Vibropassport

Praktiski dzinēja diagnostika tiek nodrošināta tehnisko signālu mērījumu un analīzes līdzekļu sistēmas ietvaros. Lai veikt visu dzinēja agregātu stāvokļa kontroli, šādai sistēmai jāatbilst tehniskām tehnoloģijas prasībām, kura realizē dzinēja vibrāciju pasi (Vibropassport). Dzinēja veida Vibropassport ir metožu, programmnodrošinājuma un datu kopums.

Metodes tiek izstrādātas, balstoties uz agregātu vibrāciju veidošanās modeļu bāzes. Saskaņā ar tiem tiek veidoti datu pārveides algoritmi un diagnostikas parametru aprēķini, un uz to pamata tiek izstrādāti programmnodrošinājuma moduļi. Diagnostikas parametru robežvērtības, iegūtas testa pārbaužu gaitā un no parka statistikas, papildina Vibropasi.

shēma
Vibropassports veidošanās struktūra un shēma

Vai jūs zināt ka ...

GE90-115B ir vislielākais un jaudīgākais aviācijas dzinējas pasaulē, kas attīsta vilkšanas spēju 58 tonnas.

Iss apraksts

Gāzturbīnas aviācijas dzinējs (GTD) ir veidots uz dažāda veida mehānismu mijiedarbības bāzes,
kuri piedalās vibrāciju veidošanās procesā.

  • lāpstveida (darba un statoru) kompresora un turbīnas režģi;
  • degkamera;
  • ritgultņi un dempferi;
  • zobpārvadi un reduktori;
  • labirintblīvējumi;
  • eļļas sūkņi;
  • degvielas sūkņi (īpaši augstspiediena);
  • hidroagregāti ;
  • propelleris un reduktors (priekš turbopropelleru veida) u.c.
dzinējs
dzinējs
propelleris
dzinējs

Visu to vienību stāvoklis jākontrolē, jo pat neliela atkāpe no aprēķinātā darba režīma rezultātā var novest pie būtiskiem vai neatgriezeniskiem zaudējumiem.

Tajā pat laikā, šīs novirzes var tikt izmantotas, lai savlaicīgi noteikt un identificēt defektu. Vibrācijas devējs „dzird” visus funkcionējoša aviācijas dzinēja agregātus, ieskaitot uzkares, piestiprinātus pie dzinēja korpusa. Tāpēc, iegūstot no vibrācijas signāliem nepieciešamo informāciju, var diagnosticēt lielāko iespējamo defektu daļu vai noteikt novirzes no aprēķinātā darba režīma.

Tādu sarežģītu mašīnu diagnostika, kā moderns aviācijas dzinējs, prasa komplekso pieeju, tajā skaitā, vibrācijas veidošanās modelēšanu – tādu, kur būtu ņemts vērā GTD konstrukcijas īpatnības..

monitornigs
Funkcionējošā aviācijas dzinēja monitoringa un diagnostikas iespēju ilustrācija
Īss apraksts

Aviācijas dzinēja vibrācijas veidošanās modelis ietver sevī funkcionēšanas principus, kas ir kopīgi visiem aviācijas dzinējiem, kā arī vibrācijas veidošanās un pārvades mehānisma īpatnības katram agregātam uz dzinēja korpusu, kur ir uzstādīts devējs.

shēma
GTD vibrāciju veidošanās vienkāršotā shēma

Atšķirībā no vienkāršotiem modeļiem, kas bija radīti agrāk izturības un drošības uzdevumu risināšanai, modeļos, kurus izmantojam mēs, tiek ņemta vērā gāzturbīnas dzinēja detaļu aerodinamisko un mehānisko mijiedarbību impulsveida dabu,telpisko izvietojumu un vibrācijas avotu nelineāro mijiedarbību.

Īss apraksts

GTD caurplūdes daļa ir tā enerģētiskais kodols un jebkura novirze no aprēķinātā darba režīma noved pie tā efektivitātes zudumiem, nerunājot par mehānisko bojājumu riskiem. Vibropassport ļauj kontrolēt kā funkcionēšanas režīma novirzes, tā arī visu caurplūdes daļu ģeometrijas traucējumus, kas tika izraisīti konstruktīvi-rūpniecisku faktoru ietekmē vai ekspluatācijas procesā gūto bojājumu rezultātā (nodilums, svešķermeņu iekļūšana, piesārņojums, sprauslu koksēšanās un t.t.).

Šeit ir daži caurplūdes daļas defektu diagnostikas piemēri, ko nodrošina Vibropassportsparametru pielietojums.

Masveida un aerodisbalanss

Vairākums esošo GTD rotoru balansēšanas metodes neņem vērā to, ka summārā aviācijas dzinēja ventilatora un kompresora nelīdzsvarotība veidojas ne tikai masveida, bet arī aerodinamiskās nelīdzsvarotības ietekmē. Pēdējā rodas dēļ rotora ar lāpstiņām velkmes vektora nesakritības ar tā rotācijas asi. Aero- un masveida disbalansu attiecība ir atkarīga no konstruktīvi-rūpnieciskiem un ekspluatācijas faktoriem, tāpēc aerodisbalanss var būtiski ietekmēt GTD darbību. Piemēram, darbā uz zemes aero- un masveida disbalanss var līdzsvarot viens otru, bet mainoties dzinēja darba režīmam (piemēram, lidojuma laikā) to attiecība vienam pret otru mainīsies. Ja aerodisbalansa loma ir liela, tad rotora balansēšana, neņemot vērā aerodinamisko sastāvdaļu uz zemes, var novest pie nelīdzsvarotu slodžu pieauguma lidojuma laikā un pieļaujamo vibrācijas robežu pārsniegšanas. Vibropassport, sadalot aero- un masveida disbalansuveidus, ļauj iegūt aerodinamiskās un masveida nelīdzsvarotības vektoru savstarpējās attiecības un novietojuma novērtējumu.

diagramma
Divu dzinēju nelīdzsvaroto slodžu vektora diagrammas

Ja dzinējam ar dominējošo masveida disbalansu vibrācija nav atkarīga no lidojuma režīma, tad dzinējam, kura nelīdzsvarotība praktiski pilnībā ir nosakāma ar aerodisbalansu, vibrācija mainīsies, mainot ešelonu un veicot manevrus. Lai izvairītos no iespējamām nepatikšanām ar vibrāciju, tāda dzinēja rotora kompresoram jāveic papildus balansēšana, nomainot savstarpēju vektoru attiecību.

Kompresora pakāpju stāvoklis

Kompresora aerodisbalanss ir atsevišķu to pakāpju aerodisbalansa rezultāts. Pakāpju aerodinamiskā nelīdzsvarotība veidojas ražošanas procesa gaitā, piemēram, tehnoloģiskās neprecizitātes dēļ, iestrādājot rievas diskā, lāpstiņu ģeometrisko īpašību izkliedes rezultātā vai kā lāpstiņu daļējās nomaiņas sekas. Aerodisbalanss var mainīties arī darba procesā, piemēram, lāpstiņu slēgu piestrādes rezultātāvai dēļ svešķermeņu iekļūšanas.

Atsevišķu pakāpju aerodisbalansa ieguldījuma novērtēšana var būt nepieciešama dažādu iemeslu dēļ. Piemēram, ja dzinējs, veicot stenda pārbaudes, rāda paaugstinātu vibrācijas līmeni, tad, lai minimizēt izdevumus dzinēja piestrādei, ir nepieciešams noteikt paaugstināšanās iemeslu, un, ja tas ir aerodisbalanss, tad identificēt tā avotus (pakāpes). Ekspluatācijā ir aktuāli noteikt kompresora pakāpes stāvokļa izmaiņas, piemēram, dēļ darba lāpstiņu bojājumiem, kas, atšķirībā no ventilatora lāpstiņām, nav pieejamas apskatei pēc katra lidojuma.

diagrammā
Aerodinamiskās nevienmērības stāvokļa novērtējuma piemērs divu dzinēju1-6 pakāpju kompresoriem: „sliktā” ar dominējošo aerodisbalansu, un „labā” – ar mazu aerodisbalansu

Vibropassports parametri, kas sniedz novērtējumu aerodisbalansam un katras pakāpesaerodinamiskai nevienmērībai, ļauj risināt kā uzdevumus, kas ir saistīti ar dzinēja piestrādi ražošanas procesā, tā arī ar kompresora stāvokļa monitoringu lidojuma laikā saistītos jautājumus.

Piemēram, dzinējam ar mazu aerodisbalansu („labs”), pakāpju aerodinamiskās nevienlīdzības parametri bija ievērojami mazāki, nekā dzinējam ar būtisku aerodisbalansu.

Vibropassport ļauj novērtēt arī kompresora gāzdinamiskās stabilitātes rezerves samazinājumu, ko var izraisīt caurplūdes daļas ģeometrijas izmaiņas ekspluatācijas laikā.

Aerodisbalanss

Degvielas izsmidzes nevienmērība degkamerā bieži kļūst par iemeslu priekšlaicīgai dzinēja demontāžai. Ekspluatācijas apstākļos par šī defekta iemeslu kļūst degvielas sprauslu koksēšanās. Savlaicīga šīs problēmas (ar sprauslu) noteikšana ļauj minimizēt izdevumus, ierobežojot tos ar degkameras moduļa nomaiņu. Ja šis defekts nav konstatēts, tad tā attīstīšanās var kļūt par iemeslu kameras sieniņas caurdegšanai un citu detaļu bojājumi, smidzinātājsprauslas aparāta uun darba lāpstiņu noārdīšanās. Labākajā gadījumā tas prasīs turbīnas moduļa nomaiņu, sliktākajā gadījumā – novest pie vēl smagākām sekām.

bojāts dzīnejs
Bojājumu piemēri

Plūsmas aiz degkameras nevienmērības parametrs Vibropasē ļauj noteikt sprauslas koksēšanos vai liesmas kūļa deformāciju agrīnā stadijā un minimizēt zaudējumus.

Degkamerām ar normāli funkcionējošām sprauslām plūsmas nevienmērības parametrs reti pārsniedz 2.0, tajā pat laikā tikai vienas sprauslas koksēšanās palielina šovērtību līdz 5.8

Zaļā krāsā – funkcionējošs dzinējs
Violetā krāsā – vienas sprauslas koksēšanās

grafiks
Plūsmas aiz degkamerasnevienmērības parametraatkarības