Welche besonderen Anforderungen müssen an Flugzeugtriebwerkslager gestellt werden, und wie lassen sich hohe Temperaturbeständigkeit und Schmierung erreichen?
Zunächst einmal sollten wir die Betriebsbedingungen von Flugzeugtriebwerken verstehen:
1. Hohe Drehzahl, die Drehzahl eines allgemeinen Flugzeugmotors liegt bei über 18.000 U/min, und die Anforderungen an die Materialien sind bei solch hohen Drehzahlen sehr hoch.
2. Hohe Temperatur, die Betriebstemperatur des Motors ist sehr hoch, die Betriebstemperatur des Lagers kann ebenfalls 300 °C erreichen, das Lagermaterial muss in der Lage sein, hohen Temperaturen standzuhalten.
3. Hohe Zuverlässigkeit ist entscheidend. Ob es sich um ein ziviles Flugzeug oder einen Kampfjet handelt, die Anforderungen an die Zuverlässigkeit sind sehr hoch, und selbst geringfügige Abweichungen können Menschenleben kosten.
Aufgrund derhohe Betriebstemperatur des LagersDer äußere Ring besteht aus AISI M50-Material mit hoher Temperaturbeständigkeit und hoher Temperaturstabilität, das auch bei 300°C noch eine Härte von 58HRC erreicht.
Bei hohen Drehzahlen ist die Zentrifugalkraft aufgrund der Rotation des Lagerinnenrings sehr groß, und der Querschnitt des Lagerinnenrings nimmt die Umfangszugspannung auf. Daher dürfen keine mikroskopischen Risse auf der Oberfläche des Innenrings vorhanden sein, um eine Rissausbreitung unter Zugspannung zu vermeiden. Aus diesem Grund wird häufig das Material AISI M50NiL als Innenring verwendet.
Aufgrund der sehr hohen Geschwindigkeit wird zur Reduzierung der zusätzlichen Belastung durch die Zentrifugalkraft der Stahlkugel in der Regel ein relativ leichtes und hartes Keramikmaterial wie Siliziumnitrid (Si3N4) oder Titancarbid (TiC) als Material für die Stahlkugel verwendet. Um die Verschleißfestigkeit der Innen- und Außenringe des Lagers zu erhöhen und die Reibung zu verringern, werden die Laufbahnen der Innen- und Außenringe manchmal auch mit Keramik besprüht.
Die Motortemperatur kann über 300 °C liegen, in Spitzenwerten sogar über 1500 °C. Wie kann der Motor diese Temperatur von nur 300 °C aushalten? Dies ist dem Schmiersystem zu verdanken. Tatsächlich hat das Lagerschmiersystem auch eine Hauptfunktion: die Kühlung.
Ein Teil davon ist die Schmierung. Die Schmierung von Motorlagern ähnelt im Prinzip der Schmierung von allgemeinen Lagern. Da die Lagerdrehzahl zu hoch ist, kann keine Kontaktabdichtung verwendet werden, daher wird bei Motorlagern eine Labyrinthdichtung eingesetzt. Das verwendete Schmieröl ist jedoch wesentlich besser, da die Betriebstemperatur zu hoch ist und herkömmliche Schmieröle leicht oxidieren und sich zersetzen. Daher wird im Allgemeinen synthetisches Öl nach MIL-PRF23699HTS verwendet.
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Veröffentlichungsdatum: 14. August 2025
