基于加速退化试验的机械密封磨损寿命预测

针对目前机械密封应用领域高可靠性的要求,提出了基于随机过程的可靠性分析及磨损寿命预测方法。以密封端面磨损量为研究对象,设计适用于机械密封的加速退化试验以获得磨损退化数据。基于退化模型Gamma过程描述其磨损退化过程,引入双应力逆幂率模型作为加速模型描述转速、弹簧力与退化速率间的关系,从而建立机械密封可靠性分析与寿命预测模型。通过极大似然估计法求解模型参数,结合加速模型外推出多个应力水平下的模型参数并进行失效概率分析,对机械密封在不同可靠度需求下的可靠寿命及不同工作条件下的平均寿命作出了预测。结果表明,Gamma过程适用于描述机械密封的磨损退化过程,通过双应力逆幂率模型外推获得各应力水平下的可靠度及寿命,此方法比传统的机械密封寿命预测方法具有更好的实用性和灵活性,可为密封产品确定维修周期及保证安全运行提供重要参考。

某发动机燃油增压泵密封组件石墨环断裂失效分析

针对某型发动机燃油增压泵机械密封组件石墨环断裂以及增压泵漏油口"冒白烟故障",进行故障排查、原因分析和试验验证,发现石墨环断裂的根本原因是滑油管路三通管接头节流嘴拧入过深造成引射作用,导致增压泵的滑油供油量减少甚至出现中断,进而导致机械密封组件在高转速干摩擦下出现异常高温,造成石墨环受到静环座异常径向热膨胀力进而断裂;机械密封组件失效后,发动机滑油系统内部油气泄漏,出现"冒白烟"故障。针对滑油供给问题,提出改进发附机匣节流嘴位置的措施,经过流量试验和整机试车验证及大量改进产品的验证,证明了改进措施的有效性。

航空发动机燃油系统附件低温试验方法

目的探索一种航空发动机燃油系统附件低温试验方法。方法梳理对比国内外航空发动机燃油系统附件低温试验方法的差异,分析国内外标准规定的试验温度差异的来源,检测3号喷气燃料的实际低温特性,验证‒51℃的试验温度对3号喷气燃料的不适用性。分析航空发动机系统附件低温工作时会升温的特点,提出尽量模拟起动过程的低温试验方法。结果利用提出的试验方法,在环境温度为‒55℃、燃油温度为‒40℃下,进行了135 h低温试验,额外单独进行1000次模拟发动机低温起动过程。试验过程中,某型主燃油泵调节器工作正常,并随某航空发动机通过了某飞机在我国北方某机场的高寒试飞试验。结论GJB 241A规定的燃油温度‒51℃或黏度12 mm^(2)/s对应的温度(‒56℃)不适用于3号喷气燃料,环境温度为‒55℃,燃油温度为‒40℃,并尽量模拟发动机低温起动过程的低温试验方法能够有效验证航空发动机燃油系统附件的低温工作能力。

某型航空发动机落压比调节器性能及故障分析

根据某型航空发动机落压比调节器的控制原理,建立压力比敏感元件的数学模型,分析了落压比调节器的滞环误差、不敏感区、灵敏度等影响参数。分析结果表明:πT值偏离故障是由薄膜灵敏度太差和反馈弹簧力值偏小造成的。

某涡扇发动机喷口收放特性研究

航空发动机在节流状态下喷口控制规律的实现对起动性能和推力的影响至关重要。为了研究某型涡扇发动机节流状态喷口收放转速差问题,对慢车域喷口控制装置进行了深入的分析,采用AMESim进行建模,通过对弹簧刚度、油嘴直径、回油压力、介质温度以及活门间隙的影响进行深入研究。结果表明,喷口收放转速差与油嘴直径、活门间隙以及介质温度有关,与弹簧刚度无关,并提出适当提高活门右端间隙可以减弱介质温度对喷口收放转速差的影响。

基于多物理场耦合的航空发动机燃油泵液膜密封仿真分析与试验

针对航空发动机燃油增压泵接触式机械密封润滑失效问题,通过多物理场耦合仿真和试验分析人字槽液膜密封用于燃油增压泵的可行性。基于考虑粗糙度的雷诺方程、能量方程和热传导方程建立液膜密封多物理场模型,分析密封温度特性、泄漏特性等关键性能参数,并针对人字槽液膜密封开展密封性能试验研究。结果表明:与平端面接触式机械密封相比,人字槽型密封端面平均温度降低约50℃,有利于密封运行稳定性的提高;试验运行过程中密封各处温度稳定,泄漏量为0,满足燃油增压泵对密封的性能要求。

等增益比燃油计量活门型孔设计计算

为解决普通方形、圆形、三角形等燃油计量活门型孔流量增益比变化大的问题,提出了一种等流量增益比的燃油计量活门型孔设计思路。通过理论计算得到了等增益比活门型孔曲线函数的基本形式和详细设计计算方法,并进行了举例计算。流量增益比与计量活门开度扰动量的比值为定值,两者呈正比关系,活门开度扰动量越小,流量增益比越小,即计量精度越高。与方形型孔进行了对比分析,详细说明了等增益比型孔在小流量状态下,增益小抗干扰能力强的优点,并且通过组合型孔设计,避免了等增益比活门型孔大流量状态下的增益过大问题。

活门型孔“化方为圆”算法

通过对航空发动机控制系统活门型孔的流量系数稳定性控制的方法进行研究,提出了一套能够将方形活门型孔转化为有规律排列组合小圆孔的算法,并通过实例验证了算法的正确性,同时转化误差小于0.7%,基本实现了工程意义上的等流量系数。该算法将加工工艺性差且计量精度低的方形活门型孔转化为有规律排列组合小圆孔,消除了方形型孔流量系数变化的影响,改变了活门型孔加工方法,减少了对人和环境的危害,提高了活门型孔的计量精度,减小了活门的液动力,具有极大的工程应用价值。该算法可以实现将方形、梯形(含三角形)及其组合型孔等任意型孔的转化,具有工程上的普遍适用性。