GB/T 45623-2025 航空活塞式发动机 涡轮增压器转子包容试验方法

　　ICS 49. 050 CCS V 30

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 45623—2025

　　航空活塞式发动机

　　涡轮增压器转子包容试验方法

　　Reciprocating aircraftengines—Containmenttestmethod forturbochargerrotors

　　2025-05-30发布 2025-12-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 45623—2025

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 试验目的 1

　　5 试验原理 1

　　6 试验前准备 1

　　6. 1 试验大纲 1

　　6. 2 试验条件 2

　　6. 3 试验件 2

　　6. 4 试验装置 2

　　7 试验实施 3

　　7. 1 试验流程 3

　　7. 2 试验件状态确认 3

　　7. 3 试验装置状态确认 4

　　7. 4 试验件安装 4

　　7. 5 试验步骤 4

　　7. 6 试验测量参数 4

　　7. 7 试验后检查 4

　　8 试验数据处理及判据 4

　　8. 1 试验数据处理 4

　　8. 2 试验判据 4

　　9 试验报告 5

　　Ⅰ

　　GB/T 45623—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由全国航空器标准化技术委员会(SAC/TC435)提出并归 口 。

　　本文件起草单位 :芜湖钻石航空发动机有限公司 、中国民用航空适航审定中心 、中国航发南方工业有限公司 、中电科芜湖通用航空产业技术研究院有限公司 。

　　本文件主要起草人 :甄博 、冯建文 、赵林 、卞少春 、张森 、胡崇波 、李辉东 、洪楠 、张弓 、曾锐 、郑君 。

　　Ⅲ

　　GB/T 45623—2025

　　航空活塞式发动机

　　涡轮增压器转子包容试验方法

　　1 范围

　　本文件描述了航空活塞式发动机涡轮增压器转子包容试验的试验目的 、试验原理 ,规定了试验前准备 、试验实施 、试验数据处理及判据和试验报告的内容 。

　　本文件适用于航空活塞式发动机涡轮增压器转子的包容试验 。

　　2 规范性引用文件

　　本文件没有规范性引用文件 。

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　转子 rotor

　　涡轮增压器压气机叶轮或涡轮叶轮 。

　　3.2

　　包容 containment

　　涡轮增压器壳体承受转子碎片高速冲击而不被穿透 。

　　4 试验目的

　　验证在极端工况下 , 转 子 发 生 破 裂 失 效 时 , 涡 轮 增 压 器 壳 体 是 否 具 有 足 够 的 强 度 包 容 高 能 转 子碎片 。

　　5 试验原理

　　利用燃气发生装置产生的高温燃气模拟发动机排气条件 ,驱动涡轮增压器高速旋转 ,直至转速达到规定的最低破裂转速之上 ,促使转子破裂 ,从而验证涡轮增压器壳体能否包容高能转子碎片 。

　　6 试验前准备

　　6. 1 试验大纲

　　试验前应编制试验大纲 。试验大纲应包含以下内容 :

　　a) 试验依据 ;

　　b) 涡轮增压器的说明(包括涡轮增压器的构型 、涡轮增压器在试验装置上的安装 、涡轮增压器图

　　1

　　GB/T 45623—2025

　　样和试验件的编号等) ;

　　c) 试验中使用的所有试验装置清单 ;

　　d) 试验条件 ;

　　e) 测试设备及其精度 ;

　　f) 试验件清单以及检查要求 ;

　　g) 试验步骤 ;

　　h) 试验判据 ;

　　i) 记录项 目 ;

　　j) 试验中断及故障处理措施 。

　　6.2 试验条件

　　6.2. 1 包容试验前 ,应确定以下试验条件 :

　　a) 最低破裂转速 :发动机设计特征确定的转子可能达到的最高转速 ,或转速控制装置(当配备时)不能正常工作时转子可能达到的最高转速 ;

　　b) 试验中止转速 :根据壳体的包容能力确定 ,高于最低破裂转速 ;

　　c) 进口润滑油压力和温度 :按照发动机正常工作时的范围进行选取 ;

　　d) 压气机进口压力 :采用实验室大气压力 , 当试验过程中涡轮增压器无法达到最低破裂转速时控制涡轮增压器的进口压力为负压 ;

　　e) 涡轮进口燃气温度 :不低于涡轮增压器正常工作时的最高燃气温度 。

　　6.2.2 应分析壳体材料性能 、尺寸公差的最不利组合以及燃气温度对试验件带来的影响 ,并针对上述因素的影响对最低破裂转速 、壳体尺寸或涡轮进口燃气温度进行修正 。

　　6.2.3 应根据试验转速测量设备的精度要求对最低破裂转速进行修正 。

　　6.3 试验件

　　试验用涡轮增压器应满足以下要求 :

　　a) 符合产品技术文件要求 ,经检验合格 ,涡轮增压器的润滑油规格与发动机一致 ;

　　b) 外观保持清洁无污损 ,壳体表面无裂纹 、夹渣等缺陷 ;

　　c) 转子转动灵活 ,无异响和卡滞 ;

　　d) 试验前对压 气 机 转 子 或 涡 轮 转 子 进 行 补 充 加 工 , 例 如 , 通 过 割 槽 或 钻 孔 的 方 式 对 转 子 进 行弱化 ;

　　e) 弱化方案确保转子破裂最大释放碎片不小于整个转子的 1/3;

　　f) 弱化后 ,转子系统的组合动平衡满足要求 ;

　　g) 当对压气机壳或涡轮壳进行补充加工时 , 留取足够的间隙 , 防止压气机转子或涡轮转子破裂前与壳体发生碰摩 。

　　6.4 试验装置

　　6.4. 1 试验台管道

　　试验台管道为圆形截面 ,无截面突变 ,急转弯 、漏气 。接近涡轮增压器入口部分应确保有相对较长的平直段 ,长度不小于 5倍管路直径 。

　　6.4.2 试验台控制

　　试验台应能调节进入涡轮进口燃气温度和流量 、进口润滑油压力和温度 ,能实时监控并保存涡轮增

　　2

　　GB/T 45623—2025

　　压器转子包容试验运转过程中的参数 。

　　试验台应配备安全防护装置 、高速摄像系统和灭火装置 。

　　6.4.3 测量设备

　　可采用磁感应式转速测量或光电转速测量仪等不干扰气流流动的设备测量涡轮增压器转速 ,测量精度 ±0. 2%FS(满量程) 。

　　燃气温度测量设备 :测量精度 ±1%FS(满量程) 。

　　润滑油温度测量设备 :测量精度 ±1%FS(满量程) 。

　　润滑油压力测量设备 :测量精度 ±0. 2%FS(满量程) 。

　　7 试验实施

　　7. 1 试验流程

　　包容试验流程一般包括试验件状态确认 、试验装置状态确认 、试验件安装 、包容试验 、试验数据采集 、试验后检查等活动 ,具体流程示意图如图 1所示 。

　　图 1 试验流程示意图

　　7.2 试验件状态确认

　　压气机转子包容试验或涡轮转子包容试验前 ,应确认试验件满足 6. 3要求 。

　　3

　　GB/T 45623—2025

　　7.3 试验装置状态确认

　　包容试验前应确认试验装置的燃气接口 、控制接口 、电气接口 、润滑油接口以及安全防护装置 、视频记录装置和灭火装置等应处于正常工作状态 。

　　7.4 试验件安装

　　按涡轮增压器在发动机上实际安装位置 、角度和接口形式进行试验件安装 ,避免因试验件安装形式差异对试验结果产生影响 。

　　试验件安装后应检查试验件位置 、紧固等状态 。

　　7.5 试验步骤

　　压气机转子包容试验或涡轮转子包容试验应按以下步骤进行操作 :

　　a) 启动润滑油循环系统 ,调整进口润滑油压力 、温度等参数至规定的范围 ;

　　b) 开启涡轮增压器试验台 ,进行冷态运转 ,判断在无负荷情况下是否存在异常振动 、噪声或泄漏的情况 ;

　　c) 启动燃气发生装置 ,设定涡轮入口处的燃气温度至要求的高温燃气温度条件 ;

　　d) 逐步调节燃气流量 ,控制涡轮增压器平稳升速至某一转速(该转速小于涡轮增压器转子最低破裂转速) ,稳定运转一段时间 ,观察涡轮增压器是否存在异常振动 、噪声或泄漏的情况 , 观察高温燃气温度及各参数是否正常 ;

　　e) 调节试验台高温燃气流量 ,迅速增加涡轮增压器转子转速(达到最低破裂转速) 直至压气机转子或涡轮转子破裂 ,并视频记录整个试验过程 ;

　　f) 如试验转速达到试验中止转速后 ,压气机转子或涡轮转子仍未破裂 ,则中止试验 ,对试验转子进行补充加工以加深弱化程度后 ,再次开展试验 ,直至达到试验目的 ;

　　g) 如试验过程中发现异常情况 ,立刻中止试验 。

　　7.6 试验测量参数

　　试验时测量并记录转子转速 、进口燃气温度 、进口润滑油压力和润滑油进口温度等参数 。

　　7.7 试验后检查

　　试验完成后 ,关闭试验装置 。待涡轮增压器充分冷却后 , 目视检查 。

　　如试验现场有散落的转子碎片应对其进行拍照 ,并记录其位置 ,收集转子碎片并予以编号 。

　　拆除防护罩 ,对壳体进行目视检查 。

　　8 试验数据处理及判据

　　8. 1 试验数据处理

　　对所采集到的测量参数进行处理 ,确定涡轮增压器转子破裂时的转子转速 、涡轮进口燃气温度 。对碎裂的转子进行测量 ,确定最大碎片的大小 。对壳体进行检测 ,确认壳体包容情况 ,必要时可对壳体进行无损检测以确定壳体的损伤情况 。

　　8.2 试验判据

　　涡轮增压器转子包容试验判据应包含以下内容 :

　　a) 压气机转子或涡轮转子在不低于规定的转速(最低破裂转速)条件下发生破裂 ;

　　4

　　GB/T 45623—2025

　　b) 压气机转子或涡轮转子破裂时的燃气温度满足试验要求 ;

　　c) 压气机转子或涡轮转子的最大碎片不小于整个转子的 1/3;

　　d) 壳体能包容住碎片 ;

　　e) 无外部安装构件脱落 。

　　9 试验报告

　　涡轮增压器转子包容试验报告应包含以下内容 :

　　a) 试验目的 ;

　　b) 试验件及试验装置的产品说明 ;

　　c) 试验设备 :包括附有照片的完整说明 、试验产品在试验设备上的安装方式 、仪表及其校正状态 ;

　　d) 试验要求 :包括试验条件 、试验步骤及其记录 ;

　　e) 试验数据资料 :至少包含试验数据整理后的结果 、曲线 、图表等 ;

　　f) 试验后的检查结果 :包括重要的尺寸变化 、检验结果 、故障照片和分析等 ;

　　g) 结论 。

　　5