飛機(jī)液壓泵漏油故障原因分析及解決措施

撰文/高超楊美萍張黨鋒

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飛機(jī)液壓泵漏油故障原因分析及解決措施

撰文/高超1楊美萍2張黨鋒2

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■2. 723000 中航飛機(jī)股份有限公司研發(fā)中心 陜西 漢中

本文對(duì)液壓系統(tǒng)液壓泵在外場(chǎng)使用過程中漏油故障進(jìn)行分析，簡(jiǎn)要分析了引起液壓泵漏油的幾種情況，并提出了解決措施，供后續(xù)外場(chǎng)排故參考使用。 漏油；密封；壓力差

故障概況

飛機(jī)在外場(chǎng)使用過程中，液壓泵密封面有油滲出，故障件返廠經(jīng)檢查確定密封件損壞造成油液漏出。

返廠檢查情況

對(duì)液壓泵進(jìn)行性能復(fù)測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)分油蓋與殼體接合面、殼體與安裝座接合面等多處出現(xiàn)嚴(yán)重滲油。經(jīng)分解檢查，發(fā)現(xiàn)液壓泵端面有發(fā)黑現(xiàn)象，液壓泵殼體、安裝座內(nèi)壁顏色異常，液壓泵轉(zhuǎn)子、滑靴、分油蓋、固定支座工作面發(fā)黑，泵腔內(nèi)橡塑件已嚴(yán)重變形、脆化。

故障分析

a漏油原因

將故障泵分解后發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子、柱塞體、滑靴工作面、分油蓋、斜盤工作面發(fā)黑，安裝座、殼體異常。經(jīng)分析，泵腔溫度過高造成液壓泵元器件出現(xiàn)上述現(xiàn)象，因液壓泵內(nèi)部密封材料大部分采用丁腈橡膠膠料，當(dāng)橡塑件工作溫度超過150℃時(shí)，橡塑件會(huì)變形、老化、脆裂失效，逐漸失去密封作用，根據(jù)外觀檢查可推斷出故障泵工作時(shí)內(nèi)部溫度遠(yuǎn)超過1500，導(dǎo)致內(nèi)部密封件失效，引起漏油。

b泵腔溫度過高原因

造成泵腔溫度升高的原因有：①進(jìn)口吸油不足或進(jìn)口不供油，液壓泵干磨超溫；②液壓泵參數(shù)設(shè)計(jì)或制造缺陷，摩擦副異常磨損超溫，③泵殼體回油不暢，不能將泵產(chǎn)生熱量帶走，溫度累積造成超溫。

由系統(tǒng)原理知當(dāng)油泵進(jìn)口防火開關(guān)故障或未接通，進(jìn)油管路堵塞，會(huì)造成泵進(jìn)口不供油，此時(shí)液壓泵摩擦副無油膜支撐情況下形成干摩擦，液壓泵溫度瞬間上升，摩擦副工作面短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)異常磨損，從分解檢查情況看，故障泵摩擦副并未出現(xiàn)異常磨損，外場(chǎng)未反映有系統(tǒng)低壓告警現(xiàn)象。因此，可以排除泵吸油不足和進(jìn)口不供油造成液壓泵超溫。

液壓泵分解后檢查柱塞分組件的游隙均滿足技術(shù)規(guī)范要求，無異常磨損，摩擦副磨損正常。因此可排除液壓泵參數(shù)設(shè)計(jì)或制造缺陷，摩擦副異常磨損超溫。

液壓泵在出口零流量狀態(tài)下，液壓泵供油口沒有流量輸出時(shí)，液壓泵從進(jìn)油口吸入的少量工作液完全用于內(nèi)部循環(huán)潤(rùn)滑，同時(shí)通過泵殼體回油帶走泵腔內(nèi)部產(chǎn)生的熱量，降低液壓泵泵腔溫度。當(dāng)泵殼體回油不暢時(shí)，液壓泵泵腔內(nèi)部的熱量不能被回油及時(shí)帶走，造成泵腔內(nèi)溫度逐漸升高。隨著熱量的積累泵腔內(nèi)溫度逐漸升高，液壓泵會(huì)出現(xiàn)超溫。

c泵殼體回油不暢的原因

飛機(jī)液壓系統(tǒng)的每臺(tái)液壓泵都設(shè)計(jì)有殼體回油路，根據(jù)泵源系統(tǒng)原理圖，液壓泵殼體回油通過單向閥、殼體回油濾后流回液壓油箱。經(jīng)查液壓泵殼體回油壓力P1為0.4MPa，單臺(tái)泵的殼體實(shí)際回油量為2L/min，此流量下回油濾流阻為0.1Mpa，管路流阻約為0.08MPa，油箱的增壓壓力為0.15Mpa。從泵至油箱的管路和附件的阻力P2為0.37Mpa，P1＞P2，油泵可以正?；赜汀．?dāng)流阻增大值達(dá)0.03Mpa（P1－P2），油泵的殼體回油壓力P1與從泵至油箱的管路和附件的阻力P2相等，液壓泵的殼體回油無法回到油箱。

綜合以上分析，液壓泵漏油故障原因?yàn)椋阂簤罕玫臍んw回油濾在外場(chǎng)使用一段時(shí)間后，污染物淤積在濾芯后液阻增大，導(dǎo)致泵殼體回油不暢，液壓泵泵腔內(nèi)部的熱量不能被回油及時(shí)帶走，造成泵腔內(nèi)溫度逐漸升高。隨著熱量的積累泵腔內(nèi)溫度逐漸升高，溫度超過了內(nèi)部密封材料的工作溫度，造成密封件失效，失去密封作用，液壓泵出現(xiàn)嚴(yán)重滲漏油。

解決措施

從機(jī)理分析看，液壓泵漏油故障的根本原因在于設(shè)計(jì)時(shí)泵的回油壓力與系統(tǒng)阻力差余量太小，未考慮外場(chǎng)殼體回油濾隨使用時(shí)間增加流阻會(huì)增大的因素，應(yīng)從這兩方面制定解決措施。

a增大殼體回油壓力與系統(tǒng)阻力差值

經(jīng)以上分析得出，通過降低殼體回油濾阻力，可有效降低泵殼體回油阻力。提出將殼體回油濾絕對(duì)過濾精度由“10μm”改為“20μm”，流阻為“流量為10L/min，環(huán)境溫度為常溫，其阻力不大于0.1Mpa，在4L/min流量下，其流阻約為0.06Mpa，比改進(jìn)前降低0.04Mpa，泵的殼體回油壓力與系統(tǒng)阻力差值增大到0.07Mpa。

b調(diào)整污染度指示器指示壓差值

將污染度指示器指示壓差由“0.5±0.05Mpa”改為“0.3±0.05Mpa”·將旁通閥開啟壓差由0.69MPa”改為“0.4 + 0.05Mpa。

結(jié)論

經(jīng)分析，造成飛機(jī)液壓泵漏油是因?yàn)楸玫臍んw回油壓力與系統(tǒng)回油阻力參數(shù)不匹配，造成泵腔內(nèi)溫度逐漸升高，密封件失效，引起液壓泵漏油，本文通過降低殼體回油濾的回油阻力，改善油泵散熱的措施解決液壓泵漏油故障，經(jīng)驗(yàn)證，改進(jìn)措施有效可行，完全解決了液壓泵漏油的故障。

參考：

［1］《飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》總編委會(huì)編，飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)（第12冊(cè)）航空工業(yè)出版社，2003

［2］《飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》總編委會(huì)編，飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)（第20冊(cè)）航空工業(yè)出版社，2003