Температура газа перед турбиной.

Тепловой режим оценивается в основном температурой газа перед турбиной. Температура газа характеризует процесс сгорания ТВС и тепловое состояние деталей газовоздушного тракта двигателя. Величина температуры газов перед турбиной является одним из основных параметров, определяющих значение мощности, развиваемое турбиной. Т.е. каждому режиму работы двигателя соответствует определенная температура, которая установлена руководством по эксплуатации. Нормальное значение температуры свидетельствует о том, что тепловой режим двигателя соответствует расчетному. Самопроизвольное повышение или уменьшение температуры газа перед турбиной, с одновременным повышением или уменьшением частоты вращения ротора двигателя сигнализирует о нарушении топливо- регулирующей аппаратуры. Повышение температуры газа без изменения частоты вращения может быть вызвано неисправностью проточной части двигателя. Например, вытяжка рабочих лопаток компрессора и турбины, обгорание деталей проточной части двигателя, разрушение подшипников роторов приводит к уменьшению частоты вращения, однако автоматика увеличивает подачу топлива для поддержания постоянной частоты вращения, что ведет к увеличению температуры газа перед турбиной. Самопроизвольное увеличение температуры может происходить по причинам непосредственно не связанным с неисправностями проточной части двигателя, а является следствием помпажные явлений или наличием льда во входной части двигателя или повреждением системы поворота направляющих лопаток компрессора. Увеличение температуры газа перед турбиной выше допустимого значения при запуске двигателя свидетельствует о повреждении топливо регулирующей аппаратуры, нарушении расчетного закона поступления воздуха в компрессор и неисправности проточной части двигателя. Забросы температуры газа перед турбиной при запуске не допускаются, т.к. это приводит к изменению структуры материала деталей камеры сгорания и турбины и соответственно к их разрушению. Однако, по мере износа деталей проточной части двигателя, т.е. накопление отказов происходит разрегулировка его систем и появляется тенденция к увеличению температуры на всех режимах работы вследствие увеличения подачи топлива в двигатель. Начавшееся разрушение деталей проточной части опор роторов двигателя характеризуется забросом температуры выше допустимого значения для данного типа двигателя.

Давление топлива перед топливными форсунками.

На большинстве двигателей в эксплуатации производится непрерывный контроль давления топлива перед рабочими топливными форсунками. Величина этого давления определяет исправность системы топливного питания двигателя. Его величина может изменяться при изменении режима работы двигателя и изменении полетных условий при нормальной работе двигателей, поэтому этот параметр самостоятельно не может определять техническое состояние двигателя, однако в сочетании с другими диагностическими параметрами представляет определенную диагностическую ценность. Например, увеличение давления перед топливными форсунками при неизменной температуре газов перед турбиной при работе двигателя на постоянном режиме и неизменных условиях полета определяет засорение топливных форсунок. Это явление очень опасно, т.к. засорение происходит неравномерно, поэтому не обеспечивается равномерность температурного окружного поля и поля давлений. Это приведет к росту термических и переменных напряжений от колебаний лопаток, которые вызовут их усталостное разрушение, поэтому сочетание давления перед форсунками и температуры газов перед турбиной представляет диагностическую ценность определения технического состояния двигателя. Если происходит резкое уменьшение давления перед форсунками- это свидетельствует о повреждении топливопровода или прогар топливной форсунки.

Выбор методов и средств диагностики.

Эффективность применения существующих методов и средств диагностики зависит от контролепригодности двигателя, контролеспособности системы диагностирования, условий эксплуатации, периодичность измерения, физической природы неисправностей и признаков неисправностей принятых диагностических моделей и степень участия человека при диагностировании. Они влияют на выбор методов и средств диагностирования, нельзя оценить количественно, поэтому их выбор производится на основе предшествующего опыта эксплуатации двигателя или его прототипа и по результатам опытных проверок на стадиях доводки производства, ремонта и эксплуатации. На основе имеющегося опыта диагностирования двигателя можно обобщить и выработать общие методические приемы, способствующие выбору методов и средств. Методы и определения диагностических признаков и моделей неисправностей можно разделить на экспериментальные, в которых используются технические средства измерения, контроля и диагностирования двигателя, имеющего определенный состав параметров и признаков, и расчетные, в котором признаки вычисляются.

Параметры маслосистемы.

У современных двигателей, подлежащих непрерывному контролю: давление масла в нагнетающей части и температура масла на входе и выходе их двигателя. Известно, что двигатель имеет большую частоту вращения роторов, поэтому смазка подшипников и других трущихся поверхностей должна производиться непрерывно и эффективно, поэтому каждому режиму работы двигателя установлена определенная величина давления масла. Падение давления масла ниже установленных пределов способствует значительному увеличению износа сопряженных деталей, повышению теплового состояния, т.е. уменьшает механическую прочность. Поэтому давление масла косвенно определяет техническое состояние двигателя в данный момент его работы, но не может указать на наличие, какого- либо определенного дефекта. Дефекты, вызывающие падение давления масса:

1. Износ деталей маслонасоса

2. Попадание топлива в маслосистему через уплотнения агрегатов топливной системы

3. Засорение фильтров

4. Нарушение работы системы суфлирования

5. Изменение физико-химических свойств масла

6. Разрушение масляных уплотнений

7. Разрушение маслопроводов

8. Образование воздушных пробок в системе

9. Заедание редукционного клапана маслонасоса в открытом положении

 

Температура масла

Каждому режиму работы двигателя должно соответствовать определенная температура масла. Если масло минеральное, то температура на входе в двигатель задается в строго определенных пределах, т.к. если температура выходит за эти пределы, то при понижении происходит загустение масла и недостаточное поступление в зазоры трущихся поверхностей. При повышении температуры чрезмерное разжижение, т.е. ухудшение смазывающих способностей масла. Ухудшение теплоотдачи масла и перегрев трущихся поверхностей. Все это приводит к повышенному износу опор двигателя. На большинстве двигателей применяется синтетическое масло, которое имеет широкий диапазон рабочих температур. Поэтому температура синтетического масла ограничивается температурным режимом двигателя. Требуемое значение температуры масла поддерживается путем его охлаждения в радиаторе и практически не зависит от технического состояния масла. Наиболее информативным параметром является разность температур выходящего и входящего в двигатели масла. По этой величине можно судить о теплоотдаче масла и соответственно о тепловом состоянии двигателя в целом. Обычно этот параметр ограничен по верхнему пределу. Выход за предел характеризует перегрев смазываемых узлов. Это связано с нарушением работы газоуплотнительных устройств, через которые в маслосистему газы с высокой температурой прорываются в газы. Увеличение температуры связано с уменьшением прокачки масла через двигатель. т.е. разность температур масла можно использовать для определения технического состояния двигателя.

Выбег ротора.

Одним из важных способов определения исправности двигателя является определение выбега, т.е. времени его инерционного вращения ротора после выключения двигателя. По времени выбега можно определить вытяжку компрессорных и турбинных лопаток и попадание в двигатель посторонних предметов. При определении времени выбега двигатель выключается на режиме малого газа и время измеряется до полной остановки ротора. Задевание рабочих лопаток турбины за металлокерамические вставки происходит вследствие того, что тонкостенный корпус охлаждается значительно быстрее, чем массивный ротор. Опыт эксплуатации показывает, что на новых двигателях во время приработки выбег увеличивается постепенно с увеличением наработки двигателя. Уменьшение времени выбега происходит с увеличением накопления отказов и трения. Большую диагностическую ценность представляет не величина времени выбега, а его тенденция к уменьшению.