AC313直升機主減速器潤滑系統設計介紹
2019-07-18許鵬
(哈爾濱艾維歐東安航空傳動有限公司)
【摘 要】介紹了AC313直升機主減速器潤滑系統的構成,潤滑系統主要零部件如滑油泵、回油泵、滑油噴嘴、油池、滑油濾的設計方法及參數選擇,潤滑油的選擇,適航需要進行的試驗考核。(哈爾濱艾維歐東安航空傳動有限公司)
【關鍵詞】減速器;設計;潤滑
1、引言
AC313直升機是我國研制生產的民用單旋翼帶尾槳中型直升機,配裝三臺渦軸發動機,Z大起飛重量13.8噸。其主減速器主要作用是將發動機的輸出功率經過變速和換向傳遞給主旋翼和尾旋翼。
主減速器需采用壓力潤滑進行冷卻,其潤滑系統的功能是為主減速器提供冷卻滑油,減小零件間的摩擦和磨損,防止表面腐蝕和硬化,帶走在齒輪嚙合和軸承運轉中因摩擦所產生的熱量和硬夾雜物,確保潤滑油溫度在規定范圍內及潤滑油的潔凈。
2、潤滑系統的構成
潤滑系統由內部潤滑系統和外部冷卻系統組成,本文主要介紹內部潤滑系統設計。
內部潤滑系統包括滑油泵、油路、噴嘴、油池、回油泵、滑油濾、油位觀察窗、通氣孔、滑油壓力及溫度傳感器、磁性金屬屑檢測器等。
外部冷卻系統包括風扇驅動、風扇、散熱器、氣道及相關管路等。
3、潤滑系統主要部件設計
3.1滑油泵
滑油泵的主要作用是提供壓力油,由主減速器驅動。
1)滑油泵類型的選擇
航空滑油泵主要有齒輪泵、葉片泵及轉子泵三種。國內直升機主減速器均采用外嚙合齒輪泵,其特點是結構簡單、容易制造、重量輕且工作可靠。
2)齒輪泵參數的確定

由于后機匣與主機匣底部不連通,后機匣內潤滑齒輪、軸承后的滑油不能夠返回到主機匣油池內,需用回油泵將后機匣底部的滑油抽回到主機匣。
回油泵也采用齒輪泵,回油比為3:1。
3.3潤滑油路及噴嘴
1)滑油分配
主減速器內滑油的分配由集油腔完成,經過各分支油路到達噴嘴。一般集油腔和油路在主機匣鑄造時直接鑄出,必要時可進行補充機械加工。
2)滑油噴嘴
噴嘴的主要作用是潤滑主要承載線路上的齒輪嚙合面和軸承滾動元件,也用于控制和引導超越離合器和行星齒輪軸承的離心加油系統。
各分支油路的壓力值,需要通過計算機程序來計算,得出每一處節點的壓力、流量和Z大流動速度,來評估各分支油路的適用性,驗證各分支油路和噴嘴是否滿足設計要求。
3.4油池
直升機主減速器一般采用“濕油池”設計,即油池位于主減速器底部。油面通常在動部件之下,滑油泵直接從油池中抽取滑油,經散熱器、油濾、油路后進入噴嘴,完成潤滑后Z終流回油池。
3.5油位觀察窗
油位觀察窗用于目視檢查主減速器內滑油高度,保證滑油的容量在規定的范圍內。一般采用透明玻璃,要特別注意防止破裂。
3.6通氣孔
主減速器在工作中,由于內部溫度升高,壓力將迅速提高,將危害主減速器的安全,這時就需要通氣孔將內部高壓空氣排出。通氣孔在主減速器上部,并帶有濾網,還要防止進水。
3.7成品附件
潤滑系統中的滑油濾、傳感器選用成品件,由專業廠家設計制造。
1)滑油濾
滑油濾是保證噴油嘴噴口通暢和滑油清潔的重要元件。潤滑系統中有兩種滑油濾,粗油濾和精油濾:粗油濾安裝在滑油從油池中被抽出之前,防止較大的碎片和磨損顆粒進入潤滑系統引起滑油泵損壞;精油濾安裝在滑油經散熱后進入潤滑油路之前,過濾微小的碎片和磨損顆粒,防止破壞摩擦副表面的潤滑油膜而引起損傷,精油濾的過濾精度選擇25μ。
2)傳感器
用于飛行員監控減速器潤滑系統的工作情況,及時發現故障,保證飛機安全。主要包括滑油溫度傳感器、壓力傳感器和金屬屑探測器。
3.8潤滑油的選擇
根據中國民航要求,民用直升機主減速器要具有在干運轉30分鐘的能力。因此,為提高主減速器使用壽命和干運轉要求,Z終選用DOD-L-85734滑油。
4、潤滑系統試驗
根據中國民航要求,潤滑系統必須要進行部分試驗以保證系統工作的安全性。主要包括以下試驗項目:
1)滑油泵試驗
考核滑油泵和調壓閥性能,測量滑油泵的壓力和流量的關系曲線,在保證工作壓力和流量下確定調壓閥的開啟壓力。
2)噴嘴流量和打靶試驗
考核噴嘴噴口直徑與流量,在規定壓力、溫度下測量噴嘴噴口的實際流量及噴射方向,校驗設計的合理性。
3)無油試驗
考核滑油供油中斷時主減速器的工作情況,以保證在意外情況下主減速器能夠正常工作。要求在供油中斷后主減速器能夠正常工作30分鐘,不應損壞。
4)減速器試驗
考核潤滑系統的實際潤滑和冷卻性能。在試驗時對壓力和溫度進行監控,達到穩態時的溫度反映冷卻性能,試驗后檢查零部件的磨損情況反映潤滑性能。
5、結束語
本文介紹了AC313直升機主減速器潤滑系統的構成,主要部件的設計過程以及適航試驗考核要求,并給出了設計參數及計算過程,為國內的直升機主減速器潤滑系統的設計提供一定的借鑒經驗。
參考文獻
[1]《航空發動機設計手冊第12冊》.傳動與潤滑系統.航空工業出版社
[2]《航空發動機設計手冊第13冊》.減速器設計.航空工業出版社
來源:《科技與企業》2014年09期
