某型發(fā)動機(jī)滑壓高的故障分析

羅方濤，張小安

（中國飛行試驗(yàn)研究院，陜西西安 710089）

0 引言

滑油系統(tǒng)是航空發(fā)動機(jī)的重要系統(tǒng)。它的主要作用是在發(fā)動機(jī)工作時，不間斷的將滑油傳送至發(fā)動機(jī)主軸軸承、中央傳動齒輪以及附件傳動機(jī)匣的齒輪、軸承，以減少齒輪磨損，帶走摩擦產(chǎn)生的熱量和雜物，從而保證發(fā)動機(jī)以及其他附件正常工作[1]。為了不影響滑油系統(tǒng)對機(jī)件的潤滑和冷卻，滑油壓力必須保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。某型發(fā)動機(jī)對其要求為當(dāng)n2≥85%時，Pm為0.245～0.314 MPa，最大不超過0.373 MPa。壓力過低會使系統(tǒng)供油不足，影響散熱。壓力過高容易產(chǎn)生滲漏，使消耗量過大。因此在某型發(fā)動機(jī)維護(hù)和使用過程中，對于滑油壓力異常狀況應(yīng)給予足夠的關(guān)注和重視。本文針對某型發(fā)動機(jī)，在滑油系統(tǒng)工作原理和滑油壓力告警原理的基礎(chǔ)之上，分析滑油壓力過高的原因，給出排故方案。

1 滑油系統(tǒng)工作原理

該型發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)由供油系統(tǒng)、回油系統(tǒng)、通氣系統(tǒng)和支點(diǎn)增壓系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。供油系統(tǒng)主要由滑油箱、增壓泵、主燃滑散熱器和供油濾等附件組成，使滑油增壓并提供給發(fā)動機(jī)，對其進(jìn)行冷卻和潤滑?；赜拖到y(tǒng)由各個軸承、發(fā)動機(jī)附件機(jī)匣、飛機(jī)附件機(jī)匣、各個回油泵、金屬屑沫傳感器、油氣分離器等主要附件組成，將流到發(fā)動機(jī)各個部位的滑油抽回滑油箱，并分離里面的空氣，以便循環(huán)使用。通氣系統(tǒng)由離心通風(fēng)器、前通風(fēng)器、后通風(fēng)器、高空活門、油氣分離器附件組成，將漏入滑油系統(tǒng)的空氣與滑油分離后排出發(fā)動機(jī)。支點(diǎn)增壓由石墨密封裝置和篦齒密封裝置是組成，將發(fā)動機(jī)各個軸承進(jìn)行密封。

發(fā)動機(jī)工作時滑油泵將滑油抽出后首先經(jīng)過主燃滑散熱器，再經(jīng)過供油濾，流經(jīng)轉(zhuǎn)化活門然后分為五路流向前支承、中支承、后支承、發(fā)動機(jī)附件機(jī)匣、渦輪啟動機(jī)和飛機(jī)附件機(jī)匣。然后在各個回油泵的作用下，流經(jīng)金屬屑沫傳感器和油氣分離器，最后流回到滑油箱。某型發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)工作原理如圖1 所示。

2 壓力異常告警原理

圖1 某型發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)工作原理

滑油壓力由滑油壓差傳感器來測量，并在飛參中可以讀出來。壓差傳感器測量的壓力信號一路直接輸入到機(jī)載數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，記錄滑油壓力的模擬信號，然后再輸入到最小滑油壓力比較器。當(dāng)比較器輸出n2≥57%時，一起送入與門電路，向監(jiān)控器告警系統(tǒng)、機(jī)載數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)和飛行前檢查組件輸出“CO”信號。還有一路輸入到最大壓力比較器，當(dāng)Pm≥0.38 MPa 時，比較器輸出信號并生成“CO”信號，輸往監(jiān)控器告警系統(tǒng)、機(jī)載數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)和飛行前檢查組件，系統(tǒng)原理如圖2 所示。下面分析滑油壓力過高故障。

3 滑油壓力過高故障分析

滑油壓力高原因，應(yīng)該從由易到難的步驟去分析。從滑油壓力的標(biāo)定，壓力測量裝置是否完好，再到滑油系統(tǒng)附件是否損壞逐一去懷疑。這個思路符合排故的科學(xué)性，合理性。

圖2 告警子系統(tǒng)原理

3.1 綜合電子調(diào)節(jié)器校線漂移

綜合電子調(diào)節(jié)器是發(fā)動機(jī)電子—機(jī)械液壓控制系統(tǒng)的一部分，用來調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)（包括滑油壓力）、控制裝置、機(jī)載記錄設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備發(fā)出信號。當(dāng)綜合電子調(diào)節(jié)器的校線漂移會導(dǎo)致滑油壓力異常。導(dǎo)致校線漂移的原因有很多，傳感器的靈敏度下降、插頭的氧化、滑油標(biāo)定設(shè)備的精確度差、標(biāo)校時的人為判讀錯誤都會引起綜合電子調(diào)節(jié)器校線的漂移。

3.2 滑油壓力傳感器故障

滑油壓力傳感器位于飛機(jī)附件機(jī)匣旁邊，用于監(jiān)控滑油供油系統(tǒng)的供油壓力。當(dāng)壓力不符合規(guī)定時，滑油壓力信號器便會向機(jī)載數(shù)據(jù)系統(tǒng)輸送信號，同時屏幕上會顯示出“減小轉(zhuǎn)速”的信號，提醒飛行員收小油門手柄。

當(dāng)滑油壓力傳感器發(fā)生故障時，便有可能將錯誤的滑壓信號傳輸給綜合電子調(diào)節(jié)器，然后綜調(diào)將錯誤的信息反饋給機(jī)載數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)和告警系統(tǒng)。這便會導(dǎo)致生成“CO”信號，而飛行結(jié)束后，再經(jīng)地面飛參判讀，便會將滑壓過高（過低）的信號展現(xiàn)出來，造成地勤人員的誤判。

3.3 環(huán)境溫度過低

黏度是滑油品質(zhì)的一個重要指標(biāo)，若黏度隨著環(huán)境溫度的變化而變化不大，則滑油的油品越高。通常用的4050 滑油屬于Ⅱ型中黏度滑油。在-40 ℃時運(yùn)動黏度變化為±6%，典型值為±4.9%。環(huán)境溫度越低黏度越大，發(fā)動機(jī)正常工作時黏度必須保持在正常的范圍內(nèi)，滑油才能為發(fā)動機(jī)提供理想的潤滑效果。當(dāng)環(huán)境溫度驟降時，滑油黏度變大，而調(diào)壓活門還處于之前的狀態(tài)，在滑油黏度與調(diào)壓活門的雙重作用下使滑油泵組輸出壓力增大。

3.4 調(diào)壓活門失效

調(diào)壓活門由啟動狀態(tài)活門和主要工作狀態(tài)活門組成，它的作用是將滑油泵出口的壓力調(diào)整在規(guī)定的范圍之內(nèi)，它固定在滑油泵組的后方。當(dāng)發(fā)動機(jī)處于啟動狀態(tài)時，此時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速小，負(fù)荷小，所需的滑油量小，相應(yīng)的滑油壓力也小。這時通過其內(nèi)部的啟動狀態(tài)活門使發(fā)動機(jī)在n2≤85%時，滑壓維持在0.177～0.245 MPa。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加時負(fù)荷增大，溫度升高，所需的滑油量增大，啟動狀態(tài)活門會被推到最右邊，當(dāng)壓力進(jìn)一步增大時，主要工作狀態(tài)活門也會被打開，活門開度增大的過程中油泵壓力會下降到規(guī)定范圍內(nèi)。這種雙活門設(shè)計(jì)既縮短了行程又控制了精度，使其可以分別滿足大小轉(zhuǎn)速的需要。

但無論是啟動狀態(tài)活門還是主要工作狀態(tài)活門，兩者只要有一個出現(xiàn)故障，便會使調(diào)壓活門失效，導(dǎo)致滑油泵組輸出壓力過大。

4 排故方法及流程

在排故時要遵循由易到難原則，排故流程如圖3 所示。當(dāng)滑油壓力超標(biāo)時，應(yīng)按下列方法操作。

（1）應(yīng)先由特設(shè)人員檢查綜調(diào)標(biāo)定值，并對滑壓進(jìn)行重新標(biāo)定，與故障前的正常值進(jìn)行比對，看校線是否漂移。若校線漂移則對其進(jìn)行重新標(biāo)校。

（2）若無法標(biāo)定到規(guī)定狀態(tài)，則說明滑壓傳感器故障，需要對其進(jìn)行更換。

（3）若綜調(diào)無校線偏移，則應(yīng)注意環(huán)境溫度。若發(fā)動機(jī)在冷態(tài)啟動瞬間滑壓超標(biāo)，且環(huán)境溫度低，說明滑油黏度增大，調(diào)壓活門還處于之前的狀態(tài)，則應(yīng)調(diào)整調(diào)壓活門。

（4）若調(diào)壓活門無法調(diào)到標(biāo)準(zhǔn)值，則說明調(diào)壓活門內(nèi)部結(jié)構(gòu)故障，需要更換調(diào)壓活門。

（5）若發(fā)動機(jī)各個狀態(tài)Pm均高于標(biāo)準(zhǔn)，則只能與生產(chǎn)廠代表協(xié)商解決。

上述每條故障排除結(jié)束之后，都必須進(jìn)行試車驗(yàn)證。

圖3 滑壓高的排故流程

5 結(jié)束語

以發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)原理、壓力告警原理為基礎(chǔ)分析了導(dǎo)致滑油壓力過高的原因，并指出了如何從綜調(diào)的調(diào)整，滑壓傳感器的更換，調(diào)壓活門的調(diào)整消除故障。在日常維護(hù)中，要多方面考慮與故障相關(guān)的組成、原理才能更好定位、排除故障，提高維護(hù)效率。