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摘要：滑油犹如发动机的“血液”，在传动润滑系统中起着润滑、冷却、密封、清洁、防锈等多重作用，且携带着发动机滑零组件磨损产生颗粒的数量、形状、成分等重要信息，因此通过滑油分析技术可以监测发动机传动润滑系统的磨损状态，预测磨损故障的发生，并确定磨损零组件的部位，对于保障发动机运行安全具有重要的意义。
关键词：滑油光谱分析；自动磨粒分析；滑油滤和磁塞检测；磨损状态监测
1滑油分析技术
1.1滑油光谱分析
滑油光谱分析是发动机磨损状态监测应用最早和最成功的技术之一。通过定期取样对滑油中磨损金属含量进行测定，并利用已知的被滑油润湿零组件材料成分，可以了解各部件的磨损状态是否正常，监测异常磨损故障的发生
1.2自动磨粒分析
自动磨粒分析是近些年出现的一种智能化发动机磨损状态监测技术。采用激光成像技术和人工智能技术表征磨损颗粒，监测滑油中磨损颗粒的尺寸分布、产生速度，并提供大于20μm颗粒的图像映射，通过神经网络形状识别技术，实现颗粒形貌自动分析，把颗粒区分为切削磨损、严重滑动磨损、疲劳磨损和非金属。
1.3滑油滤和磁塞检测
滑油滤和磁塞是安装在发动机滑油油路上的机载装置，是目前广泛使用的一种发动机磨损状态在线监测技术,滑油滤的功用是过滤滑油中的磨损颗粒，使进入滑油系统的滑油清洁干净，而磁塞又称磁性金属屑探测器，是用来吸附发动机轴承、齿轮等部件磨损产生的磁性金属颗粒。滑油滤能够截获大于100μm的磨粒，磁塞仅能够吸附大于50μm的磁性金属颗粒，一般过观察滑油滤和磁塞截获磨粒的形状、尺寸、数量及颜色来判断发动机部件的磨损情况。
1.4扫描电镜－能谱分析
扫描电镜－能谱分析是将扫描电子显微镜和X－射线能谱仪结合的一种分析技术。扫描电镜放大倍数高、焦深长，能对滑油中收集的磨损颗粒进行放大观察，可以分析磨粒的形状、尺寸及表面形貌特征，从而确定磨损颗粒类型，因此扫描电镜－能谱分析作为滑油分析技术的有力补充，能够确定磨损故障类型并进行准确定位，但扫描电镜－能谱分析制样繁琐、分析费时、自动化程度低，限制了其广泛使用。
2某型发动机传动润滑系统磨损状态监测应用
某型发动机在地面试验过程中，为有效监测发动机传动润滑系统磨损状态要求运行间隔一定时间接取一次滑油样品进行滑油光谱分析和自动磨粒分析，近几次滑油光谱分析结果见表1。154次试验后滑油光谱结果显示Fe、Ti元素值出现异常增长，Fe值达到7.22接近磨损浓度极限值，Ti值达到20.25严重超出磨损浓度极限值，其它监测元素结果正常。
滑油样品自动磨损颗粒计数分析结果(见图1)显示150次试验后滑油中小于50μm尺寸范围下的磨损颗粒数开始出现增长，154次试验后磨损颗粒数增长迅速，较前一样品增长3倍之多，并出现大于50μm的较大尺寸磨损颗粒。自动磨损颗粒类型分析结果(见表2)显示滑油中磨损颗粒以疲劳磨损颗粒为主，非金属颗粒和严重滑动磨损颗粒次之，154次试验后滑油中疲劳磨损颗粒增长到165个/mL，非金属颗粒47个/mL，严重滑动磨损颗粒18个/mL。
综合分析，滑油光谱分析结果Fe、Ti元素异常增长，其它元素正常，自动磨粒分析磨损颗粒增长迅速，以疲劳磨损颗粒增长为主，并出现大于50μm的较大尺寸磨损颗粒且磨损处于加剧发展的趋势，表明发动机传动润滑系统零组件出现疲劳磨损故障，故障零组件主要成分有Fe、Ti元素。结合发动机传动润滑系统零组件结构及材料成分判断，发动机中轴承腔主轴承出现疲劳磨损故障。
结语：运用滑油光谱分析、自动磨粒分析、滑油滤和磁塞检测以及扫描电镜－能谱分析4种滑油分析技术，都可以对发动机传动润滑系统进行磨损状态监测，发现发动机的异常磨损故障隐患。对某型发动机传动润滑系统磨损状态监测结果表明，这4种分析技术各有优点，能够做到相互补充，综合运用可对发动机传动润滑系统磨损状态进行更有效的监测，及时发现异常磨损故障，并确定磨损故障部位，从而保障发动机的运行安全，避免重大事故的发生。
参考文献：
［1］卿华，王新军.飞机油液监控技术［M］.北京：航空工业出版社，2011．
论文作者:王继科
论文发表刊物:《防护工程》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/29
标签：磨损论文; 颗粒论文; 发动机论文; 油光论文; 状态论文; 技术论文; 零组件论文; 《防护工程》2017年第22期论文;