馬 力,曲文浩,劉雙紅,王 昆

(1.中國人民解放軍海軍駐沈陽地區(qū)發(fā)動機專業(yè) 軍事代表室，沈陽 110043；2.中國人民解放軍海軍后勤部 技術裝備研究所，北京 100072)

防腐型合成航空潤滑油臺架評定

馬 力1,曲文浩1,劉雙紅2,王 昆2

(1.中國人民解放軍海軍駐沈陽地區(qū)發(fā)動機專業(yè) 軍事代表室，沈陽 110043；2.中國人民解放軍海軍后勤部 技術裝備研究所，北京 100072)

通過航空發(fā)動機在地面臺架上的長期試車對新研制的防腐型合成航空潤滑油進行了考核和評價。試車過程中對發(fā)動機滑油系統(tǒng)參數進行了實時監(jiān)測和分析，并且定期抽取發(fā)動機滑油系統(tǒng)中的滑油，化驗被試滑油的粘度、酸值、閃點及金屬元素的變化情況，分析滑油品質隨著發(fā)動機工作時間增長的變化規(guī)律。該項整機試驗結果表明，被試的防腐型潤滑油不僅擁有優(yōu)異腐蝕抑制性能，其潤滑抗磨和高溫抗結焦能力同樣突出，能夠滿足發(fā)動機的長期使用要求。

航空發(fā)動機；臺架；試車；防腐型；潤滑油

為適應我國航空發(fā)動機工業(yè)的發(fā)展，滿足海洋環(huán)境下戰(zhàn)斗機的用油要求，參照美軍標準MIL-PRF-23699F[1](C/I型Corrosion Inhibiting)，研制了一種防腐型合成航空潤滑油，通過前期研究，完成了基礎油、添加劑、配方研究，建立了軸承腐蝕模擬評定方法[1]、高溫氧化腐蝕試驗方法，對研制配方進行了全面性能評定[2]，同時，在生產工藝研究的基礎上對研制產品進行了中試放大，并完成了450小時的軸承臺架評定[3]，對新生產及儲存一年后的研制產品進行了第三方全面評定，開展了航空潤滑油軸承腐蝕抑制機理研究[4]，在此基礎上開展了全尺寸發(fā)動機臺架評定研究。

1 發(fā)動機臺架試車情況

研制的防腐型合成航空潤滑油以某型發(fā)動機為平臺進行整機的試驗考核，發(fā)動機整機試車是在地面臺架進行，試車程序采用了該型發(fā)動機累積壽命試車程序，程序包括了發(fā)動機的所有狀態(tài)點，如起飛增推、空中巡航、最大加力、著陸、加減速、遭遇等狀態(tài)，累積試車時間139 h 57 min。累積試車考核中，所使用的發(fā)動機試車程序如圖1所示。

圖1 發(fā)動機試車程序

2 滑油系統(tǒng)試車參數

對于滑油冷卻效果的判斷，主要從發(fā)動機試車的滑油工作壓力、滑油供回油溫度兩個方面[5-6]。采用新型滑油在試車過程中，滑油壓力穩(wěn)定工作在267 kPa～300 kPa，最高滑油回油溫度為176.3 ℃，最高供油溫度達115 ℃。滑油試車參數數據見表1～4。

表1 04次上臺試車滑油參數

表2 05次上臺試車滑油參數

表3 06次上臺試車滑油參數

表4 兩種滑油的發(fā)動機供回油溫度水平對比

從考核試車可以看出，采用新型滑油的發(fā)動機試車滑油系統(tǒng)工作參數正常穩(wěn)定，滑油壓力符合要求、滑油供回油溫度較低，滿足發(fā)動機冷卻需求。同時通過4050滑油和研制產品工作的發(fā)動機滑油系統(tǒng)參數對比可以看出，新型滑油在溫度承載能力上與4050滑油相當，兩者沒有明顯區(qū)別，根據一直以來的發(fā)動機試車經驗，可以認為研制產品可滿足發(fā)動機滑油系統(tǒng)工作中的壓力、流量和冷卻需求。

圖2 兩種滑油的試車最高回油溫度對比

3 滑油光譜情況

滑油金屬元素含量光譜分析，是該系列發(fā)動機監(jiān)控其內部結構件摩擦磨損的重要手段，目前已經積累了一定的經驗，建立了光譜分析標準[7]。在該發(fā)動機的試車中一直采用該手段進行發(fā)動機的內部摩擦磨損情況的判斷，滑油取樣部位為發(fā)動機的滑油箱、發(fā)附傳動機匣、飛附傳動機匣。試車過程中，還分別對4050及研制產品進行了滑油光譜取樣對比分析，下面通過光譜分析結果對研制產品工作狀態(tài)潤滑性能做初步判斷，滑油取樣中主要金屬含量的數據見表5-表7。

表5 滑油箱取樣主要金屬含量(ppm)

表6 發(fā)附機匣取樣主要金屬含量(ppm)

表7 飛附機匣取樣主要金屬含量(ppm)

從以上表中可以看出，采用研制產品后，發(fā)動機內結構件材料所含的主要金屬元素Fe、Cu、Ag、Cr、Ni、Mo、V等均在非常低的水平，這反應了在采用新型滑油試車階段，發(fā)動機內部的主軸承、傳動齒輪等滑油流過和潤滑的部件的摩擦磨損量非常低，也非常穩(wěn)定，而且與4050滑油相比，各金屬元素濃度幾乎沒有區(qū)別。在三處取樣部位中，能夠綜合反映發(fā)動機零件磨損情況的滑油箱的滑油，而且由于發(fā)動機機械系統(tǒng)的絕大多數結構件如軸承、齒輪等都是合金鋼材料。因此Fe元素濃度的變化最能反映零件磨損情況，圖3是滑油箱內Fe、Cu、Ag等元素的濃度變化曲線，從圖中可以看出采用新型滑油與采用4050滑油相比，發(fā)動機的Fe元素濃度變化趨勢基本一致，而且隨發(fā)動機的工作，Fe元素濃度增長梯度很小。這說明在采用臺架試車階段內部結構件的磨損很小，與4050滑油基本一致，因此初步認為采用新型滑油可以滿足發(fā)動機臺架試車的潤滑需求。

圖3 試車過程中金屬元素濃度變化情況

4 滑油理化性能變化

在試車過程中在第04-71、04-76、04-80、04-83試車后均對滑油箱中滑油取樣進行了理化性能分析，包括酸值、粘度、閃點，并與新油[8]進行對比如表8：

表8 第一階段試車滑油理化性能變化

在第三階段的65 h 41 min的試車過程中，共進行了4次15 h的定期檢查，從滑油箱抽取滑油進行理化性能分析，結果見表9。

表9 第三階段試車滑油理化性能變化

從表中數據可知，隨著發(fā)動機考核的整個試車階段，滑油的理化性能變化很小，尤其是粘度和閃點基本沒有變化，只有酸值隨著發(fā)動機工作時間的增加，略有增長，但仍滿足發(fā)動機的滑油使用要求。

5 發(fā)動機分解檢查情況

發(fā)動機考核試車之后進行了下臺分解，為觀察試驗油在軸承腔、滑油流路上的結焦情況，并有針對性地進行了拍照，發(fā)動機分解檢查情況主要有如下幾點現象：(1)軸承腔內壁、收油環(huán)、分油套等未見滑油結焦痕跡；(2)No.3軸承前半內圈內壁上存在明顯的滑油結焦情況，此痕跡與采用4050滑油時發(fā)動機分解后的情況一致；(3)No.3、No.4軸承保持架上存在少許黃色滑油結焦痕跡，與其它發(fā)動機試車分解情況相比沒有區(qū)別。

6 結論

根據發(fā)動機上的試車結果，初步有如下結論：(1)采用新型滑油在發(fā)動機工作中，滑油系統(tǒng)各項參數表現穩(wěn)定，可以滿足對發(fā)動機內軸承、齒輪等結構件的潤滑冷卻需求；(2)整個139 h 57 min的試車階段，滑油光譜分析元素含量均保持在較低水平，發(fā)動機內部軸承、傳動齒輪的摩擦磨損情況比較正常且穩(wěn)定；(3)滑油在經過了連續(xù)65 h 41 min的試車使用后，理化性能基本沒有變化，滿足滑油使用壽命需求；(4)在發(fā)動機分解故檢中，結構件表面結焦情況沒有異常。

[1]美國軍用標準.MIL-PRF-23699F.Performance specification:lubricating oil,aircraft turbine engine[S].Synthetic base,Nato code number O-156 1997.

[2]劉雙紅,王昆,馬力．防腐型合成航空潤滑油的研制[J].潤滑與密封，2010(9)：112-117.

[3]李勇.8566防腐型航空合成潤滑油的450小時軸承試驗報告[R].國防科技報告，2010.

[4]劉雙紅,楊英炎,馬力,等.防腐型合成航空潤滑油性能評定研究[J].潤滑與密封,2012(2):92-97.

[5]毛宏圖，陳聰慧，宋冠麟,等.軍用戰(zhàn)斗發(fā)動機潤滑技術發(fā)展分析[C].湖南：中國航空協會第十六屆機械動力學會,2013.

[6]蘇壯,毛宏圖,董云,等.基于熱管理技術的滑油系統(tǒng)熱分析方法研究[C].湖南：中國航空協會第十六屆機械動力學會,2013.

[7]谷俊.某型航空發(fā)動機滑油光譜分析金屬元素含量監(jiān)控標準[R].國防科技報告，2006.

[8]國防科學技術工業(yè)委員會.GJB1263-1991航空渦輪發(fā)動機用合成潤滑油[S].軍用標準,1991.

(責任編輯：宋麗萍 英文審校：劉敬鈺)

Assessmentoftheanti-corrosionsyntheticaerolubricantbench

MA Li1,QU Wen-hao1,LIU Shuang-hong2,WANG Kun2

1.PLA Navy Engine Professional Military Representative Office in Shenyang Area，Shenyang 110043；2.Technology And Equipment Research Institute,Logistics Department of PLA Navy，Beijing 100072)

Through the long-term test of the aero engine reliability on ground bench，we check and assess the new anti-corrosion synthetic aero lubricant.During the testing process,the parameters of the engine lubrication system is monitored and analyzed real-time.We accumulate and analyze the changing data about the lubricant performance.All the results show that the newly developed product has excellent anti-oxidation at high temperature，as well as anti-wear and lubricating performance，corrosion inhibition and anti-foam performance.And it also has excellent long-term storage stability and service performance.

aircraft engine；bench；test；corrosion inhibition；lubricating oil

2013-12-05

馬力(1977-)，男，遼寧沈陽人，工程師，主要研究方向：傳動與潤滑，E-mail:2369887145@qq.com。

2095-1248(2014)01-0028-05

TE626.3

A

10.3969/j.issn.2095-1248.2014.01.007