姬廣勛 楊云鵬 范銳

摘 要：傳動(dòng)齒輪箱是飛機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)中重要的傳動(dòng)部件之一，傳動(dòng)齒輪箱使用性能和工作的可靠性，直接決定了動(dòng)力系統(tǒng)甚至整機(jī)的性能和工作可靠性，對(duì)整機(jī)的工作具有極大的影響。本文從傳動(dòng)齒輪箱功能需求角度出發(fā)，論述了傳動(dòng)齒輪箱獨(dú)立潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，并進(jìn)一步闡述飛機(jī)附件機(jī)匣高溫條件下潤(rùn)滑設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：機(jī)匣;高溫;潤(rùn)滑

第一章 傳動(dòng)齒輪箱潤(rùn)滑系統(tǒng)分類

傳動(dòng)齒輪箱滑油系統(tǒng)分為獨(dú)立滑油系統(tǒng)和共用滑油系統(tǒng)兩大類型，目前國(guó)外先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)的附件傳動(dòng)機(jī)匣都采用獨(dú)立的滑油系統(tǒng)，也就是傳動(dòng)齒輪箱的滑油系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)各自獨(dú)立工作，兩者之間沒(méi)有關(guān)聯(lián)，傳動(dòng)齒輪箱采用獨(dú)立滑油系統(tǒng)方便飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配和維護(hù)，反映目前技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)

例如，國(guó)外戰(zhàn)機(jī)中，俄制戰(zhàn)機(jī)SU27系列、MIG29系列傳動(dòng)齒輪箱均為共用滑油的普通潤(rùn)滑系統(tǒng)，而最新的T50傳動(dòng)齒輪箱為獨(dú)立潤(rùn)滑系統(tǒng);美制最新型的F18和F22等少數(shù)傳動(dòng)齒輪箱采取高溫潤(rùn)滑系統(tǒng)技術(shù)，其他型號(hào)戰(zhàn)機(jī)研制時(shí)間較早，均為共用滑油的普通潤(rùn)滑系統(tǒng)。

從上述情況看，國(guó)外對(duì)傳動(dòng)齒輪箱高溫潤(rùn)滑系統(tǒng)研究和采用早于國(guó)內(nèi)，已經(jīng)具備了實(shí)用性的技術(shù)，而國(guó)內(nèi)相關(guān)研究剛剛起步。

第二章 傳動(dòng)齒輪箱獨(dú)立潤(rùn)滑系統(tǒng)的用途

提高主發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)性的需要，傳動(dòng)齒輪箱可以采用和發(fā)動(dòng)機(jī)共用滑油系統(tǒng)，也可以采用獨(dú)立潤(rùn)滑系統(tǒng)。共用滑油系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)上的供油泵供油，使用統(tǒng)一的回油泵實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)附件機(jī)匣的回油，共用滑油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。但是近年來(lái)戰(zhàn)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，一個(gè)顯著的標(biāo)志就是傳動(dòng)齒輪箱動(dòng)力組件功能的完善，這個(gè)技術(shù)進(jìn)步的前提是集成式輔助動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)的成熟，輔助動(dòng)力系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代軍民用飛機(jī)不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備，輔助動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展站和傳動(dòng)齒輪箱動(dòng)力組件功能的完善也產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

提高了先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)的自足能力（指飛機(jī)不依賴地面支持設(shè)備完成地面維護(hù)、主發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)以及在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)提供輔助功率的能力）;

在地面主發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)就可向飛機(jī)電、空調(diào)等系統(tǒng)提供能源，完成飛機(jī)地面維護(hù)檢測(cè)等任務(wù)，因此延長(zhǎng)了主發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命和降低了飛機(jī)的全壽命維護(hù)費(fèi)用;

現(xiàn)代先進(jìn)作戰(zhàn)飛機(jī)普遍采用了電傳操縱和主動(dòng)控制技術(shù)，要求在所有飛行條件下不間斷地向飛行控制系統(tǒng)提供電能和液壓能，特別是在空中當(dāng)/或主液壓系統(tǒng)或主電源系統(tǒng)失效，甚至主發(fā)動(dòng)機(jī)失效后幾秒內(nèi)能立即提供應(yīng)急的液壓動(dòng)力和（或）應(yīng)急電力。

第三章 獨(dú)立滑油系統(tǒng)設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路

3.1 ?循環(huán)方式

傳動(dòng)齒輪箱獨(dú)立的滑油系統(tǒng)可以采取采用反向循環(huán)設(shè)計(jì)。

3.2 ?供油系統(tǒng)設(shè)計(jì)

傳動(dòng)齒輪箱獨(dú)立滑油系統(tǒng)的供油系統(tǒng)采用滑油增壓泵壓力供油，設(shè)置滑油調(diào)壓活門，調(diào)整滑油壓力，維持系統(tǒng)正常穩(wěn)定的滑油壓力;根據(jù)反向循環(huán)系統(tǒng)的要求，在滑油供油路上設(shè)置燃滑油散熱器，實(shí)現(xiàn)滑油的冷卻;設(shè)置滑油濾，完成滑油過(guò)濾，保證傳動(dòng)齒輪箱對(duì)滑油的清潔度要求。供油系統(tǒng)附件包括滑油箱、滑油增壓泵、調(diào)壓活門、燃滑油散熱器、滑油濾等部件。供油系統(tǒng)的流路是滑油箱→增壓泵→散熱器→滑油濾→傳動(dòng)齒輪箱各噴嘴。

3.3 ?回油系統(tǒng)設(shè)計(jì)

傳動(dòng)齒輪箱需要設(shè)置回油泵以完成機(jī)匣回油?；赜捅门c供油泵一起集成設(shè)計(jì)為滑油供、回油泵組。在回油泵的入口設(shè)置滑油濾網(wǎng)，保證滑油泵的安全工作。在傳動(dòng)齒輪箱上回油管路附近設(shè)置放油磁塞，方便放油和取樣。在回油系統(tǒng)回油路上（滑油箱內(nèi)）設(shè)置滑油的金屬屑末信號(hào)器。傳動(dòng)齒輪箱回油系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要設(shè)置動(dòng)壓式的油氣分離器。

3.4 ?傳動(dòng)齒輪箱通風(fēng)系統(tǒng)

傳動(dòng)齒輪箱獨(dú)立滑油系統(tǒng)補(bǔ)氣系統(tǒng)包含壓縮空氣瓶、單向活門、腔壓傳感器等，工作原理為：在傳動(dòng)齒輪箱腔壓低于某個(gè)規(guī)定數(shù)值時(shí)，壓縮空氣瓶通過(guò)單向活門自動(dòng)向傳動(dòng)齒輪箱中補(bǔ)氣，維持滑油泵的最低工作壓力。

但是對(duì)比發(fā)動(dòng)機(jī)的通風(fēng)系統(tǒng)，傳動(dòng)齒輪箱通風(fēng)系統(tǒng)則存在顯著的不同，由于發(fā)動(dòng)機(jī)篳齒密封引氣的要求，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)獲得源源不斷的引氣，而傳動(dòng)齒輪箱獨(dú)立滑油系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)無(wú)法獲得引氣補(bǔ)充，這將導(dǎo)致如果機(jī)匣在高空存在氣體泄露情況下，最終的氣壓將不能維持滑油泵的最低工作壓力，滑油泵將最終不能穩(wěn)定工作，因此針對(duì)傳動(dòng)齒輪箱獨(dú)立滑油系統(tǒng)需設(shè)計(jì)專門的補(bǔ)氣系統(tǒng)。

3.5 ?滑油的選擇

傳動(dòng)齒輪箱更傾向于優(yōu)先選用和發(fā)動(dòng)機(jī)使用的滑油一致的牌號(hào)以降低 維護(hù)成本。

第四章 傳動(dòng)齒輪箱滑油系統(tǒng)針對(duì)高溫工作條件下設(shè)計(jì)

4.1 ?耐高溫類型傳動(dòng)齒輪箱滑油系統(tǒng)的意義

21世紀(jì)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)將突破傳統(tǒng)的作戰(zhàn)領(lǐng)域，作戰(zhàn)空域?qū)⒀由斓洁徑臻g空域，適應(yīng)臨近空間飛行作戰(zhàn)的高速武器裝備，如高速偵察機(jī)、高速轟炸機(jī)、空天飛機(jī)、高速巡航導(dǎo)彈是未來(lái)的主要裝備，高速武器裝備航程遠(yuǎn)、速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能卓越，威力強(qiáng)大，難以防御。

由于高速飛行器動(dòng)力附件傳動(dòng)系統(tǒng)工作的特殊性，配裝高速飛行器動(dòng)力附件傳動(dòng)系統(tǒng)的附件傳動(dòng)系統(tǒng)使用狀態(tài)和使用環(huán)境和普通的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)相比已經(jīng)發(fā)生了重大的變化，例如，高速飛行帶來(lái)的氣動(dòng)高溫，對(duì)傳動(dòng)齒輪箱的性能都存在較大的影響，因此，在傳動(dòng)齒輪箱滑油系統(tǒng)考慮耐高溫性能具有現(xiàn)實(shí)的意義。

4.2 ?耐高溫技術(shù)要求

考慮高馬赫速飛行的影響，高速飛行器附件傳動(dòng)系統(tǒng)使用狀態(tài)和使用環(huán)境和目前在役飛機(jī)相比已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，主要體現(xiàn)在環(huán)境溫度提高，由于氣動(dòng)加熱，高速飛行器的飛機(jī)附件傳動(dòng)系統(tǒng)的環(huán)境溫度可以達(dá)到320℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前在役飛機(jī)附件機(jī)匣環(huán)境溫度179℃，對(duì)機(jī)匣殼體材料、齒輪材料都提出新的要求，發(fā)動(dòng)機(jī)高速度大過(guò)載，加速度大對(duì)齒輪潤(rùn)滑存在影響，需要對(duì)適應(yīng)干運(yùn)轉(zhuǎn)、潤(rùn)滑不良條件的齒輪熱處理或加工技術(shù)進(jìn)行研究，同時(shí)動(dòng)力附件傳動(dòng)系統(tǒng)的滑油工作溫度可達(dá)250℃溫度，遠(yuǎn)高于現(xiàn)役飛機(jī)的200℃，對(duì)滑油系統(tǒng)的耐高溫性能提出新的要求。

第五章 結(jié)論

本文從傳動(dòng)齒輪箱功能需求角度出發(fā)，論述了傳動(dòng)齒輪箱獨(dú)立潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，并進(jìn)一步闡述飛機(jī)附件機(jī)匣高溫條件下潤(rùn)滑設(shè)計(jì)，形成了傳動(dòng)齒輪箱獨(dú)立滑油系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，對(duì)實(shí)際的設(shè)計(jì)工作具有指導(dǎo)的作用。

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