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摘 要:某型航空发动机地面试车,起动后由慢车状态继续向上推进时,产生了压气机通风活门泄出滑油故障,针对该故障,外场通过气流通道检查和滑油系统相关测压点检查对故障进行判断定位,并采用更换压气机通风活门和前支点回油泵方法进行故障排除。该文基于滑油系统中的支点增压系统功用、组成及工作原理,通过查阅发动机滑油系统相关资料,对该压气机通风活门泄露滑油故障进行了简要分析,最终通过理论与实际相结合,阐明该故障排除方法的科学性及合理性。
关键词:压气机通风活门 泄漏滑油 滑油前腔
中图分类号:V23113 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)01(b)-0071-01
滑油系统的功用是航空发动机工作时,连续不断地将足够数量的清洁滑油,输送到发动机各转动机件的轴承和传动齿轮的啮合处进行润滑,以减少机件的磨损,带走摩擦所产生的热量和杂质。它是独立的、单回路循环、开闭式系统,由供油系统、回油系统、通气系统和支点增压系统组成。
滑油消耗量大故障有多种影响因素,主要反映为漏油和支点存油故障,而对于某型发动机压气机通风活门泄露滑油造成滑油消耗量偏大故障十分罕见。
1 相关原理综合分析
滑油系统通风系统功用、组成及工作原理如下。
1.1 滑油通风系统的作用
一是将各轴承座滑油腔,发动机附件机匣、外置机匣和滑油箱内的滑油蒸汽排除机外;二是将渗漏到各轴承座前滑油腔的滑油及滑油蒸汽排除机外。通风系统由两个子系统组成,即滑油腔通气系统和前滑油腔通气系统。通气系统的功用是清除发动机工作时,滑油系统内多余的油汽。
发动机工作时,滑油因喷嘴喷射、飞溅和受热而汽化;同时部分挡油用的高压空气还可能经挡油装置进入轴承座滑油腔,使前、中、后轴承座滑油腔、发动机附件机匣、外置机匣及滑油箱内积聚大量滑油蒸汽。滑油蒸汽混入滑油内,会使润滑、散热效果变差,严重时还会引起系统气塞。另外,积聚的滑油蒸汽越多,压力越大,还会使滑油系统各附件结合处的密封性变差。因此必须将滑油蒸汽排出。
除此之外,尽管由高压空气经挡油装置进行挡油,前、中、后轴承座滑油腔的滑油,仍会有极少部分经挡油装置流到各轴承座前滑油腔,如果不将这些滑油及滑油蒸汽排出机外,它们会进入发动机气流通道,对飞行员以及发动机正常工作产生不利影响,因此也必须将这些多余的油汽排出。
1.2 通风腔压力的建立
通风腔压力的建立是通过滑油系统、滑油腔通风系统、发动机支点增压系统建立。
发动机启动,滑油箱的滑油流入涡轮起动机滑油系统工作,带动发动机高压压气机转子开始转动的一瞬间,滑油从滑油箱进入到滑油附件增压泵进口,流入主燃换热器,经过转换活门进入加力状态接通的加力燃油散热器,将冷却后的滑油去冷却和润滑发动机转子轴承、冷却支点封严装置、润滑发动机附件机匣、飞机附件机匣、加力泵、低压转速传感器等保证支点阻尼器工作。
发动机各回油泵从发动机转子支点、发动机附件机匣和飞机附件机匣抽回和空气混在一起的滑油蒸汽,经过保险活门,单向活门到离心通风器,后轴承滑油腔的滑油蒸汽与滑油箱的滑油蒸汽一起引到离心通风器,外置机匣的滑油蒸汽被引到发动机附件机匣,由发动机附件机匣再输往离心通风器。
为保证滑油通风系统可靠工作,使各支点滑油前腔形成一定的压力,就要使前滑油腔的压力大于滑油腔的压力,来保证封严系统的可靠工作;前滑油腔压力的形成是靠支点增压系统来完成,支点增压系统的功用是为发动机轴承空气挡油装置提供气源,并维持前滑油腔与滑油腔之间形成一定的压力梯度。
在整个滑油通风系统中,由压气机通风活门、涡轮通风活门、离心通风器上的高空活门与大气相通,当支点中存在的滑油及滑油蒸汽较大时,将活门打开排除多余的油汽,保证各支点腔压的梯度值,满足滑油系统的有效工作。当滑油及滑油蒸汽排入大气较大时,会造成滑油消耗量超出规定值,降低了发动机可靠工作。前滑油腔通气系统用于清除从滑油腔经挡油装置渗漏到前滑油腔的滑油及滑油蒸汽。前滑油腔通气系统由各轴承座前滑油腔、压气机通气活门和涡轮通气活门组成。
轴承座前滑油腔通气线路是:涡轮轴承座前滑油腔的滑油及滑油蒸汽直接经安装在发动机左下部的涡轮通气活门排出机外;前轴承座前滑油腔的滑油、滑油蒸汽与低压压气机后轴承座前滑油腔和高压转子前轴承座前滑油腔的滑油、滑油蒸汽,直接由安装在发动机前上方的压气机通气活门排出机外[1-3]。
2 结论
该型发动机附件机匣为下置,连接前支点和中支点前滑油腔的压气机通风活门用于保持发动机滑油前腔和滑油腔的压力梯度,对于静态不能完全密封的石磨封严环,致使在滑油前腔内留存的滑油溢出至压气机通风活门处,当发动机推油门向上推时,支点增压系统气压致使压气机通风活门打开,从而积累的滑油泄出。该类故障是对于下置附件机匣发动机特有的,对于压气机通风活门上部的发动机没有此问题,但是往往会伴有前支点存油多,可能会前支点整流支板流出少量滑油,因此当外场通过拆卸前支点回油泵,发现存油量偏多时,可以通过更换前支点回油泵后排除故障;同时在当压气机通风活门底座漏油或油气时,也应同时更换压气机通风活门。
参考文献
[1] 梁键.某航空发动机滑油系统故障分析研究[D].西安电子科技大学,2006.
[2] 李昂.航空发动机滑油供油系统性能分析与试验技术研究[D].沈阳航空航天大学,2013.
[3] 李勇.某型航空发动机润滑系统故障诊断的研究[D].武汉理工大学,2010.
关键词:压气机通风活门 泄漏滑油 滑油前腔
中图分类号:V23113 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)01(b)-0071-01
滑油系统的功用是航空发动机工作时,连续不断地将足够数量的清洁滑油,输送到发动机各转动机件的轴承和传动齿轮的啮合处进行润滑,以减少机件的磨损,带走摩擦所产生的热量和杂质。它是独立的、单回路循环、开闭式系统,由供油系统、回油系统、通气系统和支点增压系统组成。
滑油消耗量大故障有多种影响因素,主要反映为漏油和支点存油故障,而对于某型发动机压气机通风活门泄露滑油造成滑油消耗量偏大故障十分罕见。
1 相关原理综合分析
滑油系统通风系统功用、组成及工作原理如下。
1.1 滑油通风系统的作用
一是将各轴承座滑油腔,发动机附件机匣、外置机匣和滑油箱内的滑油蒸汽排除机外;二是将渗漏到各轴承座前滑油腔的滑油及滑油蒸汽排除机外。通风系统由两个子系统组成,即滑油腔通气系统和前滑油腔通气系统。通气系统的功用是清除发动机工作时,滑油系统内多余的油汽。
发动机工作时,滑油因喷嘴喷射、飞溅和受热而汽化;同时部分挡油用的高压空气还可能经挡油装置进入轴承座滑油腔,使前、中、后轴承座滑油腔、发动机附件机匣、外置机匣及滑油箱内积聚大量滑油蒸汽。滑油蒸汽混入滑油内,会使润滑、散热效果变差,严重时还会引起系统气塞。另外,积聚的滑油蒸汽越多,压力越大,还会使滑油系统各附件结合处的密封性变差。因此必须将滑油蒸汽排出。
除此之外,尽管由高压空气经挡油装置进行挡油,前、中、后轴承座滑油腔的滑油,仍会有极少部分经挡油装置流到各轴承座前滑油腔,如果不将这些滑油及滑油蒸汽排出机外,它们会进入发动机气流通道,对飞行员以及发动机正常工作产生不利影响,因此也必须将这些多余的油汽排出。
1.2 通风腔压力的建立
通风腔压力的建立是通过滑油系统、滑油腔通风系统、发动机支点增压系统建立。
发动机启动,滑油箱的滑油流入涡轮起动机滑油系统工作,带动发动机高压压气机转子开始转动的一瞬间,滑油从滑油箱进入到滑油附件增压泵进口,流入主燃换热器,经过转换活门进入加力状态接通的加力燃油散热器,将冷却后的滑油去冷却和润滑发动机转子轴承、冷却支点封严装置、润滑发动机附件机匣、飞机附件机匣、加力泵、低压转速传感器等保证支点阻尼器工作。
发动机各回油泵从发动机转子支点、发动机附件机匣和飞机附件机匣抽回和空气混在一起的滑油蒸汽,经过保险活门,单向活门到离心通风器,后轴承滑油腔的滑油蒸汽与滑油箱的滑油蒸汽一起引到离心通风器,外置机匣的滑油蒸汽被引到发动机附件机匣,由发动机附件机匣再输往离心通风器。
为保证滑油通风系统可靠工作,使各支点滑油前腔形成一定的压力,就要使前滑油腔的压力大于滑油腔的压力,来保证封严系统的可靠工作;前滑油腔压力的形成是靠支点增压系统来完成,支点增压系统的功用是为发动机轴承空气挡油装置提供气源,并维持前滑油腔与滑油腔之间形成一定的压力梯度。
在整个滑油通风系统中,由压气机通风活门、涡轮通风活门、离心通风器上的高空活门与大气相通,当支点中存在的滑油及滑油蒸汽较大时,将活门打开排除多余的油汽,保证各支点腔压的梯度值,满足滑油系统的有效工作。当滑油及滑油蒸汽排入大气较大时,会造成滑油消耗量超出规定值,降低了发动机可靠工作。前滑油腔通气系统用于清除从滑油腔经挡油装置渗漏到前滑油腔的滑油及滑油蒸汽。前滑油腔通气系统由各轴承座前滑油腔、压气机通气活门和涡轮通气活门组成。
轴承座前滑油腔通气线路是:涡轮轴承座前滑油腔的滑油及滑油蒸汽直接经安装在发动机左下部的涡轮通气活门排出机外;前轴承座前滑油腔的滑油、滑油蒸汽与低压压气机后轴承座前滑油腔和高压转子前轴承座前滑油腔的滑油、滑油蒸汽,直接由安装在发动机前上方的压气机通气活门排出机外[1-3]。
2 结论
该型发动机附件机匣为下置,连接前支点和中支点前滑油腔的压气机通风活门用于保持发动机滑油前腔和滑油腔的压力梯度,对于静态不能完全密封的石磨封严环,致使在滑油前腔内留存的滑油溢出至压气机通风活门处,当发动机推油门向上推时,支点增压系统气压致使压气机通风活门打开,从而积累的滑油泄出。该类故障是对于下置附件机匣发动机特有的,对于压气机通风活门上部的发动机没有此问题,但是往往会伴有前支点存油多,可能会前支点整流支板流出少量滑油,因此当外场通过拆卸前支点回油泵,发现存油量偏多时,可以通过更换前支点回油泵后排除故障;同时在当压气机通风活门底座漏油或油气时,也应同时更换压气机通风活门。
参考文献
[1] 梁键.某航空发动机滑油系统故障分析研究[D].西安电子科技大学,2006.
[2] 李昂.航空发动机滑油供油系统性能分析与试验技术研究[D].沈阳航空航天大学,2013.
[3] 李勇.某型航空发动机润滑系统故障诊断的研究[D].武汉理工大学,2010.