材料和潤滑油都是關鍵。
首先說下現在主要的航空發(fā)動機——也就是渦輪式發(fā)動機,在燃燒室溫度通常都可以達到1500度以上,渦輪葉片的轉速接近2萬轉最高達到3萬多轉。在航空發(fā)動機中對機械部件的運行環(huán)境就是十分苛刻的一種環(huán)境。
但要注意的一點,這種1500度的高溫其實是發(fā)生在燃燒室和后噴管的。并不是在軸承的位置。
材料和潤滑油都是關鍵。
首先說下現在主要的航空發(fā)動機——也就是渦輪式發(fā)動機,在燃燒室溫度通常都可以達到1500度以上,渦輪葉片的轉速接近2萬轉最高達到3萬多轉。在航空發(fā)動機中對機械部件的運行環(huán)境就是十分苛刻的一種環(huán)境。
但要注意的一點,這種1500度的高溫其實是發(fā)生在燃燒室和后噴管的。并不是在軸承的位置。
先看一下一個典型的噴氣發(fā)動機的結構,這里我們可以看到整個的發(fā)動機溫度最高的部分其實就是紅色的部分,而真正在紅色部分下參與動作的只有一組燃氣渦輪。
也就是說只有圖上畫圈的這個渦輪會在環(huán)形燃燒室的出口邊緣部分受到高溫燃氣的作用。這就導致軸承可以有很大的“生存空間”。
繼續(xù)分解這根軸,我們可以發(fā)現軸承的位置距離渦輪還有很長的一段距離。
當然這個是一個比較簡單的渦輪噴氣發(fā)動機,但其實更復雜的渦輪噴氣發(fā)動機的軸承也是遠離渦輪的。
這就導致了真正傳遞到軸承上的溫度其實并不很高,僅僅有300度左右。是不是并不比很多人想的要高呢?
因此,在這部分軸承上大范圍的使用了高硬度耐高溫的M50Nil鋼材作為軸承的主要材料。
同時很多人說航空軸承是以滲氮工藝制成提高硬度的,其實并不完全——那是20多年前的技術了,現在以中國自己來說是用的氮化鈦涂層。這是一種人造陶瓷材料。
硬度接近于鉆石熔點達到了2930度。這種材料是目前最好的發(fā)動機軸承材料(沒有之一)。所以上面圖片中這些金色的軸承部件后也是一種航發(fā)穩(wěn)定性的基本觀測要素了。
其次是潤滑油。
在航空發(fā)動機的油路設計中,潤滑油對軸承不僅僅有潤滑作用,還有“水冷”作用,利用大量的潤滑油沖刷帶走軸承的熱量。
我們看到的航空發(fā)動機潤滑油的分布主要是在三個軸承上面,這三個軸承中的潤滑油被加熱后就會進入潤滑油冷卻器(滑油冷卻器)中進行散熱,這樣,作用在發(fā)動機軸承的大部分熱量就會由潤滑油攜帶和散發(fā)掉。