航空发动机机械磨损故障的诊断研究

航空发动机机械磨损故障的诊断研究

杨亚男,李瑞友,张云松,孙毅

国网通用航空有限公司

摘要：航空交通的蓬勃发展正在改变人们的出行方式，因舒适、方便、快捷的运输体验是人们出行选择交通工具的首选。但是发动机磨损而出现的飞行事故较为常见，不仅影响了运输安全，还为航空事业的发展带来一定的弊端。本文着重分析航空发动机的常见磨损现象以及根据发动机磨损情况分析故障类型，对航空发动机的故障类型给予正确的诊断方案及解决办法。

关键词：航空发动机；发动机检修；机械磨损；故障排查

1   机械磨损故障

航空发动机在发生故障时，最容易出现的部位是主轴轴承和发动机齿轮。在发动机进行工作时，由于这两个部位活动频繁，摩擦力强零部件表面由于长期的摩擦作用力，使其具有的弹性会因为工作的频繁逐渐消失。发动机最初使用时零件的表面，因长时间的接触使机械的磨损增大，接触面积越多，摩擦力越大，因此，给机械在运行中造成了一定的磨损情况，会使发动机的各项功能降低。如何解决发动机磨损问题需及时的维修检查，否则对发动机的工作造成障碍，会留下一定的安全隐患。

2   发动机作用原理

发动机进入工作状态后，使用燃料和润滑油的混合液进行轴承与其他部位的连接，在迅速运转的过程中，同时要压缩混合气体，使其进行向上压缩的作用，进行循环往复的推进，在过程中对燃烧的高温气体使其生产负压，在其压缩过程中，涡轮叶片或向上运动，产生高压在做工。在做工冲程的过程中，推动涡轮叶片的运动方向后，通过轴承与齿轮将运动变化行程为旋转动作，通过齿轮轴承的运转传到增压泵，使其在活动中起到驱动作用，润滑油在轴承和齿轮之中进行润滑，减少摩擦力，增加设备运转情况，使零部件在工作中使其工作效率及工作寿命得到延长。若润滑油不能及时到位，则会导致零部件摩擦损坏严重。

3   常见机械磨损类型

3.1   粘着磨损

粘着磨损是指发动机零部件在运行过程中，金属颗粒不断削弱到零部件的不同位置，出现了接触性摩擦，在摩擦过程中即使有润滑油的存在，由于金属屑粒对其表面的影响，使其零部件产生了一定的磨损，若是零部件之间没有润滑油的功底，直接进行摩擦损毁是比较严重。如果有润滑油的摩擦，在其接触位置有金属屑粒的影响，会使其金属屑粒粘在两个零件摩擦的位置表面，在机械工作时，摩擦持续不断将其金属屑粒持续性摩擦，且金属屑粒会越掉越多，零部件运转中黏着不够紧密，使其金属屑粒脱落比较严重，会造成磨屑现象，滑动磨损的位置不同，所以研究的方向也不尽相同，技术人员需要依据。滑动磨损的最初位置，对发动机易发生磨损位置进行排查。在一般情况下，材料都是从零部件中进行损坏，需要分析事故出现的情况及磨损反应进行规划，分析事故是否属于磨损故障。部分研究人员认为，之所以会出现磨损碎片，是因为发动机在长期工作中受和其运转载荷的影响，每个部位的焊接点不同，因此使零部件在运动中发生了不同等级的磨损。磨损不能光基于表面情况，需要根据其磨损情况分别分析是否高温、高载荷引起的设备故障。

3.2   磨屑磨损

发动机表面结构会在高压工作中引起表面粗糙，有的则是些软表面。因此，发动机在工作中的这些表现有可能发生变形或断裂。在发动机进行工作时，极易出现磨屑脱落，相应部位进行更进一步的摩擦。这些磨屑对硬度较强的，硬度较强的表面会产生一部分接触，造成磨损现象。磨损是发动机磨合期必然出现的问题。因为在机器运转的过程中，因摩擦力点所发生的不同，磨损位置也不尽相同。所以，发动机受到磨损的故障情况也会有一定差异。硬度较低的材料在发生金属屑粒的掉落进行摩擦时，会对零部件表面造成影响。进一步摩擦会造成疲劳性损害，因此金属零部件若频繁发生摩擦，会造成表面的压痕。

3.3   疲劳磨损

疲劳磨损是发动机常见的故障之一，因其高强度的工作，使发动机产生了疲劳现象，在发动机日复一日的工作中，使其接触表面所承受的载荷冲力远远超出了其最大承受力。因此，造成发动机表面损坏，循环阀值具有不固定性，在其使用中无法预测其最大限度，因此会出现严重磨损。疲劳磨损是日积月累形成的一种发动机损坏方式，是由递进的方式进行的，与工作年限相关。所有的零部件都有一定的使用年份，因此疲劳磨损需要维修人员根据发动机的使用年限进行检查，达到一定的磨损情况，要及时通过维修方案及诊断方案进行补救，降低发动机的损坏程度，以此来保证零部件的使用情况。

4   机械磨损诊断

4.1   遗传优化算法

对于发动机故障检测，要对所使用的机械出现的磨损问题进行检测，对于优化算法检测是具有一定的可操控性，可以对故障进行准确定位，从而进行故障排查其运转方式与出现的故障。但其缺点是在排查运算的过程中，需要对问题的解决答案为非线性问题是对整体排查非常有效，局部排查很难得到答案，因此。在目前的诊断技术中，支持向量机被广泛应用，这种诊断技术需要对零部件进行逐一检测，符合条件的通过高纬度综合分析及使用情况，逐一排查这种检测技术对。相应的参数都有，参数准确度都有相对高的要求，所以在磨损故障诊断中其诊断结果。准确度低，为了能得到更精准的检测数据。需根据检测器提提供的检测方式，对于设备诊断有相应完整的数据支持，作为可靠的检测手段，借助于目前最优化的检测设备，对发动机的工作状态进行实时监控，对于发动机所反馈的工作异常及故障进行及时排查，保证其故障检测的精准度与高要求。

4.2   基于 ABC-BP模型的神经网络诊断

在发动机磨损故障的诊断中，选择最有利的方法进行诊断，或是模拟演练。ABC-PB建立的模型方法采取最全面的网神经网络检测，以其检测的精准度为诊断依据，从而优化结果。使检测技术根据其传播理论为基础的检测手段，依据其相应的算法在其网络基础上给予良好的内部体系进行诊断，将检测数据及收集采集信息进行分文别类的规划，以信息规划耗时短，提升效果快速数，分析数据准确，为更好的诊断功能在采集磨损的故障数据，分析的归类中依据科学优势，把采集数据作为相关对比数值，对采集数据进行合理优化，使其磨损检测根据录入数据进行比对，进行人工参数处理，使其参数定向磨损程度，使最大磨损可能出现的数值假设数据转换运算手段给予评定。采用先进的ABC计算方式进行磨损数据，改良优化，使其得到的计算值，在最有利的基础上使结果进行优化判断。在判断的过程中，对于磨损样品的相关信息及计算数据进行误差分析，对误差的存在。采取有理有据进行准确度检测，使其检测结果与输出的相关数据并无任何差异，完成对发动机磨损情况的相关诊断。

4.3   滑油分析诊断

对于发动机磨损的诊断评估报告，需要对润滑油的使用情况进行逐步分析。在发动机运转的过程中，其结构较为复杂，排查难度较大，因此对磨损故障需要有理有据，细致分析，深入研究其。磨损情况磨损位置，对磨损的零部件采取分文别类的诊断，因此，润滑油的运转情况也影响着发动机零部件的工作方式。润滑油在运行中需要进行冷却，因此在许多。机械运转时会为设备进行润滑作用。润滑的作用与发动机内部零件的磨损情况息息相关。据结果进行分析，对磨损情况作出严格判断，根据判断结果进行维护工作。润滑油可以减少轴承工作部分与齿轮工作部分的摩擦力，使其零部件的损耗大大降低。若润滑油中金属含量成分较高，说明机械出现了较为严重的磨损情况。在润滑油的运转状况进行分析当中，通过对机械磨损的调度来分析。是否有金属屑粒等情况，根据这些物质进行逐一划分，使其所含有的成分及金属状况进行逐一排查。研究发现，发动机磨损的情况是根据各项物质表明是否需要进行零部件更换，以此诊断方法对发动机的磨损情况进行差异比对，使其磨损情况得到妥善解决。因此，润滑油的正常使用，给发动机的正常运转带来较大影响。

5   结论

经过科学诊断发动机常见故障磨损并非是一种情况，有可能是有多种原因造成，因此需要针对发动机的维护与检修进行多重运作的保障。

参考文献

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