基于D—S证据理论的航空发动机故障诊断

航空发动机滑油中舍有摩擦副产生的磨损微粒。通过滑油介质中所含磨损微粒中元素的分析．运用Dempster-Shafer证据融合诊断方法,对航空发动机的磨损状态等进行有效的诊断,确定发动机的磨损程度,以及发动机的磨损部位,从而可对发动机的故障排除作参考。在融合过程中提出了先对每个元素的磨损量和磨损率进行融合,再总体融合的方法。针对Dempster—Sharer证据融合的局限,应用了两种改进的融合方法,并进行比较。实例表明,Dempster—Shafer证据融合是一种有效的航空发动机滑油磨损的故障诊断方法。     

浅析某型发动机滑油磨粒分析异常故障

针对某型发动机滑油磨粒分析异常的故障,对其所用的滑油进行了理化性能分析、滑油光谱分析、滑油铁谱和自动磨粒分析,并结合发动机分解检查,验证了滑油磨损元素监控与发动机磨损故障的一致性。     

航空发动机滑油系统监控与诊断技术

滑油系统是发动机一个重要的工作系统,它直接关系着发动机能否安全可靠工作,以及工作性能的优劣。且其滑油具有循环使用的特点,携带着发动机内部大量信息,通过对滑油系统进行监控和技术诊断,可提前发现发动机的内部故障,为预测发动机部件使用寿命和可靠性提供有力依据。本文结合某型发动机所应用的金属屑探测技术和滑油光谱分析技术,介绍航空发动机滑油系统监控与诊断技术的应用方案,并对我国在此方面的研究与应用提出了建议。     

滑油光谱分析的时序建模与故障预报研究

本文讨论了时序建模方法在机械设备滑油光谱分析中的应用,通过运用ＡＲ模型对采集的航空发动机滑油光谱数据进行时序建模和预测分析,获得了满意的效果。这一成果,为机械设备的状态监控和故障预报提供了一种实用方法。     

基于滑油监控信息的发动机磨损状态融合评估

针对现有航空发动机磨损状态评估方法的局限性,基于光谱分析和自动磨粒检测2种滑油分析方法的结果,提出了1种新的融合评估方法。结合专家经验,将各监控对象的磨损量和磨损率进行模糊推理,得到发动机的磨损状态可能向量,解决了发动机磨损状态评估过程中的模糊性问题。在决策层,运用D-S证据理论对2种滑油分析方法的推理结果进行融合时,考虑2种滑油分析方法的有效性,基于粗糙集理论与专家经验求得二者的可靠程度,最终得到更为合理的评估结果。实例表明:该方法可有效融合多种检测信息,解决评估过程中的不确定性问题,并可得到较为准确的评估结果。     

基于图像的发动机滑油滤磨屑定量分析技术

定量分析滑油滤磨屑是提高航空发动机内部磨损故障诊断成功率的有效技术途径.为满足某型航空发动机使用维护中滑油滤磨屑快速定量分析和磨损状态诊断的实际需求,设计制造了油滤磨屑自动清洗收集装置,采用电荷耦合器件(CCD)获取油滤磨屑数字图像,运用二维最大熵遗传算法对磨屑图像进行阈值分割后提取磨屑目标的特征量,将磨屑特征量与反映...     

基于光谱D-S证据融合的航空发动机故障诊断技术

研究了基于光谱信息的发动机磨损故障Dempster-Shafer证据融合诊断方法,确定了其故障识别框架和诊断规则;采用分区间S函数确定了mass函数的形式,融合了油液中7种金属元素浓度信息和浓度变化率信息,并应用于航空发动机磨损故障诊断.     

基于精确定量法的飞机发动机滑油监控

对PW4000发动机滑油系统进行深入分析,并结合使用经验总结出该型发动机滑油系统常见故障类型。根据滑油监控的特征,采用创新的精确定量化方法实现滑油监控的高效集约运作。并以一台PW4056发动机为例,全面阐述了运用精确定量法进行滑油监控参数分析、故障原因查找和故障排除的全流程,达到降低成本、提高效率和精确排故的目标。     

一起FJ44-1A飞机发动机滑油压力高故障分析

滑油系统是航空发动机的重要组成部分,本文从一起典型的FJ44-1A型发动机滑油压力高故障入手,简要介绍了该型发动机滑油系统的组成和基本原理,阐述了故障排除的程序和步骤,分析了故障原因,并提出滑油系统相应的维护建议,为相似机型的日常维护提供参考。     

某型航空发动机滑油压力低及摆动故障分析

探究某型航空发动机滑油系统的结构与工作原理,分析影响其滑油压力的因素,提出了解决该型发动机滑油压力低及摆动故障的措施。     

一种解决低转速下漏油的流量管理阀

针对航空发动机在低转速下轴承腔出现的漏油问题,深入分析了航空发动机在低转速下产生漏油问题的原因.提出了一种解决航空发动机低转速下轴承腔的漏油问题的有效方法,即设计一种应用在后轴承腔供油路上的流量管理阀.开展了流量管理阀打开压力及流阻特性试验,试验表明:流量管理阀的打开压力和流阻特性满足航空发动机低转速下既向轴承腔少量供油以对轴承进行润滑又防止轴承腔内供油过多而导致漏油的设计要求.研究方案可为解决航空发动机低转速下轴承腔漏油问题提供设计参考.      

一种航空发动机滚动轴承磨损故障监测技术

针对航空发动机滚动轴承磨损状态监测对长轴尺寸大于10μm的故障敏感磨粒检测的需要,研制了多功能油液磨粒智能检测与诊断系统,克服了传统光谱分析对大磨粒不敏感的缺点,以及传统铁谱分析检测步骤烦琐的不足,可直接对流动的油液中大于10μm的运动磨粒进行检测.提出了油液运动磨粒的7个数字特征参数及其识别策略,实现了磨粒的自动识别,识别率基本上达到99%以上.利用实际的航空发动机油样进行了试验验证,并与传统光谱分析进行了对比,试验结果表明该系统较光谱分析具有更强的检测力和更优的时效性.      

航空发动机滑油系统稳态压力模型研究

以某型发动机滑油系统为研究对象,深入分析了系统的工作原理和部件结构特点。综合应用流体力学,工程热力学理论以及数值计算和实验的方法,建立了滑油系统主要部件的数学模型和管路压力损失的计算模型;在此基础上,依据发动机滑油系统良好状态下采集的数据,建立了滑油系统的稳态压力数学模型,为判断滑油系统性能衰退和故障提供参考依据。      

现代航空发动机液压机械控制器仿真研究

利用先进的计算机技术和数字仿真技术进行现代航空发动机的液压机械控制器的精确仿真.在Matlab/Simulink环境下,建立了一套元件模型库,并将航空发动机控制系统部件利用此模型库进行数学建模.对某型发动机控制器进行了仿真验证,仿真结果与试验数据吻合.      

基于改进半阈值算法的电容层析成像滑油监测方法研究

针对航空滑油检测过程中电容层析成像（Electrical Capacitance Tomography,ECT）存在的病态性和欠定性问题,将稀疏正则化中基于L1/2正则化的半阈值迭代算法应用到ECT图像重建,加入L2范数的惩罚项,构造新的泛函模型,并在迭代过程中设计一种新的约束项以优化解向量。仿真实验采用Comsol5.3搭建系统模型,Matlab2014a处理采集数据。实验结果表明,与Landweber迭代算法相比,改进算法成像误差降低37.33%,相关系数提升33.67%;与半阈值迭代算法相比,改进算法成像误差和相关系数分别降低12.31%和提升11.86%,图像误差降低至0.24、相关系数提升至0.92,且成像时间依然保持在0.06s。实际滑油监测的实验系统采用现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）直接数字频率生成模块生成数字量的正弦激励信号,通过D/A转化为正负交流信号对测量电极进行激励。实验结果表明,基于ECT系统的改进半阈值迭代算法可以满足航空发动机滑油监测的实时性和准确性的要求。     

发动机转子系统早期故障智能诊断

在对飞机发动机转子系统早期故障特点进行分析的基础上,针对其故障诊断中存在的故障样本不足和早期微弱故障不易识别的问题,提出将随机共振、小波包分析与支持向量机相结合的发动机转子系统早期故障诊断与智能自愈监控方法。该方法首先利用随机共振原理对早期微弱故障信号进行特征细化,使故障特征放大;然后利用小波包多分辨率分析特性进行故障特征提取;再将提取的特征向量输入由支持向量机构造的分类器中进行故障识别,并利用智能自愈方法对故障进行监控。对智能诊断系统结构、故障特征提取方法、多故障分类器构造、故障自愈监控等进行了分析和研究。结果表明,该方法在故障样本不足情况下,能有效识别发动机转子系统的早期故障,且算法简单、故障分类识别效果好,并能对故障进行自愈监控。     

基于气液加载方式的机匣热内压试验方法

提出了一种基于气液加载方式的航空发动机机匣热内压试验方法，用于模拟机匣件在典型工况下的温度和内压联合加载考核。采用气液加压装置实现温度和压力加载介质的解耦，以高温耐压油作为温度加载介质，利用仿形电加热器实现热载荷施加，以高压稳定气源作为压力载荷源对气液压控制腔体加压，通过对加压模型的理论分析指导压力载荷的定量控制。验证表明试验方法能够有效实现温度和压力载荷的精确控制，解决了液压系统难以实现高温控制和气压系统温度控制均匀性差的问题，同时也有效避免了气压加载方式开展破坏试验时的爆破现象。基于气液加压方式的试验方法能够有效应用于机匣件的热内压考核，实现温度控制精度优于±3 K和压力加载过程定量控制。     

不同流型下轴承腔中油气介质的流动特征参数

 航空发动机轴承腔两相介质流动状态的理解对于润滑和二次空气流动系统的设计是十分重要的。借助于流型分类进行两相介质流动研究,是揭示轴承腔中两相介质流动物理本质的可行途径。由于航空发动机轴承腔润滑状态的复杂性,难以从物理试验直观判断流型类别,通过流动特征参数的差异性判断流型类别是值得探索的方法。发动机轴承腔可能出现的流型有均相流动、分层流动和油膜/空气（含油滴颗粒相）流动。针对这3种流型类别,分析了润滑介质压力和速度相对于不同流型表现出的差异性及其分布特点,同时探讨了转子转速、供油量和密封进气量等工况条件对这种差异性的影响。研究工作表明：轴承腔中润滑介质的压力和速度可以作为判别两相介质流型的特征参数,并且这一判别技术具有较好的鲁棒性。     

一种基于FPGA的航空发动机独立超转保护系统

针对航空发动机超转故障,提出一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的独立超转保护系统.介绍了系统的总体设计方案、超转判断方法及故障诊断方式.该系统采用双双余度结构,通过线性分类器和时间窗内加权表决判断方法,提高超转保护功能可靠性.通过3层级机内自测试(BIT)监视静默失效,满足适航要求.硬件在回路仿真平台试验结果表明:该系统超转判断准确可靠,并能在连续判断超转后进入锁定保护状态,有效避免超转事故的发生.目前,研究成果已应用于某型发动机全权限数字控制(FADEC)系统中.