２０１７年２月 润滑与密封 ＬＵＢＲＩＣＡＴＩＯＮ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｆｅｂ．２０１７ Ｖｏ１．４２ Ｎｏ．２ 第４２卷第２期 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５４—０１５０．２０１７．０２．０２６ 活塞发动机航空润滑油适航性能验证技术研究 曾 萍 ， 杨智渊 ・ 汪必耀 钱瑕 夏祖西 （１．中国民航局第二研究所四川成都６１００４１；２．中国民用航空航油航化适航审定中心四川成都６１００４１） 摘要：在ＳＡＥ Ｊ１８９９和ＳＡＥ Ｊ１９６６的基础上，分析国外活塞发动机航空润滑油适航审定技术验证的试验方法和步 骤。包括润滑油物理化学性能、稳定性、材料相容性、地面单缸台架、全尺寸台架试验和飞行试验评估方法及步骤， 为我国民航开展活塞发动机润滑油性能检测和研究工作，以及国产活塞发动机润滑油的适航审定提供技术支持。 关键词：航空活塞发动机；台架试验；润滑油；适航 中图分类号：ＴＥ６６６；ＴＨｌｌ７文献标志码：Ａ文章编号：０２５４—０１５０（２０１７）０２—１３２—０９ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ａｉｒｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｐｉｓｔｏｎ Ｅｎｇｉｎｅ Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ Ｏｉｌｓ ＺＥＮＧ Ｐｉｎｇ ・。ＹＡＮＧ Ｚｈｉｙｕａｎ ’。ＷＡＮＧ Ｂｉｙａｏ ＇ ＱＩＡＮ Ｊｉｎｇ ’ ＸＩＡ Ｚｕｘｉ ＇ （１．Ｔｈｅ Ｓｅｃｏｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ＣＡＡＣ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｓｉｃｈｕａｎ ６１００４１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｉｖｉｌ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｆｕｅｌ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｉｒｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ Ｃｅｒｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ＣＡＡＣ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｓｉｃｈｕａｎ ６１００４１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＳＡＥ Ｊ１８９９ ａｎｄ ＳＡＥ Ｊ１９６６，ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｏｆ ａｉｒｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ ｃｅｒｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ ｔｅｅｈｎｏｌｏ— ｇｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｉｓｔｏｎ ｅｎｇｉｎｅ ａｖｉａｔｉｏｎ ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｔｅｓｔ ｏｆ ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ，ｓｔａ— ｂｉｌｉｔｙ ｔｅｓｔ，ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｏｉｌｓ ａｎｄ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｓｉｎｇｌｅ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｅｎｇｉｎｅ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｆｕｌｌ ｅｎｇｉｎｅ ｔｅｓｔ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｕｐｐｏｒｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｐｉｓｔｏｎ ｅｎｇｉｎｅ ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ ｉｎ ｃｉｖｉｌ ａｖｉａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｉｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ ｒｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｐｉｓｔｏｎ ｅｎｇｉｎｅ ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｖｉａｔｉｏｎ ｐｉｓｔｏｎ ｅｎｇｉｎｅ；ｂｅｎｃｈ ｔｅｓｔ；ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ；ａｉｒｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓ 航空润滑油是航空油料的一部分．大量用于飞机 车工程师协会）的认证。随着我国民航行业规模的 发展。特别是低空领域的开放和通用航空的发展以 发动机、起落架和机载设备等关键部件，为发动机转 子轴承和起落架提供润滑、冷却，是飞机、发动机和 机载设备上各系统不可缺少的功能材料。润滑油作为 发动机系统使用最频繁的零件，其在使用过程中会发 生氧化、降解等反应，导致洁净度、黏度、酸值等指 标变化超过标准。变质的润滑油达不到理想的润滑效 果，固体颗粒与发动机元件表面会产生磨损，造成润 滑系统部件的损坏 我国大部分通用航空活塞发动机润滑油依赖进 口，国外美孚、壳牌和伊士曼垄断了整个市场。出 于保护核心技术的考虑，西方国家对我国航空润滑 油进行严密的技术封锁，拒绝为中国油品进行实 验，造成国产航空润滑油无法获得ＳＡＥ（美国机动 基金项目：２０１４—２０１５年度民航局安全能力建设基金项目 （２０１４０２６１４５）． 及飞机、发动机等关键设备国产化进程的推进，活 塞发动机润滑油的使用量将逐年增加。因此，为使 国产航空润滑油能顺利获得ＳＡＥ认证，做好国产润 滑油产品性能和相容性评估，开展与民航发展相适 应的适航验证技术研究，为保证我国民航飞行安全 的具有重要意义 １ 活塞发动机航空润滑油国内外管理体系 目前国外管理当局如美国联邦航空局（ＦＡＡ） 和欧洲航空安全局（ＥＡＳＡ）等为保障航空润滑油的 适航性，依托于ＳＡＥ建立了一套相对完善的认证体 系和批准程序，如ＰＤ２１０４等认证程序文件。ＳＡＥ成 立了航空润滑油认证小组，包括ＦＡＡ、飞机和发动 机制造厂商（ＯＥＭ）以及油料制造厂商均在该小组 内，并通过ＳＡＥ和美国海军（ＵＳＮＶ）认证试验室对 收稿日期：２０１６—０３—２２ 产品进行技术验证，航空润滑油的性能须符合ＳＡＥ Ｊ１８９９和ＳＡＥ Ｊ１９６６。通过ＳＡＥ Ｅ３４的认证后，才 作者简介：曾萍（１９８５一），女，硕士，工程师，从事航空化学 和航空润滑油研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｅｎｇｐｉｎｇ＠ｆｃｃｃ．ｏｒｇ．ｏｎ． 能列入合格产品清单，最终获得飞机和发动机制造商 ２０１７年第２期 曾 萍等：活塞发动机航空润滑油适航性能验证技术研究 １３３ （ＯＥＭ）的批准。目前，ＯＥＭ批准了壳牌、美孚和伊 士曼等几个公司的润滑油．中国国产航空润滑油尚未 获得批准。 厂磨合阶段５０ ｈ用油和日常用油进行技术指标规定， 详见表１。ＳＡＥ Ｊ１９６６标准是由美国汽车工程师协会 制定并颁布，用于取代原ＭＩＬ．Ｌ．６０８２标准，该标准 目前，我国并未建立起航空润滑油产品性能认证 体系和标准体系，也未获得工业部门或行业协会的技 术支持。随着飞机、发动机等国产化进程的推进，为 规定了无分散剂矿物油型四冲程往复式航空活塞发动 机润滑油的技术要求，从物理化学性能、Ｌ．３８单缸 发动机台架２个方面规定了产品技术要求。ＳＡＥ Ｊ１８９９标准用于取代原ＭＩＬ．Ｌ．２２８５１标准，该标准规 保障其安全运行．其附属航空润滑油和液压油的适航 审定也亟待解决。按照中国现有的管理体系和性能试 定了含分散剂矿物油型（或合成油）四冲程往复式 验验证能力，远远不能满足这一需求。我国应基于国 航空活塞发动机润滑油的技术要求，从４个方面严格 外航空润滑油产品技术标准规定，研究产品性能验证 规定了润滑油的性能参数．即分别为待测润滑油品的 技术难点，制定活塞发动机航空润滑油标准体系，通 物理化学性能要求，４０ ｈ序列Ⅷ单缸发动机台架的 过完整的实验数据获取国际协会和飞机和发动机制造 试验性能要求．１５０ ｈ莱康明ＴＩＯ一５４０．Ｊ２ＢＤ全尺寸发 商（ＯＥＭ）的批准。 动机台架的试验性能要求，以及５００ ｈ飞行（至少两 ２活塞发动机航空润滑油技术规定 架飞机分别搭载莱康明发动机与大陆发动机）评估 目前国际上通用的航空活塞发动机润滑油技术标 试验要求。 准包括ＳＡＥ Ｊ１９６６和ＳＡＥ Ｊ１８９９，分别针对发动机出 表１ 含分散剂和无分散剂活塞发动机润滑油技术要求 Ｔａｂｌｅ １ Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔｓ ａｎｄ ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ ｐｉｓｔｏｎ ｅｎｇｉｎｅ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ ０ｉｌ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｓｈｌｅｓｓ ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ ａｎｄ ｎｏｎ—ａｓｈｌｅｓｓ ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ ２．１ 活塞发动机润滑油物理化学性能评估 高温高剪、灰分含量、密度等项目在评估润滑油抗剪 ＳＡＥ Ｊ１９６６针对发动机出厂磨合阶段５０ ｈ用油， 切稳定性、低温启动性能、发动机清洁、烟炱控制和 该类润滑油基础油是矿物油，不含添加剂以增加磨合 燃油经济性等方面具有指导意义。润滑油黏度指数高 效果。ＳＡＥ Ｊ１８９９为针对日常用油的技术标准。该类 （黏度随温度变化小），低温流动性好且高温黏度保 润滑油基础油是石油馏分或合成组分或两者的混合 持力强：倾点低则具有挥发性低、热氧安定性好和毒 物，并加入功能性添加剂如分散剂、抗氧剂、抗泡 性低等特点。此外，目前大多采用阴离子聚合工艺制 剂、黏度指数改进剂、降凝剂等以满足特定要求。由 造黏指剂．严格控制分子量，具有较窄的分子量分 于以上两类油品在原材料、添加剂、使用功能上的差 布。兼顾增稠效率和剪切稳定性，可减少润滑油中高 别，二者在物理化学性能测试项目的技术指标和试验 聚物的用量．从而改善发动机沉积物。表２中橡胶材 项目等方面有一定差异．ＳＡＥ Ｊ１９６６类润滑油无需测 料相容性测和铜片腐蚀主要用于评估润滑油对金属材 试其与橡胶材料的相容性以及痕量金属含量。产品倾 料和橡胶材料的腐蚀，防止飞机发动机密封圈等橡胶 点和高温剪切黏度值均比ＳＡＥ Ｊ１８９９范围大，详见表 材料发生膨胀或体积变小导致飞机燃油混入润滑油等 ２。表２中黏度、黏度指数、闪点、倾点、硫含量、 不安全事故发生。 １３４ 润滑与密封 第４２卷 表２ ＳＡＥ Ｊ１９６６和ＳＡＥ Ｊ１８９９润滑油物理化学性能 Ｔａｂｌｅ ２ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃ￣ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ ｏｉｌ ｉｎ ＳＡＥ Ｊ１９６６ ａｎｄ ＳＡＥ Ｊ１ ８９９ 以下试验项目ＳＡＥ ３０／４０／５０／６０和多级别润滑油均需测试 ２０１７年第２期 曾 萍等：活塞发动机航空润滑油适航性能验证技术研究 １３５ 续表２ 橡胶相容性试验分为体积测定法和质量测定法， 验７２ ｈ，并注意在试验过程中应使橡胶片避光。 ＳＡＥ Ｊ１８９９和ＳＡＥ Ｊ１９６６中均采用ＦＥＤ．ＳＴＤ．７９１． （４）试验结束后，将玻璃油杯取出，迅速将橡 Ｍｅｔｈｏｄ ３６０４的体积测定法，具体方法如下： 胶片转移到实验室温度下的新鲜油料中冷却，历时不 （１）先将符合材料规范的三片橡胶片依次用清 少于３０ ｍｉｎ，不多于６０ ｍｉｎ。取出试片，先在工业乙 水、蒸馏水以及溶剂（无水乙醇与乙醚混合液）清 醇（或橡胶工业用溶剂）中冲洗２０ ｓ，以除去表面 洗干净，晾干后备用。 多余的油料，再用滤纸擦干，然后在空气中称量试片 （２）在（２４￣３）℃下，用称量精度为１ ｍｇ的底 的质量ｍ ，然后再在实验室温度下的蒸馏水中称量 部带有挂钩的分析天平称量已清洁干净的橡胶片在空 质量ｍ ，精确至ｍｇ。 气中的质量ｍ 。然后将玻璃烧杯盛满蒸馏水放在分 （５）试验结果处理： 析天平的正下方。将已经组装好的橡胶片浸没人烧杯 体积变化百分数△ （％）按下式进行计算： 中，橡胶片必须完全浸没，并且蒸馏水液面要高于橡 ＡＶ＝［（ ３一ｍ４）一（ｍ１一ｍ２）］／（，ｎｌ一，ｎ２）×１００％ 胶片上顶面约５ ｍｍ，称量此时橡胶片的质量ｍ，。 式中：／７／， 为橡胶片在空气中的初始质量，ｍｇ；ｍ，为 （３）用滤纸擦干橡胶片，然后用不锈钢丝将其 橡胶片在水中的初始表观质量，ｍｇ；ｍ 为橡胶片侵 串在一起并适当隔开，自由悬挂在盛有润滑油的玻璃 油后在空气中的质量，ｍｇ；ｍ 为橡胶片侵油后在水 杯中，润滑油的体积应至少是橡胶片总体积的１５倍 中的表观质量，ｍｇ。 （润滑油的体积约为３７０ ｍＬ），以保证橡胶片完全侵 试验结果取３个橡胶片结果的平均值。 没。用磨口塞把玻璃油杯Ｅｌ塞住。并放人恒温浴中． ２．２航空活塞发动机润滑油单缸台架评估 在温度（７０￣３）℃、（１０５￣３）。Ｉ＝、（３０２￣３）℃下试 润滑油在完成特殊理化性能评估之后，一般还需 １３６ 润滑与密封 第４２卷 进行模拟台架试验，包括一些发动机试验，完成实验 验证后方能投入使用。目前。润滑油常用梯姆肯环块 试验机、ＦＺＧ齿轮试验机、法莱克斯试验机和滚子疲 劳等试验机进行评定油品的耐极压负荷的能力或抗磨 损性能。航空活塞发动机润滑油要求完成物理化学性 能验证后。首先开始４０ ｈ的发动机单缸台架模拟实 验，以评估润滑油的润滑性能和抗磨性能。试验采用 化油器式、火花点火协同润滑研究（ＣＬＲ）油试验发 动机（该试验方法中也称为序列ＶＩＩＩ试验发动机， 台架示意图如图１所示）加注无铅燃料执行试验程 序，模拟在单缸发动机苛刻运行情况下评定油品对发 动机的保护，以及在高温和恶劣工况下油品的润滑性 能和抗磨损性能。其判断的标准主要包括试验后对单 缸发动机台架进行拆卸，称量磨损物的质量，检测关 键部件的磨损情况，测试油品黏度和酸值的变化，考 擦油品的性能变化情况，具体指标限制见表３。 图１典型序列ＶＩＩＩ发动机试验台示意图 Ｆｉｇ １ Ｅｎｇｉｎｅ ｔｅｓｔ ｂｅｎｃｈ ｏｆ ｔｙｐｉｃａｌ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ＶＩＩＩ 表３航空活塞发动机润滑油单缸台架性能要求 Ｔａｂｌｅ ３ Ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｅｎｇｉｎｅ ｔｅｓｔ ｆｏｒ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ ｏｉｌ ｏｆ ａｉｒｃｒａｆｔ ｐｉｓｔｏｎ ｅｎｇｉｎｅ 每次序列ＶＩＩＩ发动机油试验之前，应彻底清洁 油品的稳定性能力。 ＣＬＲ油品试验发动机的动力部分．并对动力部分的 （５）试验结束后，测定轴承质量损失，考察动 部件进行检测。安装新活塞或清洁旧活塞，安装一整 力部件、活塞、活塞环、连杆等磨损情况。 套新活塞环、一套新铜一铅连杆试验轴瓦，以及其他 规定的部件，并用标准油品对单缸模拟台架系统进行 表４磨合条件 校准，校准后按照以下步骤进行试验： Ｔａｂｌｅ ４ Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｂｒｅａｋ・ｉｎ （１）动力部分安装在附件箱／试验台上，试验采 ｒｕｎｎｉｎｇ ｔｅｓｔ 用无铅燃料： （２）根据表４中的磨合条件使发动机先运行４ ｈ； （３）然后按照表５规定的条件使发动机运转 ４０ ｈ； （４）在试验条件下每隔１０ ｈ取一份油样。如果 对多级黏度油品进行试验，所取的样品用于确定受试 ２０１７年第２期 曾 萍等：活塞发动机航空润滑油适航性能验证技术研究 １３７ 表５单缸台架试验条件 Ｔａｂｌｅ ５ Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｅｎｇｉｎｅ ｔｅｓｔ 项目 设定值 转速ｎ／（ｒ・ｍｉｎ ） ３ １５０±２５ 功率尸／ｗ 调节功率．使燃料流量 匹配规定空气一燃料比 燃料流量ｑ／（ｋｇ・ｈ ） ２．２５±０．１１ 空气一燃料比 １３．４３±０．５ 水套出口冷却液温度∥℃ ９３．５ ４－１ 水套入口和出口冷却液温差∥℃ ５．６ ４－１ 油道油温∥℃ ＳＡＥ ０Ｗ、５Ｗ、１０Ｗ １３５ ４－１ ＳＡＥ ２０、３０、４０、５０和多级黏度油 １４３．５±１ 点火提前角ＢＴＤＣ０／（。） ３５ ４－１ 油压口／ｋＰａ ２７６ ４－１４ 曲轴箱真空度ｐ／Ｐａ ５ｏｏ ４－１２０ 排气背压 Ｐａ ０～３．４ 曲轴箱废气 （Ｌ・ｈ ） ８５０±２８ 漏气量 （Ｌ・ｈ ） 记录值 ２．３航空活塞发动机润滑油全尺寸台架评估 航空活塞发动机润滑油单缸台架试验不能很好地 表征润滑油日益苛刻的使用性能，需进一步使用全尺 寸的台架试验．将润滑油在选用的全尺寸发动机上， 按标准化条件进行长时间的运行后，评定其耐久润滑 性能和耐久抗磨损性能。发动机台架试验的结果是判 定润滑油质量等级的依据，对于润滑油特别重要。活 塞发动机润滑油按照ＳＡＥ Ｊ１８９９附录Ｂ和美国联邦航 空局规章ＦＡＲ ３３．４９要求。采用Ｌｙｃｏｍｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｓ ＴＩｅ．５４０．Ｊ２ＢＤ发动机以及发动机悬挂系统、螺旋桨 等设备，并规定试验过程中使用１００ＬＬ航空汽油，经 过试运行、校准运行、滑油消耗、耐久试验等阶段。 完成前期试验后，更换新的测试用油和油滤，进行 １５０ ｈ的耐久性试验。试验完成后采集样品，检测润 滑油黏度、总酸值和微量金属含量、碳沉积、油样降 解情况。试运行和校准运行需从１ ２００—２ ５７５ ｒ／ｍｉｎ 进行定时定压运转，润滑油消耗量不超过０．９５ Ｌ／ｈ。 ２．３．１试验设备 ’ （１）发动机： ①ＴＩＯ．５４０一Ｊ２ＢＤ由Ｔｅｘｔｒｏｎ公司制造，为风冷、 涡轮增压、活塞式内燃机。 ②该发动机装备有一连续流动式燃料喷射系统． 使用航空汽油，最小辛烷值为１００。 ③该发动机为六缸对置式，排量８ ８７３．６ ｅｍ 。 在临界高度４ ６２６ Ｉｎ最大功率２５７ ｋＷ。 ④发动机带有一个容量为１１．３６ Ｌ的湿式润滑 油箱。 ⑤发动机附件包括：燃料泵、起动器、交流电 机，还附加２个额外驱动器（Ｄｒｉｖｅｓ），但在试验时 不必加载。 （２）试验台：试验台包括的航空型Ｄｙｎａｆｏｅａｌ发 动机装备系统为Ｐｉｐｅｒ公司生产，型号为０１２７２—２。与 Ｐｉｐｅｒ ＰＡ３１．３５０相同或相当。该系统然后连接到适当 的试验台上。 （３）动力吸收器：发动机直接驱动连在曲轴上 的螺旋桨。对于该试验装置，用一个飞行螺旋桨来吸 收动力。该螺旋桨为三叶片可变斜度型，由Ｈａｒｔｚｅｌｌ 公司生产，型号为ＨＣ３ＹＲ一２ＵＦ／ＦＣ８４６８。在连接螺旋 桨时使用Ｆ６２４Ｚ Ｈａｒｔｚｅｌｌ螺旋桨调速器或类似设备。 （４）仪表： ①试验地点应当配备必需的测量装置和相应的硬 件以记录所需的数据。系统通过热电偶、压力计、流 量计、转速计获取数据。装置上还应该配备警报和控 制系统．以利于机器的安全操作。 ②在整个试验中，应定期记录试验数据，包括试 车阶段、试验校正前和校正后、机器寿命试验以及对 应的润滑油消耗试验的数据。 （５）燃料：所有的试验都应使用按照ＡＳＴＭ Ｄ９１０标准生产的ＩＯＯＬＬ（最低辛烷值）级航空燃料。 ２．３．２实验步骤 （１）发动机按照表６中设定的参数进行运行， 按照表７进行１５０ ｈ耐久试验。试验之前，应用原发 动机零件组装发动机。在组装时应测量所有的关键部 件，测量的尺寸应与试验后尺寸进行比较，以确定磨 损量。试验总时间为１５０ ｈ，应做记录发动机每天情 况的日志。 １３８ 润滑与密封 第４２卷 表６全尺寸台架试验参数 Ｔａｂｌｅ ６ Ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｆｕｌｌ ｓｉｚｅ ｅｎｇｉｎｅ ｔｅｓｔ 表７ １５０ ｈ耐久试验条件 Ｔａｂｌｅ ７ Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ １５０ ｈ ｅｎｇｉｎｅ ｅｎｄｕｒａｎｃｅ ｔｅｓｔ ２０１７年第２期 曾 萍等：活塞发动机航空润滑油适航性能验证技术研究 １３９ （２）在１５０ ｈ耐久性试验前，应当进行磨合、 润滑油消耗运行和校正运行。这些运行的时间不包括 在１５０ ｈ试验时间内。在１５０ ｈ试验中非试验性时间 加上其前、后运行时间和其他运行时间累计起来不应 超过２０ ｈ，所有其他运行时间应该记录在册。 （３）１５０ ｈ试验完成后发动机应进行试验后的校 正运行。在该时间内机器发生的任何性能变化（在 试验中出现过的）都应测定和记录。 （４）整个试验过程中应定期检查润滑油的性能， 以确定润滑油的变质情况。 （５）试验后应用肉眼检查发动机硬件，描述和 记录化油器上的沉积物，测试关键部件尺寸，与测试 前对比，判断是否超过发动机大修可接受的磨损范 围。关键部件包括曲轴主体和连杆、轴承主体和杆内 径、挺杆孑Ｌ与外套内径、挺杆主体外径、挺杆销组合 和主体、凸轮轴轴颈和孔径、连杆轴衬内径和活塞销 孔内径等。 ２．４飞行试验评估 完成航空活塞发动机润滑油物理、化学、稳定 性、材料相容性、地面单缸台架和全尺寸台架试验评 估后，还需在非军用飞机上（Ｌｙｃｏｍｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｓ和 Ｔｅｌｅｄｙｎｅ Ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ Ｍｏｔｏｒｓ发动机各一个）进行飞行 评估，每个发动机在实际运行环境中进行飞行持久性 测试时间不低于５００ ｈ，并对飞行数据进行实时监控 记录。试验完成后，需检测润滑油的黏度、总酸值和 微量金属含量，报告油料状态、消耗、过滤沉积物、 压力，对发动机进行拆卸，检测滤嘴的碳沉积和关键 部位的磨损程度等，并按照发动机手册要求判断磨损 情况是否超过发动机大修可接受的磨损范围。 ２．４．１试验设备 （１）发动机：飞行评价最少在２台增压发动机 上进行。１台发动机是Ｔｅｘｔｒｏｎ．Ｌｙｃｏｍｉｎｇ公司生产的， 另一台由Ｔｅｌｅｄｙｎｅ．Ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ公司制造。试验用的发 动机应该是新的或刚大修过的。但是。大修后总时间 不超过２００ ｈ的发动机才能接受。 （２）螺旋桨：飞行评价中使用的所有发动机应 安装了油压可调斜度螺旋桨。安排适当的螺旋桨工作 条件，以便在使用单元内进行润滑油性能评价。 ２．４．２实验步骤 （１）在整个评价期间记录所有飞行评价时发动 机的润滑油消耗量和润滑油性能数据．并在试验完成 时汇总。以（５０￣５）ｈ间隔取大约４７５ ｍＬ油样。取 样应在新鲜油被加到发动机之前、发动机关机１．５ ｈ 内取样。油样分析指标包括１００ ｏＣ黏度和总酸值。另 外，样品还将进行光谱分析，检查其中磨损金属的 含量。 （２）换油应按照发动机制造商的推荐进行。每 次换油时，检查和更换润滑油滤清器。 （３）所有标准发动机的维修记录装订成文件， 在评价期间都能查阅。 （４）在试验过程中，对每一台发动机从开始， 到结束大约间隔１００ ｈ，进行压力差检查并作记录。 ２．４．３检查要求 （１）在预定操作周期完成后，发动机分解到需 要的程度，测量机器零件。关键尺寸、容许值和磨损 限度应达到发动机制造商大修要求。 （２）在进行清洗和测量之前，分解开的零件应 拍成彩色照片，并按照评价手册对他们的状况进行评 级，任何润滑油造成的沉积物都应拍照和记录。 （３）可变斜度螺旋桨应分解到可以用肉眼评价 活动机构和密封装置润滑油的变化程度。 （４）用肉眼检查飞行评价中换掉的过滤器单元 和／或滤网上的磨损碎片、碳质材料。如果有非正常 情况，记录其状况。 （５）定期抽出的油样应标示飞机型号、注册号、 发动机型号、序列号、发动机总运行时间、润滑油试 验时间、润滑油证明、抽样日期。定期抽取的润滑油 试样应测定黏度和总酸值。 （６）应报告项目中每一台发动机完整的磨损金 属光谱分析结果。对于使用过的油的数据仅仅用作发 动机工作情况监测和润滑油磨损性能信息。 ３产品认证 按照ＳＡＥＪ１８９９和ＳＡＥＪ１９６６规定完成航空活塞发 动机润滑油物理、化学、稳定性、材料相容性、地面 单缸台架、全尺寸台架试验和飞行试验评估后，提交 完整的试验报告和数据记录至审查机构．经过逐项核 对和评估后完成润滑油的适航认证工作。同时标准规 定，当润滑油基础油和添加剂的纯度、来源、组分以 及制造商发生变更时，需重新进行产品认证；当润滑 油、基础油和添加剂生产商的生产地址、生产工艺发 生变更时，也需重新进行产品认证。 ４结束语 随着我国制造业的发展，国产化政策已成为我国 基本产业政策，推进航空润滑油和液压油国产化是必 然的趋势，也是我国民航强国战略的一部分。然而， 近年来在国产润滑油产品认证过程中．国产润滑油受 到了西方国家的技术封锁，美国海军实验室拒绝为非 北约国家油品进行试验，造成了我国航空润滑油无法 获取实验数据，国产化遇到了重大困难和限制。目 前，我国在开展航空活塞发动机润滑油适航验证程序 １４０ 润滑与密封 第４２卷 的同时。应加强认证中所涉及的物理、化学、稳定 【８】Ｓｔａｎｄａｒｄ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ａｐｐａｒｅｎｔ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ａｔ ｈｉｇｈ— ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ—ｓｈｅａｒ ｒａｔｅ ｂｙ ｍｕｌｔｉｃｅｌｌ ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｖｉｓｃｏｍｅ— 性、材料相容性、地面单缸台架和全尺寸台架等性能 试验研究，搭建一个符合国际标准和条件的机构和平 台。具备完整的航空活塞发动机润滑油适航验证能 力，推动我国润滑油产品完成适航验证。 具备完整的航空活塞发动机润滑油适航验证能力 将解决困扰和制约我国航空润滑油适航取证的问题， 打破美孚、壳牌油品的市场垄断，促进航空润滑油国 ｔｅｒ：ＡＳＴＭ Ｄ５４８１［Ｓ］．Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ：ＡＳＴＭ，２０１３． 【９】Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｏｆ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ａｎｄ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｐｒｏｄｕｃｔｓ：ＡＳＴＭ Ｄ ４１７７［Ｓ］．Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ：ＡＳＴＭ，２０１３． 【１０】Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ａｔ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｓｈｅａｒ ｒａｔｅ ｂｙ ｔａｐｅｒｅｄ ｂｅａｒｉｎｇ ｓｉｍｕｌａｔｏｒ：ＡＳＴＭ Ｄ ４６８３［Ｓ］．Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ： ＡＳＴＭ，２０１４． 【１１】Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ａｐｐａｒｅｎｔ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅ ｏｉｌｓ ａｔ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：ＡＳＴＭ Ｄ ４６８４［Ｓ］．Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ： ＡＳＴＭ，２０１３． 产化，从根本上摆脱欧美国家的技术壁垒和制约，保 障国家战略安全，保障航空业持续安全运行；同时， 将促进航空制造业配套产业的发展，在民用航空领域 内开拓一个航空润滑油新兴产业，从而对国家经济发 展和战略实施起到促进作用。 参考文献 【１】Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ ｏｉｌ，ａｉｒｃｒａｆｔ ｐｉｓｔｏｎ ｅｎｇｉｎｅ（ａｓｈｌｅｓｓ ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ）：ＳＡＥ Ｊ１８９９［Ｓ］．Ｗａｒｒｅｎｄａｌｅ：ＳＡＥ，２０１１． 【２】Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ ｏｉｌｓ，ａｉｒｃｒａｇ ｐｉｓｔｏｎ ｅｎｇｉｎｅ（ｎｏｎ—ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ ｍｉｎｅｒａｌ ｏｉｌ）：ＳＡＥ Ｊ１９６６［Ｓ］．Ｗａｒｒｅｎｄａｌｅ：ＳＡＥ，２００５． 【１２】Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ａｔ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｓｈｅａｒ ｒａｔｅ ｂｙ ｔａｐｅｒｅｄ—ｐｌｕｇ ｖｉｓｃｏｍｅｔｅｒ：ＡＳＴＭ Ｄ ４７４１［Ｓ］．Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ： ＡＳＴＭ，２０１２． 【１３】Ｅｌｅｍｅｎｔａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｌｕｂｒｉｃａｎｔ ａｎｄ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ－ｂａｒｉ— ａｍ，ｃａｌｃｉｕｍ，ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ，ｓｕｌｆｕｒ，ａｎｄ ｚｉｎｃ ｂｙ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ－－ｄｉｓ— ｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＡＳＴＭ Ｄ ４９２７［Ｓ］． Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ：ＡＳＴＭ，２０１３． 【１４】Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｉｎ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ ｏｉｌｓ ｂｙ ｉｎｄｕｅ— ｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ ａｔｏｍｉｃ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＡＳＴＭ Ｄ 【３】Ｓｔａｎｄａｒｄ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｅｎｇｉｎｅ ｏｉｌｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｖｉｉｉ ｓｐａｒｋ—ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｅｎｇｉｎｅ（ＣＬＲ ｏｉｌ ｔｅｓｔ ｅｎｇｉｎｅ）： ４９５１［Ｓ］．Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ：ＡＳＴＭ，２０１２． 【１５】Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ，ｗｅａｒ ｍｅｔａｌｓ，ａｎｄ ｃｏｎｔａｍｉ— ｎａｎｔｓ ｉｎ ｕｓｅｄ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ ｏｉｌｓ ｂｙｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ ａ— ＡＳＴＭ．ＡＳＴＭ Ｄ ６７０９［Ｓ１．Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ：ＡＳＴＭ，２０１４． 【４】Ｓｔａｎｄａｒｄ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｏｆ ｎｅｗ ａｎｄ ｕｓｅｄ ｅｎｇｉｎｅ ｏｉｌｓ ａｔ ｈｉｇｈ ｓｈｅａｒ ｒａｔｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｂｙ ｔａｐｅｒｅｄ ｔｏｍｉｃ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＡＳＴＭ Ｄ ５１８５［Ｓ］．Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ： ＡＳＴＭ，２０１４． ｂｅａｒｉｎｇ ｓｉｍｕｌａｔｏｒ ｖｉｃｏｍｅｔｓｅｒ ａｔ １５０℃：ＡＳＴＭ．ＡＳＴＭ Ｄ４６８３ ［ｓ］．Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ：ＡＳＴＭ，２０１３． 【１６】Ｔｒａｃｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｉｎ ｌｕｂｉｒｃａｔｉｎｇ ｏｉｌｓ：ＡＳＴＭ Ｄ ２２７３［Ｓ］．Ｐｈｉｌａｄｅｌ— ｐｈｉａ：ＡＳＴＭ，２０１１． 【５】ＡＳＴＭ．Ｓｔａｎｄａｒｄ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ａｐｐａｒｅｎｔ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅ ｏｉｌｓ ａｔ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：ＡＳＴＭ 【１７】Ｓｕｌｆｕｒ ｉｎ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｘ—ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｐｈｉｃ ｍｅｔｈｏｄ）： ＡＳＴＭ Ｄ ２６２２［Ｓ］．Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ：ＡＳＴＭ，２０１２， Ｄ４６８４［Ｓ］．Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ：ＡＳＴＭ，２０１４． 【６】ＭＥＴＲＩＣ ＦＥＤ—ＳＴＤ一７９１ＤＮｏｖｅｍｂｅｒ ６［Ｓ］．２００７． 【７】Ｓｔａｎｄａｒｄ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ａｐｐａｒｅｎｔ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅ ｏｉｌｓ ａｎｄ ｂａｓｅ ｓｔｏｃｋｓ ｂｅｔｗｅｅｎ一５℃ａｎｄ一３５℃ｕｓｉｎｇ ｃｏｌｄ—ｃｒａｎｋｉｎｇ 【１８】Ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄｓ ｂｙ ｄｉｇｉｔａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ ｍｅｔｈ． ｏｄ：ＡＳＴＭ Ｄ ４０５２［Ｓ］．ＵＳＡ：ＡＳＴＭ，２０１４． 【１９】Ｍａｎｕａｌ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｏｆ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ａｎｄ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｐｒｏｄｕｃｔｓ：ＡＳＴＭ Ｄ ４０５７［Ｓ］．Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ：ＡＳＴＭ，２０１２． ｓｉｍｕｌａｔｏｒ：ＡＳＴＭ Ｄ５２９３［Ｓ］．Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ：ＡＳＴＭ，２０１４． （上接第１３１页） 【４４】任露泉，王再宙，韩志武．仿生非光滑表面滑动摩擦磨损试 验研究［Ｊ］．农业机械学报，２００３，３４（２）：８６—８８． ＲＥＮ Ｌ Ｑ，ＷＡＮＧ Ｚ Ｙ，ＨＡＮ Ｚ Ｗ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｓｌｉｄｉｎｇ ｗｅａｒ ｏｆ ｂｉｏｎｉｃ ｎｏｎｓｍｏｏｔｈｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ『Ｊ］．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｒｉｃａｔｅｄ ｂｙ ｌａｓｅｒ ｃｌａｄｄｉｎｇ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１２ ２５８（１９）：７６９９—７７０６． ． 【４７】穆谦．仿生六边形微凸起织构的摩擦学特性研究［Ｄ］．南 京：南京航空航天大学，２０１３． 【４８】赵文杰，王立平，薛群基．织构化提高表面摩擦学性能的研 究进展［Ｊ］．摩擦学学报，２０１１，３１（６）：６２２－６３１． ＺＨＡＯ Ｗ ３ ＷＡＮＧ Ｌ Ｐ．ＸＵＥ Ｑ ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ ｏｎ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍ— ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，２００３，３４（２）： ８６－８８． 【４５】韩志武，任露泉，刘祖斌．激光织构仿生非光滑表面抗磨性 能研究［Ｊ］．摩擦学学报，２００４，２４（４）：２８９—２９３． ＨＡＮ Ｚ Ｗ，ＲＥＮ Ｌ Ｑ，ＬＩＵ Ｚ Ｂ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ ａｎｔｉ—ｗｅａｒ ａｂｉｌｉ— ａｎｃｅ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ［Ｊ］．Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ，２０１１，３１（６）：６２２－６３１． 【４９】ＷＡＮＧ Ｊ Ｑ，ＷＡＮＧ Ｘ Ｌ．Ｓｔａｔｅ ｏｆｔｈｅ ａｒｔ ｉｎ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｘｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１５， ５１（２３）：８４—９５． ｔｙ ｏｆ ｂｉｏｎｉｃ ｎｏｎｓｍｏｏｔｈ ｓｕｒｆａｃｅｓ ｍａｄｅ ｂｙ ｌａｓｅｒ ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ［Ｊ］． Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ，２００４，２４（４）：２８９—２９３． 【４６】ＳＵＮ Ｎ，ＳＨＡＮ Ｈ，ＺＨＯＵ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ｆｒｉｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｗｅａｒ ｂｅｈａｖｉｏｒｓ ｏｆ ｃｏｍｐａｃｔｅｄ ｇｒａｐｈｉｔｅ ｉｒｏｎ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｂｉｏｍｉｍｅｔｉｅ ｕｎｉｔｓ ｌａｂ— 【５Ｏ】王晓琳，刘克，何元安，等．自适应有源吸声控制系统设计 ［Ｃ］／／全国环境声学学术讨论会论文集．宁波，２００７．
