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航空发动机状态监控与故障诊断

航空发动机状态监控与故障诊断
1. 发动机状态监控主要技术手段
气路性能监控,机械性能监控(滑油和振动监控),无损探伤(孔探检查应用最为广泛、涡流检查、荧光检查、着色检查和超声波检测)
2. 发动机故障诊断含义与对象
发动机故障诊断是指在不解体发动机结构(或仅拆除少数部件)的条件下,采用适当技术手段,确定发动机技术状况,确定故障部位、故障严重程度或预测潜在的故障,以保证发动机的安全、经济运行。

对象:完全组装好的、正在工作或准备工作的发动机(有时也包括像压气机、涡轮等单独部件)
3. 完整的故障诊断包括
故障检测:指出发动机是否已经产生故障;
故障隔离:也称故障定位,指将故障定位到发动机的单元体或者某个附件;
故障辨识:在前两个基础上,还要求指出故障的严重程度。

4. 数学模型的建立步骤P8
1建立发动机部件特性方程;2 建立正常态数学模型;3引入表征发动机部件故障的故障因子;4 由发动机正常态模型的解和发动机故障态模型的解得出故障系数
5. 部件特性含义
部件本身的尺寸在发动机工作过程中的性能参数反映,它仅仅取决于部件本身的尺寸。

如果部件本身的尺寸发生变化,那么部件特性也发生变化,也就是发生故障。

在一定的工作环境(边界条件)和工作状态(控制条件)下,发动机性能参数完全取决于发动机的几何尺寸。

6. 部件特性曲线P12 图2-2 会描述
前一种变化叫做单纯性工作点平移,后一种变化称为特性线平移。

7. 故障因子类型
第一类故障因子特性线平移;第二类故障因子故障分量
计算题1:故障模型线性化P18 例5 与课上ppt题目
计算题2:EGT裕度P23 例题+ 衰退量P26
8. 平均功率温度
发动机能够产生额定功率(推力)的最大外界大气温度,称为平均功率温度,也叫拐点温度。

9. 起飞EGT裕度定义图3-2 & 3-3 重要!会画
发动机全功率起飞时,实际排气温度与EGT红线值的差值。

公式3-1 ∆EGT衰退量
10. 最危险的EGT温度点图3-5 了解各种参数的含义
11. 发动机基线
刚出厂性能良好的发动机,在一定飞行条件下,发动机气路参数随工况参数的平均变化关系。

12. 巡航参数的换算公式P30
13. 数据平滑
移动平均平滑法和指数平滑法
14. 巡航故障分析四大类
飞机传感器或指示系统故障(如TAT,H,Ma);
发动机传感器或指示系统故障(如EPR探头,EGT探头,FF传感器等);
发动机相关系统故障(如引气系统,放气系统,VSV系统,涡轮间隙控制系统等);
发动机单元体故障(如HPT,LPT,FAN,HPC等)
15. 故障分析的一般原则
P43 仅一个参数变化;两个参数变化;三个参数变化;四个参数同时增大或减小
16. 发动机滑油系统组成
储存系统、润滑系统和指示系统
17. 滑油指示系统
将回油滤旁通指示、滑油低压力指示、滑油压力、滑油温度以及滑油量等信息输送到显示电子装置(DEU)
滑油消耗量:Q消耗=Q
补充t
18. 磨损监视方法(知道每种方法原理,优缺点)P61-P63
滑油铁谱分析法:利用高梯度强磁场的作用,从采取的油样分离出磨损颗粒,并借助不同仪器检验分析这些磨损颗粒的形貌、大小、数量、成分,从而对机械设备的运转工况,关键零件的磨损状态进行分析判断的一门应用技术。

较长应用历史,得到广泛应用,但存在不能有效检测大于10µm金属微粒及不能观察和分析单个微粒的缺陷。

滑油光谱分析法:利用滑油中各种元素的原子发射光谱或吸收光谱的不同,来分析滑油在磨粒的化学成分和含量,判断机件磨损的部位和磨损的严重程度,确定相应零件的磨损状态。

相当简便,但是其定量性和故障早期预报性能不能令人满意。

利用油滤、磁塞和金属探测器检测:将磁塞安装在滑油系统的管路中,以收集悬浮在滑油中的铁磁性磨屑,对比观察从而判断摩擦零件的磨损状态。

较宽的微粒尺寸检测范围和较高的检测效率,能同时进行磨损颗粒的定量检测,弥补碎屑和光谱分析的不足。

19. 发动机振动监视和故障诊断
主要用于识别发动机结构系统,特别是转子系统的机械状态和故障。

20. 发动机振源
转子激振源、轴承激振源、传动齿轮激振源、结构激振源以及压气机喘振、机匣共振
21. 发动机的动平衡配平方法
向量合成法、三圆法
22. 无损探测技术
基于现代科学技术的要求上形成的,目的:运用物理的方法检查物体表面或内部的物理性能、结构、状态等参数,同时不对被测物体进行损伤破坏。

23. 无损探测方法P93
磁粉探测、射线探测、超声检测、滲透检测和内窥镜检测(原理和特点看一下就可以)
课上练习选择题:
测量EGT所采用的温度传感器:热电偶式温度传感器
航空发动机机械性能参数包括:VIB,滑油压力&温度,通气压力温度
对于CFM-56发动机,如果N1测量值偏大,则:N2,EGT,FF变小。

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