航空發(fā)動機潤滑油檢測基礎
2025-11-20
嚴國鑫
概述
機械齒輪，軸承，軸部件在運動接觸時磨損產生的微粒會進入潤滑油中，所以潤滑油的品質間接反映了機械磨損的狀況；隨著設計和新型材料的升級，大部分的民航發(fā)動機的金屬磨損幾乎接近零了。
磨損的顆粒很難被檢測出來是哪一種物質，尤其是航空發(fā)動機中稀有金屬的含量比其他機械裝備多很多，但若是潤滑油中顆粒物超標會影響潤滑油的粘度、酸值和水含量，所以一般粘度、酸值和水是滑油的狀態(tài)的指標參數，這些參數指標都是發(fā)動機OEM來制定的，并不是油類制造商或標準委員會，一般OEM會建議定期采樣和分析，定期采樣對確定和提前發(fā)現發(fā)動機問題非常有用。
不同的發(fā)動機型號潤滑油的粘度、碳值、水和金屬顆粒都不一樣，通過金屬磨損物質可以判斷是來自滑油泵，齒輪，軸承還是其他可能產生磨損的金屬部件，所以建立一個取樣間隙，然后通過每次取樣分析的結果得出一個趨勢，若出現明顯的增長就說明是發(fā)動機磨損超標，或者受到污染。
油樣光譜分析（SOAP）可以測出金屬物質，大部分的發(fā)動機OEM相比于制定極限值，更傾向于制定趨勢預警；雖然潤滑油有不同的抗磨損性能，但若是發(fā)動機部件在設計上出現問題，潤滑油的作用是微乎其微的。油樣光譜分析的過程是建立在確認了磨損金屬的趨勢之后才做的，然后才能確定具體的發(fā)動機部件問題。
潤滑油參數
1、粘度和酸值
滑油在高溫環(huán)境下易產生熱氧化導致粘度和酸值的變化，所以高溫區(qū)域的粘度和酸值通常作為發(fā)動機監(jiān)測和測量的兩個重要參數，可能會在某些高溫區(qū)域產生積碳，所以就說明那里有積碳，那里就是高溫區(qū)域，但是并不是說有積碳的地方，酸度和酸值就會高。
滑油中的水也是一項重要的污染來源物質，在酯類基礎油中，過量的水會水解酯，導致酸值的增加。除了不小心把水加入了滑油，另外一種情況就是空氣濕度高，水被滑油吸收了。（某航737的IDG有不明物質就有可能是沿海地區(qū)空氣濕度大，若IDG沒有采用壓力加油車加油，就有可能導致滑油水解，滑油酸值高和IDG內金屬反應產生污染物）。
參考范圍如下：
2、磷
比較奇怪的是磷是在金屬測量中的一項，但不是發(fā)動機金屬磨損物質；磷是滑油中一種抗磨損添加劑，所以正常情況下，磷的含量會逐漸減少的，但如果在發(fā)動機運行第一個1000小時磷減少超過50%，就可能是運動件受到了比較嚴重的磨損了，可能是早期的軸承或齒輪不正常的故障。
綜上所述，一款新滑油的研發(fā)，確定磷的含量和減少的規(guī)律是很重要的，若是發(fā)生磷的含量突然升高，也可能是液壓油（磷酸酯）混到了滑油中，磷酸酯對滑油的氧化穩(wěn)定性影響很大。
發(fā)動機參數
分析金屬最開始是作為一項工具來幫助監(jiān)測發(fā)動機軸承和齒輪狀況的，一般金屬含量標準是10PPM，如果超過10PPM就說明發(fā)動機磨損超標，當然如果是在發(fā)動機設計驗證過程中，會給定一個磨損上升或下降的趨勢，這種情況還是很常見的。
磨損的趨勢對確定軸承或齒輪的磨損和損壞是很重要的，這些趨勢結果可以在航線或車間進行油濾、磁堵檢查來得到。若磨損的顆粒在1-5微米之間，可確定齒輪、軸承磨損是正常的。
從前述所知，不同的發(fā)動機結構，金屬磨損的物質是不一樣的，另外金屬磨損的趨勢會隨著發(fā)動機運行小時變化而變化；可想而知，磨損金屬中最多的就是鐵(Fe)了，因為大部分的金屬部件都有鐵元素，如果軸承損壞，油樣中鐵含量會增加，同時鋁（AL）也會增加，除了鐵，鋁是金屬結構中第二多的元素。
如果軸承外圈的鐵、鈦和鋁含量升高，則說明發(fā)動機軸承支座含有鈦（Ti）金屬；滑油系統的重大機械故障通常會產生大片的金屬顆粒，這時光譜分析就沒什么用了，因為此時磁堵就能觀測到。
有的時候油樣中的硅（Si）含量超標也說明了發(fā)動機進氣道系統受到了污染，另外也有可能是過量的使用含硅的密封圈，高含量的硅能導致滑油氣泡并使滑油熱傳導性能下降。一般可以檢查油濾來確定是否受到硅污染，當然有必要也可以做一個氣泡測試。
（來源：航佳技術）
