两端连接第二油箱的进油口和出油口形成回路;

14、所述第一流路包括沿滑油流动方向依次设置开关阀、第一压力测试仪、第二压力测试仪、流量计和调节阀;

15、所述第二流路包括沿滑油流动方向依次设置的并联的若干支路、第二压力测试仪和调节阀,所述支路上沿滑油流动方向依次设置有开关阀和第一压力测试仪,若干支路靠近第二油箱的一端均与第二油箱直接连接。

16、作为本发明的进一步方案,步骤s4中,滑油泵低温条件下抽吸能力检验方法包括:

17、s421,将滑油泵与试验工装连接,并使电机输出轴与滑油泵轴连接;

18、s422,通过试验工装将滑油泵供油级安装于第一流路的第一压力测试仪和第二压力测试仪之间,第一压力测试仪连通滑油泵供油级进口,第二压力测试仪连通滑油泵供油级出口;

19、s423,通过试验工装将滑油泵的若干回油级分别安装于第二流路的若干支路上,支路上的第一压力测试仪连通滑油泵回油级进口,第二流路上的第二压力测试仪连接滑油泵所有回油级的出口;

20、s424,在常温条件下,启动电机,调整滑油泵轴转速至额定状态,通过调节第一流路上设置的调节阀和第二流路上设置的调节阀,以分别标定滑油泵供油级和回油级的出口油路负载,标定完成后关闭电机使滑油泵轴停止;

21、s425,开启试验箱降温系统,使试验箱内环境温度降低至试验温度,并观察第一油箱上安装的油温传感器,确保冷浸到位;

22、s426,启动电机模拟发动机冷运转带转速率、转速及持续时间进行模拟冷运转试验,观察并记录第一流路上第二压力测试仪压力建立的时间及大小,并记录相关数据,连续两次模拟冷运转试验,第一流路上第二压力测试仪压力应大于发动机设计需求;

23、s427,启动电机模拟发动机起动时电机带转速率、转速及持续时间进行模拟起动试验,观察并记录第一流路上的第二压力测试仪压力建立的时间及大小,并记录相关数据,起动过程及起动至慢车后,第一流路上的第二压力测试仪压力应当稳定且压力值不低于发动机低压告警值。

24、作为本发明的进一步方案,所述第一油箱底端安装有高度可调的支撑架,以在滑油泵低温条件下抽吸能力检验时控制第一油箱与滑油泵的高度差。

25、作为本发明的进一步方案,滑油泵常温条件下抽吸能力检验及低温条件下抽吸能力检验前,应当先将需要进行试验的滑油泵内部存留的滑油清除干净。

26、作为本发明的进一步方案,所述试验工装包括转接座以及转接座表面开设的用于安装滑油泵的若干油口,若干所述油口开设于所述转接座的同一平面上,所述转接座上设有与油口数量相同的管接头,所述管接头与所述油口一一对应。

27、作为本发明的进一步方案,供油级转子端面配合间隙<0.05mm,供油级两侧隔板和油井孔间的径向配合间隙<0.025mm,供油级偏心壳体和油井孔间的径向配合间隙<0.025mm,密封带宽度>5mm。

28、本发明具有以下有益效果:

29、在滑油泵抽吸能力达不到发动机设计需求时,通过本方法中的步骤s1-s3对滑油泵内部尺寸进行优化,优化零部件之间的配合间隙,增加供油级与回油级之间的分隔效果,以降低滑油泵内部供油级与其他回油级之间的串气量,减少供油级进出口之间的串气量,从而在不改变滑油泵外部构形及尺寸的前提下提升滑油泵抽吸能力的效果,并增大滑油泵供油级进口管路管径,使管内滑油的流速不高于1m/s,以降低流阻损失,避免节流,提升滑油泵在恶劣情况下的供油稳定性,最后采用仿真试验系统对滑油泵进行低温条件下滑油泵抽吸能力检验,以确保滑油泵的抽吸能力可满足发动机设计需求,确保发动机的稳定运行。

30、除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。


技术特征:

1.一种滑油泵抽吸能力提升方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种滑油泵抽吸能力提升方法,其特征在于:步骤s4中,滑油泵常温条件下抽吸能力检验方法包括:

3.根据权利要求1所述的一种滑油泵抽吸能力提升方法,其特征在于:所述仿真试验系统包括试验箱、试验油箱、第一流路和第二流路;

4.根据权利要求3所述的一种滑油泵抽吸能力提升方法,其特征在于:步骤s4中,滑油泵低温条件下抽吸能力检验方法包括:

5.根据权利要求1所述的一种滑油泵抽吸能力提升方法,其特征在于:所述第一油箱底端安装有高度可调的支撑架,以在滑油泵低温条件下抽吸能力检验时控制第一油箱与滑油泵的高度差。

6.根据权利要求1所述的一种滑油泵抽吸能力提升方法,其特征在于:滑油泵常温条件下抽吸能力检验及低温条件下抽吸能力检验前,应当先将需要进行试验的滑油泵内部存留的滑油清除干净。

7.根据权利要求2或4所述的一种滑油泵抽吸能力提升方法,其特征在于:所述试验工装包括转接座以及转接座表面开设的用于安装滑油泵的若干油口,若干所述油口开设于所述转接座的同一平面上,所述转接座上设有与油口数量相同的管接头,所述管接头与所述油口一一对应。

8.根据权利要求1所述的一种滑油泵抽吸能力提升方法,其特征在于:供油级转子端面配合间隙<0.05mm,供油级两侧隔板和油井孔间的径向配合间隙<0.025mm,供油级偏心壳体和油井孔间的径向配合间隙<0.025mm,密封带宽度>5mm。


技术总结
本发明公开了航空发动机滑油系统技术领域的一种滑油泵抽吸能力提升方法,通过本方法中的步骤S1‑S3对滑油泵内部尺寸进行优化,优化零部件之间的配合间隙,增加供油级与回油级之间的分隔效果,以降低滑油泵内部供油级与其他回油级之间的串气量,减少供油级进出口之间的串气量,从而在不改变滑油泵外部构形及尺寸的前提下提升滑油泵抽吸能力的效果,并增大滑油泵供油级进口管路管径,使管内滑油的流速不高于1m/s,以降低流阻损失,避免节流,提升滑油泵在恶劣情况下的供油稳定性,最后采用仿真试验系统对滑油泵进行低温条件下的抽吸能力检验,以确保滑油泵的抽吸能力可满足发动机设计需求,确保发动机的稳定运行。

技术研发人员:曾广乐,李概奇,张蕊,李旺,王喆,胡悦,杨先锋,苏超群,苏庆怀,张爱平
受保护的技术使用者:中国航发湖南动力机械研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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