中航西安飞机工业集团股份有限公司
摘要:本文通过涡扇发动机滑油、附件传动系统原理,对该型发动机出现滑油油样混入燃油的故障进行分析。分析中采用故障树对可能引发故障的底事件进行一一列举,并给出故障的排查方法,为今后此类故障的排除提供有益的借鉴。
关键词:涡扇发动机,滑油系统,故障树
1背景
涡扇发动机试车结束进行例行滑油油样采样检查时,通过目视检查发现滑油油样中混入少量燃油。燃油进入滑油系统后,不但影响到滑油的润滑和冷却效率,而且可能引起发动机起火事故症候,严重影响地面试车和飞行安全。本文对涡扇发动机在使用过程中燃油进入滑油系统的故障进行深入分析,并给出故障排查措施,为今后此类故障的排除提供有益的借鉴。
2滑油系统组成及工作原理
发动机内部滑油系统的功用是把数量足够和粘度适当的清洁滑油循环不息地输送至各摩擦面上,形成足够厚度的润滑油层,使轴承、齿轮等零部件得到良好的润滑和冷却。涡扇发动机滑油系统是一个封闭的系统,滑油在滑油箱、燃滑油散热器、主滑油泵、回油泵、空气分离器、油雾分离器等附件以及前、后传动机匣和其他需润滑的部位之间循环往复工作。
滑油系统、燃油系统大部分成品及附件均由发动机传动机构(位于前、后附件传动机匣内部,包含传动轴、齿轮等)驱动,而传动机构中各附件的润滑则由滑油系统中的滑油负责。当传动机构与燃油系统成品附件(包括离心式转速调节器、油泵调节器、恒速传动调节器、燃油增压泵)之间密封失效时,燃油就会通过二者之间的密封进入滑油中,造成滑油的污染。
3故障描述
发动机油涡扇发动机在试车自后附件传动机匣滑油放油口采集滑油,发现采样的滑油中混入燃油(油样有浓烈的燃油气味),正常情况下后附件传动机匣内不应出现燃油。随即从发动机其他采样点采集滑油样品并化验,发现采样点滑油样品技术指标均不符合文件要求,表明滑油系统内滑油已被燃油污染。
4故障树分析
针对发动机滑油系统混入燃油的故障,根据滑油系统的组成结构与工作原理可知:一旦有一处燃油系统附件与传动机构之间密封失效,均可通过循环的滑油将污染物带入整个滑油系统。所以,需要对传动机构上各燃油附件相结合的每个部位进行渗油排查,并逐项作为底事件,建立排查故障树,如图1。
图1滑油系统进入了燃油故障树4.1低压转速调节器传动轴密封失效
低压转速调节器传动轴密封装置由圆盘,球形垫,衬套,弹簧和弹簧座组成。圆盘与壳体之间和衬套与转轴轴套之间均用密封圈封严,圆盘、球形垫和衬套用弹簧压紧来进行封严。如果密封装置的圆盘和球形垫,或球形垫和衬套之间出现渗漏时,漏出的油液可通过球形垫和圆盘上的孔流入余油管排至前排油箱。
4.2燃油泵调节器传动轴密封失效
燃油泵调节器的柱塞泵部分的传动轴与后附件传动机匣配合安装,柱塞泵传动轴的密封装置与换算转速传感器传动轴的密封装置相似。如果密封装置渗油,可通过挡圈和轴套之间的空隙流到余油管,排至前排油箱。
4.3燃油增压泵传动轴密封失效
燃油增压泵传动轴的密封装置是由2个皮碗,中间锥体和1个挡油圈组成,把燃油腔与滑油腔隔开,两个皮碗间的中间锥体与余油接头相通,如果密封装置渗油,则渗过皮碗的燃油或滑油通过余油管排至前排油箱。
4.4恒速传动调节器传动轴密封失效
恒速传动调节器传动轴的密封装置是由衬套皮碗,弹簧,弹簧座,挡圈和盖子组成。密封装置的一端是用螺钉把盖子固定在壳体上并压紧挡圈,另一端是用弹簧顶在皮碗上,皮碗另外一面与衬套压紧。如果密封装置渗油,可以从挡圈上孔和与壳体相连的余油管排至前排油箱。
5故障排查
5.1低压转速调节器传动轴密封失效排查
在前传动机匣空油情况下,多次进行飞机燃油系统供油,未见放油开关处有油液流出。离心式转速调节器故障底事件可以排除。
5.2燃油泵调节器传动轴密封失效排查
对调左右发油泵调节器,对飞机燃油系统供油,对后传动机匣进行放油,发现故障发动机有燃油流出,同时试车后静置后各处闪点检查,故障发动机油液闪点均低于使用标准,说明故障并未转移。因此,油泵调节器故障底事件可以排除。
5.3燃油增压泵传动轴密封失效排查
对调左右发燃油增压泵,放空前后传动机匣,油门放起飞位置,飞机供油,静置后对后传动机匣进行放油,发现故障发动机有滑油流出,另一台发动机放出煤油,说明故障转移。因此,燃油增压泵故障底事件不可排除。
5.4恒速传动调节器传动轴密封失效排查
对调左右发恒速传动调节器,放空前后传动机匣,油门放起飞位置,飞机供油,静置后对后传动机匣进行放油,发现故障发动机有燃油流出,另一台发动机放出滑油,说明故障并未转移。因此,恒速传动调节器故障底事件可以排除。
6 排查结论
通过以上故障树排查分析,确定渗漏部位为燃油增压泵传动轴密封装置。从后附件传动机匣上拆下燃油增压泵,对燃油增压泵传动轴处的密封装置进行分解发现挡油圈断裂,造成燃油渗漏进入滑油系统。
7结束语
本文通过对涡扇发动机燃油进入滑油系统的故障进行全面分析,逐个分析燃油增压泵、燃油泵调节器、恒速传动调节器、低压转速调节器等发动机附件,由简到繁依次进行故障排查,快速出渗油部位,最终确定故障原因为燃油增压泵传动轴挡油圈断裂引起。因挡油圈断裂断裂,导致滑油腔与燃油系统排油管相通,在两侧油压不平衡时产生了串油现象。
发布评论