防腐型合成航空润滑油台架评定

马 力,曲文浩,刘双红,王 昆

(1.中国人民解放军海军驻沈阳地区发动机专业 军事代表室，沈阳 110043；2.中国人民解放军海军后勤部 技术装备研究所，北京 100072)

防腐型合成航空润滑油台架评定

马 力1,曲文浩1,刘双红2,王 昆2

(1.中国人民解放军海军驻沈阳地区发动机专业 军事代表室，沈阳 110043；2.中国人民解放军海军后勤部 技术装备研究所，北京 100072)

通过航空发动机在地面台架上的长期试车对新研制的防腐型合成航空润滑油进行了考核和评价。试车过程中对发动机滑油系统参数进行了实时监测和分析，并且定期抽取发动机滑油系统中的滑油，化验被试滑油的粘度、酸值、闪点及金属元素的变化情况，分析滑油品质随着发动机工作时间增长的变化规律。该项整机试验结果表明，被试的防腐型润滑油不仅拥有优异腐蚀抑制性能，其润滑抗磨和高温抗结焦能力同样突出，能够满足发动机的长期使用要求。

航空发动机；台架；试车；防腐型；润滑油

为适应我国航空发动机工业的发展，满足海洋环境下战斗机的用油要求，参照美军标准MIL-PRF-23699F[1](C/I型Corrosion Inhibiting)，研制了一种防腐型合成航空润滑油，通过前期研究，完成了基础油、添加剂、配方研究，建立了轴承腐蚀模拟评定方法[1]、高温氧化腐蚀试验方法，对研制配方进行了全面性能评定[2]，同时，在生产工艺研究的基础上对研制产品进行了中试放大，并完成了450小时的轴承台架评定[3]，对新生产及储存一年后的研制产品进行了第三方全面评定，开展了航空润滑油轴承腐蚀抑制机理研究[4]，在此基础上开展了全尺寸发动机台架评定研究。

1 发动机台架试车情况

研制的防腐型合成航空润滑油以某型发动机为平台进行整机的试验考核，发动机整机试车是在地面台架进行，试车程序采用了该型发动机累积寿命试车程序，程序包括了发动机的所有状态点，如起飞增推、空中巡航、最大加力、着陆、加减速、遭遇等状态，累积试车时间139 h 57 min。累积试车考核中，所使用的发动机试车程序如图1所示。

图1 发动机试车程序

2 滑油系统试车参数

对于滑油冷却效果的判断，主要从发动机试车的滑油工作压力、滑油供回油温度两个方面[5-6]。采用新型滑油在试车过程中，滑油压力稳定工作在267 kPa～300 kPa，最高滑油回油温度为176.3 ℃，最高供油温度达115 ℃。滑油试车参数数据见表1～4。

表1 04次上台试车滑油参数

表2 05次上台试车滑油参数

表3 06次上台试车滑油参数

表4 两种滑油的发动机供回油温度水平对比

从考核试车可以看出，采用新型滑油的发动机试车滑油系统工作参数正常稳定，滑油压力符合要求、滑油供回油温度较低，满足发动机冷却需求。同时通过4050滑油和研制产品工作的发动机滑油系统参数对比可以看出，新型滑油在温度承载能力上与4050滑油相当，两者没有明显区别，根据一直以来的发动机试车经验，可以认为研制产品可满足发动机滑油系统工作中的压力、流量和冷却需求。

图2 两种滑油的试车最高回油温度对比

3 滑油光谱情况

滑油金属元素含量光谱分析，是该系列发动机监控其内部结构件摩擦磨损的重要手段，目前已经积累了一定的经验，建立了光谱分析标准[7]。在该发动机的试车中一直采用该手段进行发动机的内部摩擦磨损情况的判断，滑油取样部位为发动机的滑油箱、发附传动机匣、飞附传动机匣。试车过程中，还分别对4050及研制产品进行了滑油光谱取样对比分析，下面通过光谱分析结果对研制产品工作状态润滑性能做初步判断，滑油取样中主要金属含量的数据见表5-表7。

表5 滑油箱取样主要金属含量(ppm)

表6 发附机匣取样主要金属含量(ppm)

表7 飞附机匣取样主要金属含量(ppm)

从以上表中可以看出，采用研制产品后，发动机内结构件材料所含的主要金属元素Fe、Cu、Ag、Cr、Ni、Mo、V等均在非常低的水平，这反应了在采用新型滑油试车阶段，发动机内部的主轴承、传动齿轮等滑油流过和润滑的部件的摩擦磨损量非常低，也非常稳定，而且与4050滑油相比，各金属元素浓度几乎没有区别。在三处取样部位中，能够综合反映发动机零件磨损情况的滑油箱的滑油，而且由于发动机机械系统的绝大多数结构件如轴承、齿轮等都是合金钢材料。因此Fe元素浓度的变化最能反映零件磨损情况，图3是滑油箱内Fe、Cu、Ag等元素的浓度变化曲线，从图中可以看出采用新型滑油与采用4050滑油相比，发动机的Fe元素浓度变化趋势基本一致，而且随发动机的工作，Fe元素浓度增长梯度很小。这说明在采用台架试车阶段内部结构件的磨损很小，与4050滑油基本一致，因此初步认为采用新型滑油可以满足发动机台架试车的润滑需求。

图3 试车过程中金属元素浓度变化情况

4 滑油理化性能变化

在试车过程中在第04-71、04-76、04-80、04-83试车后均对滑油箱中滑油取样进行了理化性能分析，包括酸值、粘度、闪点，并与新油[8]进行对比如表8：

表8 第一阶段试车滑油理化性能变化

在第三阶段的65 h 41 min的试车过程中，共进行了4次15 h的定期检查，从滑油箱抽取滑油进行理化性能分析，结果见表9。

表9 第三阶段试车滑油理化性能变化

从表中数据可知，随着发动机考核的整个试车阶段，滑油的理化性能变化很小，尤其是粘度和闪点基本没有变化，只有酸值随着发动机工作时间的增加，略有增长，但仍满足发动机的滑油使用要求。

5 发动机分解检查情况

发动机考核试车之后进行了下台分解，为观察试验油在轴承腔、滑油流路上的结焦情况，并有针对性地进行了拍照，发动机分解检查情况主要有如下几点现象：(1)轴承腔内壁、收油环、分油套等未见滑油结焦痕迹；(2)No.3轴承前半内圈内壁上存在明显的滑油结焦情况，此痕迹与采用4050滑油时发动机分解后的情况一致；(3)No.3、No.4轴承保持架上存在少许黄色滑油结焦痕迹，与其它发动机试车分解情况相比没有区别。

6 结论

根据发动机上的试车结果，初步有如下结论：(1)采用新型滑油在发动机工作中，滑油系统各项参数表现稳定，可以满足对发动机内轴承、齿轮等结构件的润滑冷却需求；(2)整个139 h 57 min的试车阶段，滑油光谱分析元素含量均保持在较低水平，发动机内部轴承、传动齿轮的摩擦磨损情况比较正常且稳定；(3)滑油在经过了连续65 h 41 min的试车使用后，理化性能基本没有变化，满足滑油使用寿命需求；(4)在发动机分解故检中，结构件表面结焦情况没有异常。

[1]美国军用标准.MIL-PRF-23699F.Performance specification:lubricating oil,aircraft turbine engine[S].Synthetic base,Nato code number O-156 1997.

[2]刘双红,王昆,马力．防腐型合成航空润滑油的研制[J].润滑与密封，2010(9)：112-117.

[3]李勇.8566防腐型航空合成润滑油的450小时轴承试验报告[R].国防科技报告，2010.

[4]刘双红,杨英炎,马力,等.防腐型合成航空润滑油性能评定研究[J].润滑与密封,2012(2):92-97.

[5]毛宏图，陈聪慧，宋冠麟,等.军用战斗发动机润滑技术发展分析[C].湖南：中国航空协会第十六届机械动力学会,2013.

[6]苏壮,毛宏图,董云,等.基于热管理技术的滑油系统热分析方法研究[C].湖南：中国航空协会第十六届机械动力学会,2013.

[7]谷俊.某型航空发动机滑油光谱分析金属元素含量监控标准[R].国防科技报告，2006.

[8]国防科学技术工业委员会.GJB1263-1991航空涡轮发动机用合成润滑油[S].军用标准,1991.

(责任编辑：宋丽萍 英文审校：刘敬钰)

Assessmentoftheanti-corrosionsyntheticaerolubricantbench

MA Li1,QU Wen-hao1,LIU Shuang-hong2,WANG Kun2

1.PLA Navy Engine Professional Military Representative Office in Shenyang Area，Shenyang 110043；2.Technology And Equipment Research Institute,Logistics Department of PLA Navy，Beijing 100072)

Through the long-term test of the aero engine reliability on ground bench，we check and assess the new anti-corrosion synthetic aero lubricant.During the testing process,the parameters of the engine lubrication system is monitored and analyzed real-time.We accumulate and analyze the changing data about the lubricant performance.All the results show that the newly developed product has excellent anti-oxidation at high temperature，as well as anti-wear and lubricating performance，corrosion inhibition and anti-foam performance.And it also has excellent long-term storage stability and service performance.

aircraft engine；bench；test；corrosion inhibition；lubricating oil

2013-12-05

马力(1977-)，男，辽宁沈阳人，工程师，主要研究方向：传动与润滑，E-mail:2369887145@qq.com。

2095-1248(2014)01-0028-05

TE626.3

A

10.3969/j.issn.2095-1248.2014.01.007