1、航空發動機裝配與修理第一章 概述第一節 航空發動機的現狀與發展航空發動機是飛機的動力裝置，其工作條件為高溫高壓，異常惡劣，工作具備條件為無故障、耐久性和安全性。航空發動機的研制、維護和修理涉及材料學科、制造修理工藝、檢測技術和管理。所以航空產業是一項專業技術，高科技的綜合技術產品。2衡量發動機技術先進性重要指標：推重比 7080年代，加力渦扇推重比為8，F100，F110等渦輪前燃氣溫度 F110為1728K T3溫度的提高需要依靠耐高溫的材料和先進的冷卻技術來保證一、目前的發展趨勢3二、材料工藝技術的地位和作用航空動力的特點： 航空動力在“高溫、高壓、高轉速、高負荷”條件下工作 要求高可靠、

2、長壽命、低油耗、低成本、易維護 航空動力技術復雜，是多學科、綜合性、高科技系統工程 4材料工藝技術的地位和作用： 材料工藝是航空發動機的基礎和先導技術 材料和制造工藝是航空發動機性能提高的基礎 材料和工藝技術的發展促進了航空發動機的更新換代 5二、材料工藝技術的地位和作用材料工藝是航空發動機的基礎和先導技術 6 高溫陶瓷和C-C復合材料燃燒室、渦輪和噴管等高溫部件 樹脂類復合材料風扇機匣 粉末冶金高壓壓氣機盤 高溫鈦合金壓氣機葉片、機匣、作動筒、油管 雙性能熱處理渦輪盤 單晶渦輪葉片 金屬間化合物噴管調節片 第一、二代發動機的主要結構件均為金屬材料 第三代發動機開始應用復合材料及先進的工藝技術

3、 第四代發動機廣泛應用復合材料及先進的工藝技術材料和工藝技術的發展促進了航空發動機更新換代7對航空發動機來說，性能的改進1/2靠材料。結構減重 %材料和制造工藝是航空發動機性能提高的基礎 8先進冷卻設計、工藝和材料大大提高了渦輪的工作溫度 渦輪進口溫度 KAL-7RD-9J85TF30SpeyF100M88-2M53F404AL-31FF119J79F110EJ2009無冷卻鍛件對流+氣膜定向結晶沖擊+對流+發散單晶葉片超冷、鑄冷第三代單晶1200K1450K1650K1950K(涂層50-100K)材料/工藝與冷卻結構對渦輪進口溫度的影響 冷卻降溫 材料耐溫10高增壓比此項技術要求壓氣機部件

4、有較高的級間增壓比、大喘振裕度和輕重量WP7，=9F100-PW-119， =33.6目前航空發動機的發展趨勢為發展推重比為1520的發動機。衡量發動機技術先進性重要指標：11第四代推重比10發動機的主要材料工藝浮動壁燃燒室多斜孔冷卻結構（加力隔熱屏）鈦合金壓氣機葉片及輪盤，減重20阻燃鈦合金壓氣機機匣等，減重10渦輪葉片，T4*提高50100，壽命提高23倍渦輪盤和壓氣機盤，減重10，壽命延長1倍整體葉盤減重2030，提高氣動效率0.10.2%鈦合金空心風扇葉片抗震及減重效果顯著高能焊接技術和先進涂層，可顯著提高結構效率和疲勞壽命1220年攀登三個技術臺階抓緊研制FWS-10第三代發動機積極

5、開展推重比10的第四代發動機的研究和發展著手組織推重比1215的先進航空發動機的基礎研究我國航空發動機 “三步走”的發展戰略：13三、新一代航空動力材料工藝技術需求美國IHPTET和VAATE計劃，西歐ACME和AMET計劃等，列出許多新材料、新結構研究和驗證項目 有機復合材料機匣 Ti2AlNb壓氣機轉子葉片 CMC碳化硅復合材料渦輪導向器 CMSX4單晶渦輪葉片NF3粉末盤整體渦輪 CMC和C/C復合材料渦輪轉子 TiAl擴壓器和陶瓷復合材料全環燃燒室等 部分成果有望用于新一代推重比1520發動機14 1級風扇+1級高壓軸驅動的增壓級+3級高壓壓氣機 高溫升、長壽命、浮壁燃燒室 兩級對轉超

6、級冷卻/鑄冷渦輪 超短加力燃燒室 推力矢量噴管 推重比15 20發動機主要技術參數和特征燃燒室出口燃氣溫度21002200K風扇出口溫度500650K壓氣機出口溫度9001000K15 第二節 航空修理工廠介紹航空發動機的工作條件：磨損、腐蝕、振動、疲勞、高溫、高速和高壓性能會發生偏離，比如零件損壞、老化、斷裂和漏油等故障，故必須定期維修。16維護：定期對發動機進行檢查、清潔、準備以保證飛行安全。修理：當維修不能排除故障，必須返回工廠進行分解、排故、檢查和試驗，合格后再出廠。貴州5707，成都5701、5719，陜西5702 ，長沙5712 ，襄樊5713，安徽蕪湖 572017中國主要民航發

7、動機維修企業維修能力表 企業名稱維修型號維修級別年維修能力珠海摩天宇航空發動機維修工程公司CFM56、CF-34和V2500系列B4150臺四川斯奈克瑪發動機維修工程公司CFM56系列B230臺上海普惠發動機維修工程公司CFM56系列B3300臺GE發動機服務公司(廈門)CFM56系列和CF6B267臺廈門新科宇航科技有限公司B4300臺北京飛機維修工程公司CFM56系列、JT8D、PW4000和RB211B370臺182022/9/23CDAVTC1，排故恢復可靠性：翻修后使發動機達到擬新狀態。翻修的三個性質：拆開性：航發的結構性較差，翻修某些部位時必須拆開。工廠性：翻修不是任何一級單位和機

8、構能勝任的，必須具備一定的修理設備和技術人員。修理性：1、以修為主，輔以必要的換件 2、以更新換件為主要的排故方法。一、修理廠的任務19翻修的等級：A，不談任何修理，繼續使用B，個別零件的修理C，局部分解D，全面分解E，整體更換，指組件和附件。20一、修理廠的任務2，對發動機進行預防性的檢查和修理（翻修時沒有明顯的故障，要預防性的采取措施）3，對發動機實施必須的加、改裝（不合理的地方進行整改）4，外排（修理技術人員帶工具去廠外排故）21一、修理廠的任務二、工廠組織（略）第三節 修理生產線22翻修程序：翻修時候工序之間的先后次序及相互聯系叫做翻修基本生產過程的程序。工藝流程：安裝發動機大修程序進

9、行生產安排的生產作業路線。基本概念：23發動機維修流程發動機進廠檢驗單元體分解主體分解附件分解洗滌洗滌故檢修理裝配調試總裝試車油封包裝故檢修理裝配調試2022/9/23CDAVTCl、入廠驗收 部隊送到工廠來進行修理的發動機的交接工作，叫入廠驗收。入廠驗收的目的是查清發動機的機種、現狀，并作好記錄 25工藝流程入廠驗收的主要工作內容有： 1.檢查發動機的油標包裝是否完好，附件是否齊全。如果由于某種原因而缺件、串件，則需附帶說明書、詳細說明缺件原因。 2.檢查發動機隨帶文件是否齊全，文件有：發動機履歷本、技術說明書，以及要裝在發動機上的所有附件的履歷本和技術說明書，并與實物對證。 3.查明返廠機

10、的壽命和機種型別。入廠驗收的主要工作內容有：26發動機總壽命：發動機從出廠服役到退役報廢的總工作時數 修理間隔壽命：發動機從出廠到第一次翻修，或兩次翻修間的工作時數 發動機工作壽命：發動機從生產出廠服役到查證時的全部安全工作時數之和剩余壽命 ：用發動機設計時給定的總壽命，減去發動機的工作壽命 27發動機壽命到期返廠機：發動機不論有無故障，只要工作到一個修理間隔壽命，發動機必須返廠進行翻修，這種發動機稱為到期返廠機。提前返廠機：發動機因提前出現故障，又不值得在外場排故，或油封到期、或發動機文件丟失。發動機沒有工作到一個間隔壽命，又必須返廠進行檢修的發動機叫提前返廠機。 修理機種28試驗機：試驗機

11、是指廠內修理采用的新工藝、新技術、新材料，進行修理試驗，尋求資料論證可行性的發動機修理。 返修機：指廠內修理質量低，試車不合格后，再返回修理線重新檢修，這種發動機的修理采用針對性、局部修理的方法： 29修理機種發動機的型別是指：發動機的結構類型和加改裝后的定型。如WP-7、WP- 13、AJI31為結構類型；WP-7C、WP-7E是表示該結構類型發動機的加改裝程度不同，用C、E等字母區別它的定型。發動機的型別不同，其修理方法和要求各不相同。 30發動機的型別在目前條件下，為了檢查，修理或更換發動機零件，除了部分不可拆卸的機件外，對進廠翻修的發動機應進行全面拆卸，這個工藝過程叫發動機分解。分解工

12、作大體分兩步進行。先把發動機分解成組合件,再分解成零件。31發動機的分解組成發動機的最小單元體叫零件。多個零件裝配在一起能獨立存在，可進行整裝整體拆的機件叫組合件。對裝配而言，可稱為裝配單元。能代表發動機某一工作特性的組合件叫部件。能獨立工作，裝在發動機上，配合發動機協調工作的組合件叫附件。32發動機的分解解工作的質量直接影響翻修質量和成本。據統計，有相當一部分機械故障（如打傷、壓坑、毛刺、劃傷）是大分解時人為造成的。分解時機件掉地、葉片砸壞的時有發生。強行分解造成導管成批報廢的事也發生過 33發動機的分解發動機長期使用后，其零件往往被油污、積炭、銹蝕及高溫氧化物等雜物所復蓋，在檢查和修理零件

13、之前必須清洗。除小型零件和精密藕件仍采用油劑清洗外，大都采用化學清洗、振動清洗、超聲波清洗、噴砂清洗、等離子沖刷等。 34發動機清理35發動機清理故障檢查有兩種: 一種是整機性能故障檢查; 一種是零件故障檢查。一般來說，整機性能故障是由于零件故障或裝配不當引起的. 36發動機的故障檢查故障檢查按故障性質可分為兩類1.零件機械故障檢查方法：零件的機械故障是指零件變質、變形、裂紋、斷裂、腐蝕、燒傷等。方法：“看摸聞”、檢測試驗、無損探傷檢測內部缺陷 37發動機的故障檢查38發動機的故障檢查2.性能故障檢查方法航空發動機性能故障主要是指發動機性能偏離了規定值，如：溫度高、推力小、振動大、怪音、滑油消

14、耗量大、燃油壓力擺動、轉速懸掛、喘振等。39發動機的故障檢查航空發動機零、組件經過故檢工序后，進入修理階段。根據技術條件，故檢人員對零件作出修理結論，通常有合格、修復、待修或報廢四種結論。40發動機零、組件的修理修復類零件在翻修中占絕大部分。例如：輕微磨損、變形、裂紋、銹蝕等，用打磨、拋光、整形、焊接等方法即可修復。 待修零件：當價格昂貴的零、組件存在較嚴重的故障，而目前的修理工藝又不能修復時，可暫按待修處理。 41發動機零、組件的修理報廢零件：當零件故障超出修理技術標準規定范圍，無法修復、無修復價值或使用壽命已滿，必須報廢。 42發動機零、組件的修理鉗修：主要用于對零件的打磨、銼修、拋光、鉆

15、孔、開槽、切片等。由于故障部位、形狀、尺寸的不規則，大都采用手工操作。機械加工 電弧焊、氣焊和釬焊 金屬噴涂 電鍍 噴丸 粘接修補 航空發動機零件修理的主要方法有如下方法：43航空發動機裝配現代燃氣渦輪發動機是由數以千計的零件以及由這些零件組成的組件、部件、單元體和成品件、附件構成。發動機整機部件1附件1組件1零件1部件2部件n附件2附件n單元體1單元體2組件2組件n零件2零件n組件1零件1組件2組件n零件2零件n單元體3單元體4442022/9/23CDAVTC裝配工藝將若干零件結合成部件將若干個零件和部件結合成機器按規定的技術要求部裝總裝+452022/9/23CDAVTC裝配工作的重要性

16、裝配工作是產品制造、大型維修工藝過程中的后期工作裝配準備工作部裝總裝調試檢驗試車462022/9/23CDAVTC裝配工作的重要性加工質量合格零件不按工藝技術要求不重視清理工作質量較差精度低性能差功率損耗大壽命短加工質量較低零件按工藝技術要求修配和調整質量較好精度較高性能較好結論：裝配質量很大程度上決 定了發動機的性能！472022/9/23CDAVTC發動機裝配技術發動機裝配技術是發動機制造技術的組成部分，是制造過程中的后期工序，在整個生產過程中占有十分重要的地位，是一個獨立生產階段。裝配技術是研究發動機各種零件的連接實施方法、裝配工藝和工藝流程。482022/9/23CDAVTC裝配工藝裝配工藝是指發動機的零件組成裝配單元體的方法和過程保證各個零件有正確的配合裝配工藝保證各個零件保證之間有正確的相對位置保證各組件、部件、各系統的零件、附件和整機具有規定的配合精度和可靠的連接保證符合設計所規定的使用功能492022/9/23CDAVTC發動機裝配過程零件簡單的堆積過程按規定的技術標準、技術要求和一系列不同復雜程度的工藝程序和質量控制程序來進行502022/9/23CDAVTC裝配工藝過程的特點：和其他工藝過程相比具有以下特點：是一個零件制造質量和部件、組件、成品件、附件裝配質量的驗證過程裝配質量直接影響到發送機性能、壽命及工作可靠性裝配過程勞動量較大，裝配平均工作量