AC313直升机主减速器润滑系统设计介绍
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【摘要】介绍了AC313直升机主减速器润滑系统的构成，润滑系统主要零部件如滑油泵、回油泵、滑油喷嘴、油池、滑油滤的设计方法及参数选择，润滑油的选择，适航需要进行的试验考核。
【关键词】减速器；设计；润滑
1、引言
AC313直升机是我国研制生产的民用单旋翼带尾桨中型直升机，配装三台涡轴发动机，最大起飞重量13.8吨。其主减速器主要作用是将发动机的输出功率经过变速和换向传递给主旋翼和尾旋翼。
主减速器需采用压力润滑进行冷却，其润滑系统的功能是为主减速器提供冷却滑油，减小零件间的摩擦和磨损，防止表面腐蚀和硬化，带走在齿轮啮合和轴承运转中因摩擦所产生的热量和硬夹杂物，确保润滑油温度在规定范围内及润滑油的洁净。
2、润滑系统的构成
润滑系统由内部润滑系统和外部冷却系统组成，本文主要介绍内部润滑系统设计。
内部润滑系统包括滑油泵、油路、喷嘴、油池、回油泵、滑油滤、油位观察窗、通气孔、滑油压力及温度传感器、磁性金属屑检测器等。
外部冷却系统包括风扇驱动、风扇、散热器、气道及相关管路等。
3、润滑系统主要部件设计
3.1 滑油泵
滑油泵的主要作用是提供压力油，由主减速器驱动。
1）滑油泵类型的选择
航空滑油泵主要有齿轮泵、叶片泵及转子泵三种。国内直升机主减速器均采用外啮合齿轮泵，其特点是结构简单、容易制造、重量轻且工作可靠。
2）齿轮泵参数的确定
3.2 回油泵
由于后机匣与主机匣底部不连通，后机匣内润滑齿轮、轴承后的滑油不能够返回到主机匣油池内，需用回油泵将后机匣底部的滑油抽回到主机匣。
回油泵也采用齿轮泵，回油比为3：1。
3.3 润滑油路及喷嘴
1）滑油分配
主减速器内滑油的分配由集油腔完成，经过各分支油路到达喷嘴。一般集油腔和油路在主机匣铸造时直接铸出，必要时可进行补充机械加工。
2）滑油喷嘴
喷嘴的主要作用是润滑主要承载线路上的齿轮啮合面和轴承滚动元件，也用于控制和引导超越离合器和行星齿轮轴承的离心加油系统。
各分支油路的压力值，需要通过计算机程序来计算，得出每一处节点的压力、流量和最大流动速度，来评估各分支油路的适用性，验证各分支油路和喷嘴是否满足设计要求。
3.4 油池
直升机主减速器一般采用“湿油池”设计，即油池位于主减速器底部。油面通常在动部件之下，滑油泵直接从油池中抽取滑油，经散热器、油滤、油路后进入喷嘴，完成润滑后最终流回油池。
3.5 油位观察窗
油位观察窗用于目视检查主减速器内滑油高度，保证滑油的容量在规定的范围内。一般采用透明玻璃，要特别注意防止破裂。
3.6 通气孔
主减速器在工作中，由于内部温度升高，压力将迅速提高，将危害主减速器的安全，这时就需要通气孔将内部高压空气排出。通气孔在主减速器上部，并带有滤网，还要防止进水。
3.7 成品附件
润滑系统中的滑油滤、传感器选用成品件，由专业厂家设计制造。
1）滑油滤
滑油滤是保证喷油嘴喷口通畅和滑油清洁的重要元件。润滑系统中有两种滑油滤，粗油滤和精油滤：粗油滤安装在滑油从油池中被抽出之前，防止较大的碎片和磨损颗粒进入润滑系统引起滑油泵损坏；精油滤安装在滑油经散热后进入润滑油路之前，过滤微小的碎片和磨损颗粒，防止破坏摩擦副表面的润滑油膜而引起损伤，精油滤的过滤精度选择25μ。
2）传感器
用于飞行员监控减速器润滑系统的工作情况，及时发现故障，保证飞机安全。主要包括滑油温度传感器、压力传感器和金属屑探测器。
3.8 润滑油的选择
根据中国民航要求，民用直升机主减速器要具有在干运转30分钟的能力。因此，为提高主减速器使用寿命和干运转要求，最终选用DOD -L-85734滑油。
4、润滑系统试验
根据中国民航要求，润滑系统必须要进行部分试验以保证系统工作的安全性。主要包括以下试验项目：
1）滑油泵试验
考核滑油泵和调压阀性能，测量滑油泵的压力和流量的关系曲线，在保证工作压力和流量下确定调压阀的开启压力。
2）喷嘴流量和打靶试验
考核喷嘴喷口直径与流量，在规定压力、温度下测量喷嘴喷口的实际流量及喷射方向，校验设计的合理性。
3）无油试验
考核滑油供油中断时主减速器的工作情况，以保证在意外情况下主减速器能够正常工作。要求在供油中断后主减速器能够正常工作30分钟，不应损坏。
4）减速器试验
考核润滑系统的实际润滑和冷却性能。在试验时对压力和温度进行监控，达到稳态时的温度反映冷却性能，试验后检查零部件的磨损情况反映润滑性能。
5、结束语
本文介绍了AC313直升机主减速器润滑系统的构成，主要部件的设计过程以及适航试验考核要求，并给出了设计参数及计算过程，为国内的直升机主减速器润滑系统的设计提供一定的借鉴经验。
参考文献
[1]《航空发动机设计手册第12册》.传动与润滑系统.航空工业出版社
[2]《航空发动机设计手册第13册》.减速器设计.航空工业出版社
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