用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统的制作方法

1.本发明涉及航空测试装置技术领域，具体涉及一种用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统。


背景技术：

2.为保障航空发动机安全、稳定的工作,需要借助润滑系统向发动机的各个润滑部位提供稳定流量的航空润滑油。
3.航空润滑油在循环过程中,需要经历吸热、升温、氧化、冷却不断循环往复的过程。在这一过程中,油品就产生了蒸发、结焦、腐蚀等反应倾向。并且，随着润滑油使用时间的增长，航空润滑油会随这些反应倾向氧化变质，其品质会不断下降，甚至会对润滑部件产生腐蚀等不良现象，影响到飞机发动机等的正常运行。因此，选择润滑性能好、抗氧化性能好的航空润滑油十分重要。
4.而衡量一种航空润滑油能否满足航空发动机的基本要求,需要按照一定的规格标准对航空润滑油的多项性能进行测试评估；包括针对航空润滑油的氧化腐蚀安定性测试评估、热氧化安定性测试评估、有效寿命测试评估等。现有的测试评估方法中，均是按照现有的测试标准对航空润滑油进行氧化试验，检测结果虽符合标准要求，但各项试验的试验周期均较长(例如，氧化腐蚀安定性测试的试验周期为72h、热氧化安定性测试的试验周期为96h等)，且各项试验的所需的试验条件不一，检测效率较低。


技术实现要素：

5.本发明意在提供一种用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统，能够有效提高测试效率，缩短试验周期。
6.本发明提供的基础方案为：用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统，包括测试子系统；所述测试子系统包括集成设置的用于测定航空润滑油的氧化腐蚀安定性的i号测试区、用于测定航空润滑油的热氧化安定性的ii号测试区和用于测定航空润滑油的有效寿命的iii号测试区；
7.所述测试区内均设有恒温固体浴和设于恒温固体浴周边的管路接口；所述恒温固体浴用于容纳及恒温加热试验池；所述管路接口与试验池连接；所述管路接口用于向试验池输入试验所需的液体介质或气体介质；
8.所述i号测试区和ii号测试区所配备的试验池为氧化试验池，所述氧化试验池包括顶端一体连接有毛细管的氧化管；所述氧化管底端开口，且在试验中该开口熔封；所述iii号测试区中的试验池为寿命试验池，所述寿命试验池包括顶端连接有四通转接件的试管。
9.本发明的工作原理及优点在于：测试子系统将三类试验的测试区集成设置，在一个测试子系统中即可完成三类试验，且三类试验能够同步进行。本方案通过集成测试区，自三类试验的共性设置要求出发，在各测试区内设置恒温固体浴，能够为各类试验构建不同
的温度环境；各恒温固体浴周边设置有数个管路接口，便于向试验池输入试验气体或冷凝水等，辅助构建完整的试验环境，试验操作方便。配合以不同类型的试验池，可同时满足三类试验的需求，使得三类试验具备同时启动的基础条件。
10.本发明用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统，能够同时为航空润滑油的氧化腐蚀安定性测试、热氧化安定性测试和有效寿命测试提供试验环境，采用本系统可同步启动并集中观察三类试验，能够有效缩短航空润滑油的测试评价周期，提高测试效率。
11.特别的是，本方案实际构建了一个新的、完善的、一体化的测试评价体系，并为此体系的运作提供了硬件支撑。由于在航空润滑油的各项性能表现中，就现有研究成果而言，各项性能指标之间往往呈正相关的关系，当一份航空润滑油油品的氧化腐蚀安定性较优时，其热氧化安定性和有效寿命也相应较优。再考量到各性能试验的试验周期均较长，以致于现有测试中，往往不会对一份油品的氧化腐蚀安定性、热氧化安定性和有效寿命均进行测定。但实际上，单项试验的试验结果仅能粗略地体现该油品是否能够达到标准要求，无法更进一步地为油品性能的优化等提供参考。针对于此，本方案中则将三类试验对应的测试区集成设置，对三项性能指标均做了考量，能够测试得到更为全面、细致的油品性能数据，油品性能评价更准确的同时，能够为油品性能优化提供可靠数据参考。
12.此外，即使有少数测试者对三项性能均进行了测定，但由于三项性能试验对应的试验条件不一(例如，温度条件、试验气体条件、时间条件、测试环境条件等)，三项性能试验的并行开展难度较大，不易于同步控制，使得现有测试中，三项性能试验仅能依次进行，效率极低。而本方案中，为集成设置的三个测试区配备了对应的恒温固体浴、管路接口和试验池，能够为各测试区针对性的设置不同的试验条件，降低了三类测试的同步控制难度，使得三类测试能够同步进行且互不干扰，试验效率较高。
附图说明
13.图1为本发明用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统实施例的测试子系统布局示意图；
14.图2为本发明用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统实施例的单个测试区的结构示意图；
15.图3为本发明用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统实施例的氧化试验池结构示意图；
16.图4为本发明用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统实施例的寿命试验池结构示意图；
17.图5为本发明用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统实施例的测试子系统整体结构示意图。
具体实施方式
18.下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
19.说明书附图中的标记包括：测试室1、恒温固体浴2、样品位21、控制背板3、管路接口31、气体控制模块32、液体控制模块33、氧化试验池4、寿命试验池5、四通转接件51、试管52。
20.实施例基本如附图1所示：用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统，包括测试子系统和评价子系统。
21.如附图5所示，所述测试子系统包括集成设置的用于测定航空润滑油的氧化腐蚀安定性的i号测试区、用于测定航空润滑油的热氧化安定性的ii号测试区和用于测定航空润滑油的有效寿命的iii号测试区。
22.每个测试区内均设有恒温固体浴2和设于恒温固体浴2周边的数个管路接口31；所述恒温固体浴2用于容纳及恒温加热试验池；本实施例中，所述恒温固体浴2的温度设置为100℃—300℃。且每个恒温固体浴2设有4个用于容纳试验池的样品位21，能够同时对4个试验池进行加热；单个测试区内可放置多个恒温固体浴2。
23.具体地，所述管路接口31设置在控制背板3上且管路接口31高度位置处于恒温固体浴2上方，本实施例中，控制背板3设置在恒温固体浴2后侧。所述管路接口31与试验池连接；所述管路接口31用于向试验池输入试验所需的液体介质或气体介质。所述管路接口31包括气路接口和液体接口；所述气路接口与气泵连接；所述液体接口与循环冷浴系统连接。所述试验池与液体接口之间连接有冷凝管。所述控制背板3上还设置有气体控制模块32和液体控制模块33，分别用于控制各气体接口和各液体接口的启闭，以及，用于控制气泵和循环冷浴系统的输出流量。
24.且如附图2所示，各测试区对应为一个测试室1，所述恒温固体浴2和控制背板3均设于测试室1内，各测试区处对应设有电动伸缩门(图中未示出)，用于启闭各测试室1空间。具体地，该电动伸缩门为上下伸缩门，与控制背板3相对设置；在试验开始前，开启电动伸缩门，将配置好的试验池放入恒温固体浴2中，并完成冷凝管组件的装配及管路的连接，再关闭电动伸缩门，以保证测试室1内部环境免受外部干扰，试验结果更为准确。
25.所述i号测试区和ii号测试区所配备的试验池为氧化试验池4，所述氧化试验池4包括组装在一起的样品管和样品管头；所述样品管底端开口，且在试验中该开口熔封；如附图3所示(图中开口已熔封)。所述iii号测试区中的试验池为寿命试验池5，所述寿命试验池5包括顶端连接有四通转接件51的试管52；其中，四通转接件51的一接口与试管52相接，其余三接口分别为实验气体通入口、航空润滑油样品的加样口和取样口；如附图4所示。并且，在试验中，所述氧化试验池4中装载有航空润滑油样品和金属片；所述寿命试验池5中装载有航空润滑油样品。
26.所述评价子系统包括中央处理器和与之连接的显示器；各测试区内分设有监视器；所述监视器与显示器建立信号连接。具体地，所述监视器安装在测试室1中，且监测视角朝向试验池。通过显示器可显示各测试室1中的实时试验进程，便于试验操作人员把握试验进度，以及，及时发现试验中的风险隐患。
27.所述评价子系统还包括与中央处理器连接的信息采集模块；所述信息采集模块用于采集并存储各测试区中测试得到的试验数据。所述试验数据包括航空润滑油样品的粘度、酸值、不溶物含量、蒸发损失值和红外分析数据；和金属片的腐蚀率和晶间腐蚀数据。此处，采集的试验数据类型多样，能够准确判断航空润滑油性能，准确评估航空润滑油对于其实际作用部件(自金属片到发动机)的影响程度。并且，此处特别对金属片的晶间腐蚀数据进行了采集，能够进一步从金属晶粒的层面，对金属片的内部受腐蚀情况进行分析，可进一步确认航空润滑油对金属片造成的相对隐形的影响，得到更多维的分析数据，有助于提升
航空润滑油的性能测定精准度。
28.在具体应用中，首先向氧化试验池4和寿命试验池5中装样。其中，在氧化试验池4中装样时，自样品管底端开口处向样品管中装入金属片并熔封该开口；再自样品管头顶端开口处向样品管中注入航空润滑油样品并熔封该开口。在寿命试验池5中装样时，向试管52中加入一定量的航空润滑油样品，本实施例中，加入50ml的航空润滑油样品。
29.进行氧化腐蚀安定性试验的i号测试区，测试周期设定为72h，开启电动伸缩门，将氧化试验池4放置在预设温度的恒温固体浴2中进行加热，同时，氧化试验池4顶部连接有冷凝管，冷凝管与管路接口31相连，此处预设温度设定为175℃、204℃、218℃，再关闭电动伸缩门。进行热氧化安定性试验的ii号测试区，测试周期设定为96h，开启电动伸缩门，将氧化试验池4放置在预设温度的恒温固体浴2中进行加热，同时，氧化试验池4顶部连接有冷凝管，冷凝管与管路接口31相连，此处预设温度设定为274
±
1℃，再关闭电动伸缩门。在试验完成后的1-2h内，开启电动伸缩门，对航空润滑油样品及金属片进行取样分析。
30.优选地，此处选择取样分析的间隔时间时，针对进行氧化腐蚀安定性试验的i号测试区，取样分析的间隔时间定为：试验完成后的(1.39％～2.78％
×
测试周期)h内。针对进行热氧化安定性试验的ii号测试区，取样分析的间隔时间定为：试验完成后的(1.04％～2.08％
×
测试周期)h内。
31.进行有效寿命试验的iii号测试区，其测试周期包含等时变温试验阶段和等温变时试验阶段。在等时变温试验阶段中，测试周期设定为192h，将寿命试验池5放置在预设温度的恒温固体浴2中进行加热，同时，寿命试验池5顶部连接有冷凝管，冷凝管与管路接口31相连，此处预设温度设定为100—260℃，本实施例中，以100℃为基准、260℃为阈值，以5-10℃的间隔在192h进行等时变温。此阶段中每一次改变温度的时间点都进行一次采样分析。在等温变时试验阶段中，预设温度设定为200℃，持续时间设定为5h、25h、50h、100h等。此阶段中每一持续时间结束时的时间点都进行一次采样分析。并且，在采样分析时，自试验池中取出x ml的航空润滑油样品后，还向试验池中加入等量的同类型航空润滑油样品，以保证采样前后，试验池中的试样量不变。当出现一采样分析结果中存在一分析指标变化量超过该分析指标的对应变化阈值时，停止有效寿命试验。
32.此外，在试验过程中，通过监视器与显示器在线监控试验进程，并采用信息采集模块记录试验数据。
33.本实施例提供的一种用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统，能够同时为航空润滑油的氧化腐蚀安定性测试、热氧化安定性测试和有效寿命测试提供试验环境，采用本系统可同步启动并集中观察三类试验，能够有效缩短航空润滑油的测试评价周期，提高测试效率。
34.并且，相比于现有的油品测试，现有测试均更加注重油品的单一功能性本身。由于在航空润滑油的各项性能表现中，就现有研究成果而言，各项性能指标之间往往呈正相关的关系，当一份航空润滑油油品的氧化腐蚀安定性较优时，其热氧化安定性和有效寿命也相应较优。而对于油品的综合评价一直较为欠缺，更多的是为了满足某项指标要求或某项功能要求而进行油品选择，并没有基于综合评价进行选择。更重要的是，为了满足对某一功能的评判，现有的测试试验都是基于该评判需求而设置，这使得现有的测试评价体系，从试验的设置开始，就不是为了进行综合评价，而是为了满足其某一功能测试要求而进行的单
一功能的测试评价。
35.但本方案则发现了在油品的实际使用过程中，现有的这种以某一功能为重点(以某一指标为基准)对其余功能(指标)进行推导比较的方式选取得到的油品并非是实际表现最佳的油品；试验理论上此单项功能相对次之的油品的实际表现反而更好(例如，a油品的氧化腐蚀性优于b油品,b油品的热安定性优于c油品；c油品的有效寿命与a油品和b油品持平，按照单一基准的油品选择方式，如按照氧化腐蚀安定性进行评价，则应选择a油品，但实际使用中，c油品在飞机系统中的表现却优于a油品)。
36.究其原因，是因为在实际的使用环境中，油品本身各项性能所体现的油品品质是综合不可分的，单一性能评价本来就是人为制定和考虑。但随着飞机的升级换代，油品所处的运行环境更为复杂，实际环境中存在更多的以往评价标准未考量的影响因素，使得现有试验和评判标准并不能准确评估油品性能。而若是重新制定试验规程，则需要耗费大量的成本，难度较高。
37.本方案则采用最小的成本实现了油品评估准确度的提升。现有的评价体系中，各评价指标相对割裂，彼此之间无连通性，以致于评价不准确，脱离真实情况。本方案则打破了此局面，构建了一个新的、完善的、一体化的测试评价体系，并为此体系的运作提供了硬件支撑；将各个试验连贯起来，便于操作的同时，能够有效提升评价准确度，利用综合测试及评价，能够准确选出实际性能表现最优的油品。
38.并且，在三项试验的一体化中，本方案并非是简单地进行顺序承接，也并非是简单地同步试验。本方案在集成三项试验的同时，通过配备对应的恒温固体浴2、管路接口31和试验池，能够为各测试区针对性的设置不同的试验条件，降低了三类测试的同步控制难度，使得三类测试能够同步进行且互不干扰，试验效率较高。并为不同测试周期的三项试验设定了对应的采样时间，基于各试验的测试周期和测试条件，在预设时间段内进行采样分析，能够及时采样，将自然环境对试验池造成的误差控制得较小，有助于进一步提升试验精准度，同时，此时间段设置，能够为各项试验的采样均留有充足的操作时间，便于操作。此外，本系统采集的试验数据特别包含晶间腐蚀数据，能够在集成试验的基础上，得到更为全面、准确的单项测试结果，有助于提升综合评价的精度。
39.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

技术特征：
1.用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统，其特征在于，包括测试子系统；所述测试子系统包括集成设置的用于测定航空润滑油的氧化腐蚀安定性的i号测试区、用于测定航空润滑油的热氧化安定性的ii号测试区和用于测定航空润滑油的有效寿命的iii号测试区；所述测试区内均设有恒温固体浴和设于恒温固体浴周边的管路接口；所述恒温固体浴用于容纳及恒温加热试验池；所述管路接口与试验池连接；所述管路接口用于向试验池输入试验所需的液体介质或气体介质；所述i号测试区和ii号测试区所配备的试验池为氧化试验池，所述氧化试验池包括顶端一体连接有毛细管的氧化管；所述氧化管底端开口，且在试验中该开口熔封；所述iii号测试区中的试验池为寿命试验池，所述寿命试验池包括顶端连接有四通转接件的试管。2.根据权利要求1所述的用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统，其特征在于，所述恒温固体浴的温度设置为100℃—300℃。3.根据权利要求1所述的用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统，其特征在于，所述氧化试验池中装载有航空润滑油样品和金属片；所述寿命试验池中装载有航空润滑油样品。4.根据权利要求1所述的用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统，其特征在于，所述管路接口包括气路接口和液体接口；所述气路接口与气泵连接；所述液体接口与循环冷浴系统连接。5.根据权利要求4所述的用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统，其特征在于，所述试验池与液体接口之间连接有冷凝管。6.根据权利要求1所述的用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统，其特征在于，各测试区处对应设有电动伸缩门。7.根据权利要求1所述的用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统，其特征在于，还包括评价子系统；所述评价子系统包括中央处理器和与之连接的显示器；各测试区内分设有监视器；所述监视器与显示器建立信号连接。8.根据权利要求7所述的用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统，其特征在于，所述评价子系统还包括与中央处理器连接的信息采集模块；所述信息采集模块用于采集并存储各测试区中测试得到的试验数据。9.根据权利要求8所述的用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统，其特征在于，所述试验数据包括航空润滑油样品的粘度、酸值、不溶物含量、蒸发损失值和红外分析数据；和金属片的腐蚀率和晶间腐蚀数据。

技术总结
本发明涉及航空测试装置技术领域，公开了一种用于航空润滑油的一体化性能测试评价系统，包括测试子系统；所述测试子系统包括集成设置的用于测定航空润滑油的氧化腐蚀安定性的I号测试区、用于测定航空润滑油的热氧化安定性的II号测试区和用于测定航空润滑油的有效寿命的III号测试区；所述测试区内均设有恒温固体浴和设于恒温固体浴周边的管路接口；所述恒温固体浴用于容纳及恒温加热试验池；所述管路接口与试验池连接；所述管路接口用于向试验池输入试验所需的液体介质或气体介质；所述I号测试区和II号测试区所配备的试验池为氧化试验池；所述III号测试区中的试验池为寿命试验池。本发明能够有效提高测试效率，缩短试验周期。周期。周期。


技术研发人员：刘建刚 曾萍 汪必耀 黄致尧 刘斌
受保护的技术使用者：中国民用航空总局第二研究所
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/9/6