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[24电源] CFM56-7B:IDG滑油独立论及相关问题

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发表于 2019-8-10 01:34:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
刚看到阮工转的一篇《案例分享 | 起动机磁堵松脱导致发动机滑油漏光空停》,第一反应是:纳尼?起动机不是有独立的滑油系统吗?

和微信群的小伙伴请教一番,又查手册,确定起动机并没有独立的滑油系统,有独立滑油系统的,是IDG。

所以又翻起了我的陈年旧困扰——IDG为什么会有独立的滑油系统?在2015年我就发过一篇《IDG为什么有自己独立的滑油系统》,没有得到答案啊……

然后和小伙伴继续讨论,决定一并解决以下问题:

- 为什么IDG会有独立的滑油系统?
- IDG滑油的消耗率为什么比较低?
- 为什么起动机不需要独立的滑油系统?
- 同样是发电机,为什么APU的发电机不需要独立的滑油系统?

以下是初步的结论:

(一)IDG为什么会有独立的滑油系统

1、IDG的机械结构比较复杂,因此既需要充分的润滑,也需要有冷却媒介带走运转所产生的大量热量

显然,让起润滑作用的滑油同时作为冷却媒介,是最佳选择。
它的位置(需要由AGB带动,因而在风扇机匣)决定它不可能采用风冷,而使用燃油直接冷却是危险的,使用液压油也不如直接使用滑油更为经济。

2、IDG的机械结构比较复杂,运转速度很高,且伴随发动机运转而运转,产生的热量很大

我们知道,其实发动机滑油的用户通常都是高速运转,因而发动机滑油对于用户通常也是冷却媒介。
实际上,IDG运转产生的热量,很可能比发动机其他所有全部滑油用户加起来还要多。
我们来估计一下——

发动机的其他滑油用户如下
- 位于前后集油槽的转子轴承(结构简单)
- TGB内部的机械传动件(结构简单)
- AGB上的附件:EEC发电机(结构简单)、液压油泵、燃油滤组件、润滑组件、滑油回油滤、起动机、IDG

以上各部件,除了机械结构比较简单的之外,还有液压油泵、燃油滤组件、润滑组件、滑油回油滤这几个本身自带冷却媒介的部件,剩下的就是本文重点关注的——
起动机和IDG

对于起动机,它的机械结构其实也比较复杂,磨损的可能性较大,因而有一个独立的磁堵,然而它的运行时间仅仅是发动机起动阶段。对于滑油冷却的需求就没那么大了。

而IDG,它的结构比起动机更为复杂(特别是由于恒速装置CSD的存在),因而也有一个独立的磨损监测系统(油滤压差指示器),而它运行时间长,对于散热要求很高,以至于需要独立的滑油循环以及独立的散热器(滑油/燃油热交换器、滑油/空气冷却器)才能满足要求。尤其是滑油/空气冷却器,对于IDG的散热起了很大的作用。

以下配图
IDG_cooling.png
▲ IDG的冷却系统:以滑油为冷却媒介,有两个独立的冷却器

IDG_oil_requirement.png
▲ IDG的冷却要求:进入油温通常不高于84℃,最大129℃
(作为对比:发动机滑油温度在慢车时正常不高于140℃)

IDG_subassembly.png
▲ IDG分解图

starter_cutout.png
▲ 起动机剖面图

(二)IDG滑油的消耗率为什么比较低?

实际上,是CFM56-7B有一个通风系统(VENT SYSTEM)导致滑油雾化气从尾部排泄,才导致它的滑油消耗率相对比较高。
而相对密封的IDG滑油系统,并没有这样的一个通风系统。

(三)为什么起动机不需要独立的滑油系统?

如前所述,起动机的结构虽然也比较复杂,但是运行时间比较长。发动机滑油系统能满足要求。

(四)同样是发电机,为什么APU的发电机不需要独立的滑油系统?


APU转速稳定,它的发电机没有复杂的CSD,因而对滑油冷却没有那么高的要求。

=======

微信群的几位小伙伴(某航大刘、某航小刘、某校小张等等)对本文有贡献。后续我们有新的观点会补充进来。

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发表于 2019-8-10 15:38:19 来自手机 | 显示全部楼层
起动机的运行时间比较短,写错了吧
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发表于 2019-8-10 17:03:48 来自手机 | 显示全部楼层
idg的滑油压力是哪儿提供的呢
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发表于 2019-8-16 23:17:50 | 显示全部楼层
请教大神一个问题,如果说IDG对滑油温度有更高的要求,其实与发动机共用一个滑油系统,而在IDG滑油冷却管路上游加装散热器,应该也可以满足滑油冷却的要求,为什么要设置独立的滑油系统呢?难道是独立的滑油系统,冷却效果能更好一点?
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发表于 2019-8-14 14:40:46 来自手机 | 显示全部楼层
5B启动机是独立的滑油箱吧
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 楼主| 发表于 2019-8-11 09:54:33 | 显示全部楼层
jianbing1000 发表于 2019-8-11 09:08
启动机运行时间比较长?没写错吗?

我写错啦,你看得真仔细
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 楼主| 发表于 2019-8-10 19:31:58 | 显示全部楼层
worwj 发表于 2019-8-10 17:03
idg的滑油压力是哪儿提供的呢

IDG内部有一个charge pump,但最终的动力还是来自AGB的机械输入
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 楼主| 发表于 2019-8-10 16:44:26 来自手机 | 显示全部楼层
威仔 发表于 2019-08-10 15:38
起动机的运行时间比较短,写错了吧

你看得仔细
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发表于 2019-8-10 20:52:00 来自手机 | 显示全部楼层
写的不错 陈哥
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发表于 2019-8-11 09:08:24 来自手机 | 显示全部楼层
启动机运行时间比较长?没写错吗?
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 楼主| 发表于 2019-8-14 14:58:55 来自手机 | 显示全部楼层
farway 发表于 2019-08-14 14:40
5B启动机是独立的滑油箱吧

应该是的,有滑油勤务和排放口,也有独立的话油泵。
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 楼主| 发表于 2019-8-17 00:11:34 | 显示全部楼层
ben080141728 发表于 2019-8-16 23:17
请教大神一个问题,如果说IDG对滑油温度有更高的要求,其实与发动机共用一个滑油系统,而在IDG滑油冷却管路 ...

正常工作时IDG的滑油温度要比发动机其他部分的滑油温度低一些,如果混合降温,那么就散掉更多热量了。

独立的滑油系统散热只用于为少量滑油散热,效果肯定会更好的。
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发表于 2019-8-17 09:48:39 来自手机 | 显示全部楼层
HelloSky 发表于 2019-08-17 00:11
正常工作时IDG的滑油温度要比发动机其他部分的滑油温度低一些,如果混合降温,那么就散掉更多热量了。

独立的滑油系统散热只用于为少量滑油散热,效果肯定会更好的。

有理,小子受教了
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发表于 7 天前 来自手机 | 显示全部楼层
题外话,如何监控IDG的性能呢?
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 楼主| 发表于 7 天前 | 显示全部楼层
倔犟的小民 发表于 2019-8-18 10:15
题外话,如何监控IDG的性能呢?

现编的不权威答案:
1、从滑油勤务和渗漏情况判断机械损耗情况;
2、IDG是发电机,输出参数只有不正常和不正常,如果参数不正常或者故障指示灯亮了,那就实施对应的工作。。
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发表于 6 天前 | 显示全部楼层
这个问题也有点复杂啊
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worwj 发表于 2019-08-10 17:03
idg的滑油压力是哪儿提供的呢

搞懂滑油在IDG里面真正的作用你就知道了,除了冷却,润滑,清洁,它最重要的作用是作为变量泵的介质。idg如何通过滑油实现调速很关键,这个调速搞明白差动行星齿轮原理你就会明白滑油真正的作用。
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发表于 4 天前 来自手机 | 显示全部楼层
飞机的动力来源于发动机,IDG在长期运转过程中,会产生杂质和碎屑,如果是共享发动机的滑油系统,会污染发动机滑油,进而影响为飞机提供推力的发动机。
   
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 楼主| 发表于 4 天前 来自手机 | 显示全部楼层
ljc819514 发表于 2019-08-21 21:18
飞机的动力来源于发动机,IDG在长期运转过程中,会产生杂质和碎屑,如果是共享发动机的滑油系统,会污染发动机滑油,进而影响为飞机提供推力的发动机。
   

这话是对的,但是这话对于其他使用滑油的部件也是对的,但是这些部件并不是都有独立的滑油系统
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发表于 前天 23:29 来自手机 | 显示全部楼层
学习了,谢谢
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发表于 昨天 14:18 来自手机 | 显示全部楼层
感谢分享,收获良多
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