安占领+崔国军

摘 要 滑油监控是现代直升机新的维修手段，它是通过仪器检验方法，进行数据分析，达到预测军队直升机磨擦损坏情况，及时采取预防措施，保持直升机飞行安全的一门综合技术。文章通过分析几种监控方式，让读者对滑油监控一个基本认识。

关键词 直升机；滑油；监控

中图分类号：V267 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）06-0062-01

随着航空工业的发展，维修方式已由定期维修发展到目前的视情维修和状态监控，体现了一种革命和进步。状态监控是贯彻“以可靠性为中心”的维修思想、主动预防故障、提高可靠性、保证飞行安全的一种新型维修方式，它可以有效避免事故与故障的发生，在维修方式上是一种质的飞跃。

1 滑油监控的作用

发动机滑油监控是通过对发动机中滑油定期采样、分析检测，根据滑油中各磨损金属的浓度及浓度增长率，达到监控发动机当前工作状态和预测在未来一段时间内发动机是否会产生异常磨损故障的目的。其主要功用是准确判断发动机工作状态，早期预报发动机故障；检测滑油污染、变质，保证油液质量。滑油监控是及时采取措施，保持发动机可靠性与经济性的重要手段这一，其作用是十分明显的。

2 直升机的滑油监控

对磨损元素界限值理论和方法国内外均在研究之中。针对所监控直升机、发动机润滑、传动系统的磨损特点，研究磨损元素界限值制定的方法，即选择监控参数和怎样准确制定磨损元素浓度增长率界限值。选择浓度增长率界限值参数，主要是为了弥补在某些磨损元素即使没有超过浓度极限值，但是它瞬间升高的状况下，可能漏报异常磨损的局限。

经过系统深入的研究，提出了数据的分析模型，并结合直升机、发动机使用情况，动态制定临界值的方法。即利用科学取样、补油校正、光谱数据分析，使用概率方块图、线性回归图、控制图评判等方法，结合外场直升机、发动机出现异常情况，经过综合分析判断。为了更好的反映直升机实际使用状况，制定磨损元素浓度临界值使用修正浓度方法。这是由于直升机飞行过程中，由于滑油消耗，需要及时添加油料，为消除添加油对光谱分析数据的影响，根据洛坦计算公式，对磨损元素浓度值进行修改。采用磨损曲线能很好地掌握发动机磨损规律。

对直升机发动机滑油光谱分析得到12种磨损元素重要程度进行区分。原则是：磨损元素构成的发动机摩擦的重要程度、在实际使用过程中容易出现问题的程度。对重要元素与参考元素变化控制是有差别的。对重要元素采用浓度和浓度增长率两个参数监控，浓度值采用正常、警告、异常三档，浓度增长率采用正常、异常两档。而对参数元素只采用浓度值（正常、异常）表征数据的变化加以控制，体现了对次重要元素的监控程度、对发动机危害程度的考虑，保证监控的有效性。

2.1 故障诊断系统

为了很好地形成规则，对发动机磨损元素浓度机发动机状况主要判断依据。这是定性的研究，从深度和浓度增长率变化的定量关系进行发动机磨损判断，应用浓度与浓度增长率的模糊综合评判。规则的建立基本上按诊断故障的规律以及系统工作方法将已制定出前提和结论按一定的次序进行组合排列。在这项工作过程中，要特别关注知识库的完整性和一致性，经反复检验证明，建立系统工作知识库。知识库中规律大概分为3类：

1）根据发动机磨损元素浓度值，大概确定发动机磨损程度。

2）根据发动机及磨损元素异常情况推测发动机磨损位置。

3）根据发动机磨损状况来确定必须要采补救方法。

2.2 软件开发

该软件具备数据分析、结果判断和措施决断功能。基于Windows2000以上平台，数据应用软件外框架可以和中心数据库进行交互，由数据库编程语言编制；其框架部分由C++等编程语言编制。

1）自动从通用数据库调用所需要数据。

2）故障诊断并给出结论和建议。

3）知识库的编辑和维护。

4）提出在线帮助和必要的解释。

5）结论输出打印、存储。

2.3 磨损碎屑监测

直升机、发动机使用过程中，特别是失效前容易产生较大的磨损颗粒，而由于光谱仪对大于10 um的磨损颗粒检测有效性差，这使得一些非正常磨损产生的大颗粒金属碎屑不能通过滑油光谱分析检测到，由此将不可避免的漏报一些磨损故障。由于磨损碎屑部分被吸附在磁塞或过滤在油滤上，需要建立直升机油滤或磁塞上磨损碎屑检测方法，并制定相应的检测标准。

1）研究一套磨损碎屑识别系统。主要包括摄像头和计算机磨粒图像识别软件。通过对磁塞或油滤上磨屑的摄像、扫描，计算机对磨屑边缘、形状、尺寸、纹理和结构等进行识别，实现磨屑信息的自动检测、分类和磨损故障和自动监测、诊断。避免人工区分磨屑的繁琐和误差，提高故障诊断的准确性。

2）采用光谱分析法：即结合光谱仪，研制一套快速、方便、实用的磨损碎屑检测装置，并制定相应的检测标准，方便使用。主要磨屑的采集，应用光谱仪辅助大颗粒检测装置测定磨屑的成分和半定量的含量，用重要法对磨屑进行定量分析。

3）应用X-射线荧光能谱法。首先是对油滤上的磨屑抽样，然后检测其成分和含量，对磨损元素的显著性程度判别，确定磨损颗粒的来源和磨损严重的部件。

3 滑油监控预测

开展滑油监控所追求的是不断提高故障诊断的准确率和针对性，尽可能的将漏报和误报减少到最小。滑油监控除结合磨损元素界限值，利用故障诊断的丰富知识和经验外，就是建立各发动机磨损元素变化势图，更清楚掌握发动机状态；针对已有的检测情况，预测以后的发展趋势，为提前采取相应措施创造条件，需要开发故障预测系统。若某台发动机滑油光谱分析结果较高，而通过模型分析预测发现浓度变化总趋势较慢，就不应急于预报采取措施以免误报；同样，若某台发动机滑油光谱分析结果不是很高，而通过模型拟合分析预测发现浓度变化呈较快的增长趋势，此时应建议加密取样；否则有可能在下次正常取样前发生故障。磨损元素变化趋势图建立的是线性图和直方图；磨损元素浓度和浓度增长率预测采用灰色系统法、多项式拟合、幂函数、线性回归等方法。

参考文献

[1]李琳，余建祖，朱启攵，昭常莉.直升机滑油换热器的结构优化设计[J].北京航空航天大学学报，2002（03）.

[2]李琳，余建祖，谢永奇.直升机用小型高压离心式风机的设计[J].北京航空航天大学学报，2003（03）.endprint