CN116858530A - 一种直升机传动系统油雾应急润滑试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种直升机传动系统油雾应急润滑试验系统，包括：润滑箱；压力喷嘴组件，包括压力喷嘴和润滑油储压罐，压力喷嘴与润滑油储压罐连通；虹吸喷嘴组件，包括虹吸喷嘴和润滑油箱，虹吸喷嘴与润滑油箱虹吸连通；检测组件，用于对润滑箱内各参数进行监测；动力组件，包括空气压缩机，空气压缩机分别与压力喷嘴、虹吸喷嘴和润滑油储压罐连接；调节组件，用于对系统内各元件参数进行调节。本发明的有益效果是，采用单个空气压缩机模拟航空空压机为整个试验平台的润滑系统提供动力来源，不涉及电动机、油泵等其他动力来源机构，结构简单，且内部结构紧凑，可准确模拟航空传动系统内部工作条件。

Description

一种直升机传动系统油雾应急润滑试验系统

技术领域

本发明属于润滑试验领域，具体是涉及到一种直升机传动系统油雾应急润滑试验系统。

背景技术

直升机传动系统服役过程发热量大、温升高，当正常供给润滑油中断（润滑系统发生故障或中弹），齿轮、轴承等传动部件将在极短时间内由乏油、失油润滑过度到干运转状态，累计大量的热从而引发胶合、间隙消失、塑性变形、卡死等失效造成灾难性事故。通过设置油雾应急润滑系统，可为传动系统提供微量高效润滑，最大限度维持一定的润滑状态、控制温升，延长传动系统干运转时间。

为了达到更好的润滑效果，需要对油雾应急润滑系统中各方面进行微调和优化。航空油雾应急润滑系统润滑油来源可分为备用应急油箱和箱体内壁（油兜、微油池等）残余润滑油两种，因此存在压力供油和虹吸供油两种不同的供油方式。目前，国内直升机传动系统紧急润滑分析开展的比较少，且现有试验方法不具备同时研究该两种供油方式的能力。同时，现有的航空油雾应急润滑模拟系统通常采用电动机或油泵等分别为压力供油和虹吸供油提供动力，整体结构复杂，且占用体积较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种直升机传动系统油雾应急润滑试验系统,以解决现有的航空油雾应急润滑模拟系统通常采用电动机或油泵等分别为压力供油和虹吸供油提供动力，整体结构复杂，且占用体积较大的问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是，提供一种直升机传动系统油雾应急润滑试验系统，包括：

润滑箱，在所述润滑箱内开设有空腔，在所述空腔内安装有待润滑的摩擦副单元；

压力喷嘴组件，包括压力喷嘴和润滑油储压罐，所述压力喷嘴设置在所述空腔内，且所述压力喷嘴与所述润滑油储压罐连通；

虹吸喷嘴组件，包括虹吸喷嘴和润滑油箱，所述虹吸喷嘴设置在所述空腔内，且所述虹吸喷嘴与所述润滑油箱虹吸连通；

检测组件，用于对所述润滑箱内各参数进行监测；

动力组件，包括空气压缩机，所述空气压缩机分别与所述压力喷嘴、所述虹吸喷嘴和所述润滑油储压罐连接，并为其提供气压；

调节组件，用于对系统内各元件参数进行调节。

更进一步地，所述动力组件包括第一供气管道、第二供气管道和第三供气管道，所述空气压缩机的出气端与所述第一供气管道连通，所述第一供气管道分别与所述第二供气管道的一端和所述第三供气管道的一端连通，所述第二供气管道的另一端与所述润滑油储压罐连通，所述第三供气管道的另一端分为两路并分别与所述压力喷嘴和所述虹吸喷嘴连接。

更进一步地，在所述第一供气管道上分别设置有第一调压阀和第一压力表，在所述第三供气管道上分别设置有第二调压阀和第二压力表。

更进一步地，所述润滑油储压罐和所述压力喷嘴通过供油管道连通，在所述供油管道上设置有第三调压阀、第三压力表和计量泵。

更进一步地，所述调节组件包括分别设置在所述润滑油储压罐和所述润滑油箱内的第一温度调节件和第二温度调节件，以及设置在所述润滑油箱下侧的高度调节件。

更进一步地，所述检测组件包括设置在所述润滑油储压罐内的第一油温传感器和第一液位传感器、设置在所述润滑油箱内的第二油温传感器和第二液位传感器，还包括设置在所述高度调节件和所述润滑油箱之间的电子秤。

更进一步地，所述检测组件还包括设置在所述润滑箱外侧的红外热像仪。

更进一步地，在所述润滑箱上朝向所述红外热像仪的一侧开设有透明视窗。

更进一步地，所述检测组件还包括设置在所述润滑箱表面的加速度传感器和位移传感器。

更进一步地，还包括润滑油回收组件，所述润滑油回收组件包括设置在所述润滑箱下侧的润滑油过滤管和设置在所述润滑油过滤管下侧的润滑油回收箱。

本发明的有益效果是，本系统整体遵照直升机传动系统内部工况条件设计，采用单个空气压缩机模拟航空空压机为整个试验平台的润滑系统提供动力来源，不涉及电动机、油泵等其他动力来源机构，结构简单，且内部结构紧凑，可准确模拟航空传动系统内部工作条件；另外还可以研究不同工况条件对航空油雾应急润滑效果影响，同时可选择不同的试验摩擦副，以满足不同研究方向的试验需求。

附图说明

图1为本发明提供的一种直升机传动系统油雾应急润滑试验系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平” 、“顶”、“ 底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”如果存在是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或维护工具不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或维护工具固有的其它步骤或单元。

如附图1所示，本发明提供一种直升机传动系统油雾应急润滑试验系统，包括：润滑箱10，在润滑箱10内开设有空腔，在空腔内安装有待润滑的摩擦副单元；压力喷嘴组件，包括压力喷嘴21和润滑油储压罐22，压力喷嘴21设置在空腔内，且压力喷嘴21与润滑油储压罐22连通；虹吸喷嘴组件，包括虹吸喷嘴31和润滑油箱32，虹吸喷嘴31设置在空腔内，且虹吸喷嘴31与润滑油箱32虹吸连通；检测组件，用于对润滑箱10内各参数进行监测；动力组件，包括空气压缩机54，空气压缩机54分别与压力喷嘴21、虹吸喷嘴31和润滑油储压罐22连接，并为其提供气压；调节组件，用于对系统内各元件参数进行调节。

具体的，润滑油储压罐22和润滑油箱32用于储存润滑油，并分别为虹吸喷嘴31和压力喷嘴21进行供油。为了实现压力喷嘴21的供油效果，润滑油储压罐22通常设置为密封的压力容器，从而实现压力供油。为了实现压力喷嘴21和虹吸喷嘴31的供油效果，在本申请中设置有动力组件，动力组件可以设置为气动样式，如本申请中提供的空气压缩机54，通过空气压缩机54对压力喷嘴21和虹吸喷嘴31提供气压，使得润滑油由压力喷嘴21和虹吸喷嘴31喷出。相应的，为了实现将润滑油储压罐22中的润滑油导出到压力喷嘴21中，空气压缩机54还与润滑油储压罐22连接，通过向润滑油储压罐22内通入空气，使得润滑油在压力下导出到压力喷嘴21中，并由空气压缩机54施加的气压下喷出。

在此过程中，还设置有检测组件，检测组件是用于对润滑箱内的各参数进行监测的。本申请是用于开展航空油雾应急润滑试验的，在此过程中需要对润滑箱10的各个参数进行监测控制，如摩擦副的转速、运行温度、润滑箱的震动信号等，通过检测组件对这些数据进行监测，从而可以更直观的对整个系统的各类参数进行统计等。

相应的，还包括调节组件，调节组件是用于对系统内各元件参数进行调节，如供油压力，供气压力，气体流量、润滑油流量、润滑油温度，虹吸高度等，通过调节各参数使得检测组件获取的各类数据产生变化，通过对数据进行对比选择较优方案，从而实现更好的试验效果。

其中，动力组件还包括第一供气管道51、第二供气管道52和第三供气管道53，空气压缩机54的出气端与第一供气管道51连通，第一供气管道51分别与第二供气管道52的一端和第三供气管道53的一端连通，第二供气管道52的另一端与润滑油储压罐22连通，第三供气管道53的另一端分为两路并分别与压力喷嘴21和虹吸喷嘴31连接。

相应的，为了实现对空气压缩机54供气压力的调节，可选的，在第一供气管道51上分别设置有第一调压阀55和第一压力表56，在第三供气管道53上分别设置有第二调压阀57和第二压力表58。

需要注意的是，为了实现对压力喷嘴组件供气压力的调节，在空气压缩机54、第一供气管51、第二供气管道52和润滑油储压罐22之间需要构成气体回路。为此，可选的，润滑油储罐22和压力喷嘴21通过供油管道23连通，在供油管道23上设置有第三调压阀24、第三压力表25和计量泵26。

其中，第一调压阀55、第二调压阀57和第三调压阀24是分别用于对第一供气管51、第三供气管53和供油管23的开度进行调节，从而对其压力进行调节。计量泵26是用于计量由润滑油储罐22通入到压力喷嘴21内的润滑油的总量。

相应的，为了实现对各类参数的调节，可选的，调节组件包括分别设置在润滑油储压罐22和润滑油箱32内的第一温度调节件61和第二温度调节件62，以及设置在润滑油箱32下侧的高度调节件63。

其中，第一温度调节件61和第二温度调节件62分别对润滑油储压罐22和润滑油箱32内的润滑油的温度进行调节，而高度调节件63可以设置为剪叉式支承板，通过调解其高度，从而对虹吸高度进行调节，为此在虹吸喷嘴组件中无需设置有调压阀对其开度进行控制。

相应的，检测组件包括设置在润滑油储压罐22内的第一油温传感器41和第一液位传感器42、设置在润滑油箱32内的第二油温传感器43和第二液位传感器44，还包括设置在高度调节件63和润滑油箱32之间的电子秤45。

另外，为了实现对润滑箱10内的工作温度进行监测，可选的，在检测组件还包括设置在润滑箱10外侧的红外热像仪46。相应的，为了便于红外热像仪46对其进行监测，可选的，在润滑箱10上朝向红外热像仪46的一侧开设有透明视窗。

相应的，检测组件还可以包括设置在润滑箱10表面的加速度传感器47和位移传感器48，通过加速度传感器47和位移传感器48对润滑箱10表面的震动信号进行收集。

在润滑箱10一侧还可以设置有驱动加载设备11为润滑箱10提供动力。在润滑箱10的底部可以设置有润滑油回收组件，润滑油回收组件包括设置在润滑箱10下侧的润滑油过滤管71和设置在润滑油过滤管71下侧的润滑油回收箱72。

具体的，本申请在使用时包括以下步骤：通过检测组件测量摩擦副的初始温度，通过调节组件设置设备初始的工况参数；开启压力喷嘴21朝向摩擦副喷射油雾，观察油雾的喷射状况，待到油雾喷射稳定后启动设备并开始计时；通过检测组件测量单位时间内摩擦副的转速数据以及摩擦副的运行温度并持续统计；通过检测组件同步收集润滑箱上的震动信号，当震动信号达到安全阈值时，关闭设备，结束计时，得到初始工况参数下的持续时间，并将转速数据、运行温度和持续时间作为参照数据；通过调节组件改变工况参数，重复上述步骤，得到输出数据；对比输出数据和参照数据，得到工况参数和输出数据对应关系。

航空油雾应急润滑系统润滑油来源可分为备用应急油箱和箱体内壁油兜、微油池等残余润滑油两种，因此存在压力供油和虹吸供油两种不同的供油方式，而现有试验方法不具备同时研究该两种供油方式的能力。而在本申请中，本申请试验过程中应用元件可以为压力喷嘴试验模块和虹吸喷嘴试验模块，从而可以同时对压力喷嘴21和虹吸喷嘴41两种供油方式进行测试。

在本申请中，通过开启压力喷21嘴和/或虹吸喷嘴31分别对摩擦副喷射油雾，对其进行调节待到油雾喷射稳定后即可开始试验，通过分别开启压力喷嘴21或虹吸喷嘴31，即可在同一套系统中同时研究两种供油方式。

其中，对于压力喷嘴21式供油，其初始工况参数具体包括：设置设备的初始供油压力、初始供气压力、初始气体流量、初始润滑油流量和初始润滑油温度；对于虹吸喷嘴31式供油，其初始工况参数具体包括：初始虹吸高度、初始供气压力、初始气体流量、初始润滑油流量和初始润滑油温度。其中，变量仅为初始供油压力和初始虹吸高度，从而实现两种供油方式的研究。

其中，压力喷嘴21的工作原理为，空气压缩机54是油雾应急润滑系统的动力元件，工作时，空气压缩机54生成高压空气，由第一调压阀54将气压调节到所需压力，随后高压空气分两路，一路经第二调压阀57调压后，流经气体流量计59后与压力喷嘴进气口连接。另一路与润滑油储压罐22进气口连接，高压空气将润滑油储压罐22内润滑油压出，润滑油从润滑油储压罐22出油口流出，经第三调压阀24调节到所需压力后，流经计量泵26，最后与压力喷嘴21进油口连接。高压空气与压力油通过压力喷嘴21雾化成油雾并喷射到润滑箱10内待润滑摩擦副表面。

虹吸喷嘴试验模块的工作原理为，空气压缩机54是油雾应急润滑系统的动力元件，工作时，空气压缩机54生成高压空气，由第一调压阀55将气压调节到所需压力，经调压阀调压后，流经气体流量计59后与虹吸喷嘴31进气口连接。虹吸喷嘴31进油口通过供油管道23与润滑油箱32相连，通过虹吸效应将润滑油从润滑油箱32吸入虹吸喷嘴31。高压空气与润滑油通过虹吸喷嘴31雾化成油雾并喷射到润滑箱10内待润滑摩擦副表面。

在本申请中，除了以工况参数作为变量，压力喷嘴21和虹吸喷嘴31的设置方式也能作为变量的一种。为此，可选的，“改变工况参数”，还包括：更换不同结构参数的虹吸喷嘴31，并依次调节其喷射距离的喷射角度；和/或，更换不同结构参数的压力喷嘴21，并依次调节其喷射距离和喷射角度。

其中，以初次的工况参数输出的转速数据、运行温度和持续时间作为参照数据，以更改后的工况参数输出的转速数据、运行温度和持续时间输出的输出数据与参照数据对比，以持续时间较长、匹配相同转速中运行温度较低的数据作为优选数据，从而实现对装置整体的优化；又或者，通过改变不同的工况数据，可研究不同工况条件对航空油雾应急润滑效果影响，同时可选择不同的试验摩擦副，以满足不同研究方向的试验需求。

本申请可针对压力供油和虹吸供油两种不同的供油方式开展航空油雾应急润滑试验，可研究不同工况条件对航空油雾应急润滑效果影响，如供油压力，供气压力，气体流量、润滑油流量、润滑油温度，虹吸高度等；也可选择不同的试验摩擦副，以满足不同研究方向的试验需求，从而建立航空油雾应急润滑系统设计优化准则，有效提高传动系统油雾应急润滑性能，提升传动系统可靠性与安全性。

本申请遵照直升机传动系统内部工况条件设计，采用单个空气压缩机模拟航空空压机为整个试验平台的润滑系统提供动力来源，不涉及电动机、油泵等其他动力来源机构，结构简单，且内部结构紧凑，可准确模拟航空传动系统内部工作条件；另外还可以研究不同工况条件对航空油雾应急润滑效果影响，同时可选择不同的试验摩擦副，以满足不同研究方向的试验需求。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的保护范围限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上的本申请中一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。本申请中一个或多个实施例旨在涵盖落入本申请的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请中一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种直升机传动系统油雾应急润滑试验系统，其特征在于，包括：

润滑箱（10），在所述润滑箱（10）内开设有空腔，在所述空腔内安装有待润滑的摩擦副单元；

压力喷嘴组件，包括压力喷嘴（21）和润滑油储压罐（22），所述压力喷嘴（21）设置在所述空腔内，且所述压力喷嘴（21）与所述润滑油储压罐（22）连通；

虹吸喷嘴组件，包括虹吸喷嘴（31）和润滑油箱（32），所述虹吸喷嘴（31）设置在所述空腔内，且所述虹吸喷嘴（31）与所述润滑油箱（32）虹吸连通；

检测组件，用于对所述润滑箱（10）内各参数进行监测；

动力组件，包括空气压缩机（54），所述空气压缩机（54）分别与所述压力喷嘴（21）、所述虹吸喷嘴（31）和所述润滑油储压罐（22）连接，并为其提供气压；

调节组件，用于对系统内各元件参数进行调节。

2.如权利要求1所述的直升机传动系统油雾应急润滑试验系统，其特征在于，所述动力组件包括第一供气管道（51）、第二供气管道（52）和第三供气管道（53），所述空气压缩机（54）的出气端与所述第一供气管道（51）连通，所述第一供气管道（51）分别与所述第二供气管道（52）的一端和所述第三供气管道（53）的一端连通，所述第二供气管道（52）的另一端与所述润滑油储压罐（22）连通，所述第三供气管道（53）的另一端分为两路并分别与所述压力喷嘴（21）和所述虹吸喷嘴（31）连接。

3.如权利要求2所述的直升机传动系统油雾应急润滑试验系统，其特征在于，在所述第一供气管道（51）上分别设置有第一调压阀（55）和第一压力表（56），在所述第三供气管道（53）上分别设置有第二调压阀（57）和第二压力表（58）。

4.如权利要求3所述的直升机传动系统油雾应急润滑试验系统，其特征在于，所述润滑油储压罐（22）和所述压力喷嘴（21）通过供油管道（23）连通，在所述供油管道（23）上设置有第三调压阀（24）、第三压力表（25）和计量泵（26）。

5.如权利要求1所述的直升机传动系统油雾应急润滑试验系统，其特征在于，所述调节组件包括分别设置在所述润滑油储压罐（22）和所述润滑油箱（32）内的第一温度调节件（61）和第二温度调节件（62），以及设置在所述润滑油箱（32）下侧的高度调节件（63）。

6.如权利要求5所述的直升机传动系统油雾应急润滑试验系统，其特征在于，所述检测组件包括设置在所述润滑油储压罐（22）内的第一油温传感器（41）和第一液位传感器（42）、设置在所述润滑油箱（32）内的第二油温传感器（43）和第二液位传感器（44），还包括设置在所述高度调节件（63）和所述润滑油箱（32）之间的电子秤（45）。

7.如权利要求1所述的直升机传动系统油雾应急润滑试验系统，其特征在于，所述检测组件还包括设置在所述润滑箱（10）外侧的红外热像仪（46）。

8.如权利要求7所述的直升机传动系统油雾应急润滑试验系统，其特征在于，在所述润滑箱（10）上朝向所述红外热像仪（46）的一侧开设有透明视窗。

9.如权利要求1所述的直升机传动系统油雾应急润滑试验系统，其特征在于，所述检测组件还包括设置在所述润滑箱（10）表面的加速度传感器（47）和位移传感器（48）。

10.如权利要求1所述的直升机传动系统油雾应急润滑试验系统，其特征在于，还包括润滑油回收组件，所述润滑油回收组件包括设置在所述润滑箱（10）下侧的润滑油过滤管（71）和设置在所述润滑油过滤管（71）下侧的润滑油回收箱（72）。