過濾器在航空機載設備應用中常見故障及分析

陳淵博

摘 要：航空過濾器的種類和功能越來越多，結構也越來越復雜，本文介紹了航空過濾器的類別，以及在機載設備各系統(tǒng)中的應用，結合過濾器維護經(jīng)驗，總結了其過濾器在液壓，滑油，燃油，空調(diào)等工作系統(tǒng)應用中常見的故障，通過對航空過濾器常見故障進行分析，介紹了實際的操作經(jīng)驗，及航空器維護中常見故障解決方法，過濾器維護及使用注意事項，希望對廣大機務同行有借鑒和指導作用。

關鍵詞：航空 過濾器 機載設備 故障

中圖分類號：V24 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）12（c）-0007-04

過濾器作為控制油液污染度或發(fā)動機引進氣清潔度的重要元件，在航空機載設備中的應用很廣，在油液及氣源系統(tǒng)中的應用也越來越廣泛。過濾器用在液壓，燃油，滑油，空調(diào)（冷氣），液冷等系統(tǒng)中，主要用來清除污物，維持系統(tǒng)環(huán)境的清潔度。由于工作系統(tǒng)的多樣性，過濾器在各系統(tǒng)中產(chǎn)生的故障也是多元化的。現(xiàn)結合過濾器維護經(jīng)驗，對過濾器日常工作使用情況歸納，總結了其過濾器在液壓，滑油，燃油等工作系統(tǒng)應用中常見的故障。

1 航空過濾器的類別

航空過濾器的型號比較多，本文主要以常見常用的做以介紹。如圖1至圖7所示。過濾器有很多種類，有金屬的（不銹鋼、銅網(wǎng)），紙質(zhì)的，綢布的等，一般由濾芯，密封圈，活門，過壓指示器和殼體等組成，有的液壓油濾上裝有壓差指示器，滑油濾上還會裝磁屑探測器。

1.1 過濾器按工作介質(zhì)/系統(tǒng)分類

過濾器按工作液或系統(tǒng)不同，分液壓過濾器，燃油濾，滑油濾，氣濾，汽油濾，液冷濾。如圖2、圖3所示。

1.2 按濾芯的結構分類

（1）網(wǎng)式過濾器。液流流經(jīng)此過濾器時，由濾網(wǎng)上的小孔起濾除顆粒物作用，一般可清洗，反復使用。

（2）線隙式過濾器。濾芯由金屬絲繞制而成，依靠金屬絲間的微小間隙來濾除混入液體介質(zhì)中的雜質(zhì)。

（3）紙質(zhì)過濾器如圖3所示。濾芯為多層酚醛樹脂處理過的微孔濾紙，由微孔濾除混入液體或氣體介質(zhì)中的雜質(zhì)，為一次性的。

（4）不銹鋼纖維過濾器。濾芯為不銹鋼纖維擠壓制成，由纖維之間的間隙濾除雜質(zhì)。這種過濾器過濾精度高，可以清洗，多次使用，一般用于高壓伺服系統(tǒng)，見圖4、圖5。

1.3 按過濾器的不同安裝部位分類

按安裝部位不同過濾器可分為油液進口或通氣口用過濾器、吸油管路用過濾器、回油管路用過濾器、壓油管路用濾油器，郵箱過濾器，進氣濾等，見圖6。

1.4 按過濾精度分類

過濾器按過濾精度分為粗濾油器和精濾油器兩大類，見圖7。

2 航空過濾器的作用

現(xiàn)代航空以安全和效率為發(fā)展前提，為了提高工作系統(tǒng)的可靠性與元件的使用壽命，對機載設備工作系統(tǒng)清潔度要求也隨之提高。在系統(tǒng)工作過程中要求油液保持優(yōu)良的物理與化學性質(zhì)及油液的潔凈，這是保證系統(tǒng)正常工作，不發(fā)生故障的先決條件。油液系統(tǒng)中的油液如果存在污物，或進氣（空調(diào)）系統(tǒng)有大量灰塵，夾雜顆粒物等，會造成液壓，燃油，滑油，空調(diào)（冷氣）等附件內(nèi)零件磨損、滑閥卡滯、小孔堵塞、伺服機構不靈敏等，以致影響系統(tǒng)的性能和破壞系統(tǒng)工作，為此在機載設備系統(tǒng)中按其要求安裝各種航空過濾器，對油液或進氣進行過濾，以清除其雜質(zhì)，顆粒物，這是十分必要的。

由于液體和氣體的性質(zhì)，污物和顆粒物它們大部分在油液或空氣中處于懸浮狀態(tài)。這就需要用過濾器來“過濾”，“過濾”就是用過濾元件把油液中一定尺寸（不是全部尺寸）的污粒除掉，即油液通過過濾元件把大于—定尺寸的污粒被阻擋在過濾元件表面或里面。過濾器上無數(shù)微小間隙或小孔構成通流面積。當混入油液或氣體介質(zhì)的污染物的尺寸大于微小間隙或小孔時，雜質(zhì)被阻隔而濾除出來。若濾芯采用磁性材料時，可吸附液壓介質(zhì)中能被磁化的鐵粉雜質(zhì)，此外，還可以采用靜電法，將污染物吸附在吸塵體上。過濾污粒尺寸的大與過濾元件的材料有關，而過濾元件的選擇決定于工作系統(tǒng)對清潔度的要求。

3 常見故障及分析

過濾器的故障有以下情況：破損（斷絲），堵塞，發(fā)霉，嚴重變形，漏油，膨脹和壓扁，大多是濾芯故障所致。

3.1 一般故障

破損（斷絲）一般均為安裝時人為因素造成，而紙質(zhì)的，綢布的過濾器比較簡單，故障基本為濾芯堵塞，發(fā)霉，日常維護中主要以更換為主。

氣濾故障多為水汽，塵土雜物污染，一般均為50飛行小時更換，而在實際中，為了更好利用其過濾器，在25h進行吹洗換向安裝（即把進氣口處的一半邊轉換方向，朝向里面）。氣濾在飛機維護中，主要用壓縮氣源吹洗或更換。

金屬油濾在航空機載設備應用最廣，下面就以折疊圓筒型 （油液流向從外往里）濾芯為例，分析其產(chǎn)生的原因。

3.2 航空過濾器的泄漏

過濾器在油液系統(tǒng)中泄漏主要是由密封件的失效引起的。密封件失效的原因有多個方面。

（1）在實際應用中，安裝不當是造成密封件失效的主要原因。裝配時強行壓入造成密封件切邊和破損、具有方向性的密封件方向裝反、0形圈被擠出和扭曲等情況都會造成密封件失效。同時，安裝密封件時還應特別注意密封面的清潔度，尤其是在工作環(huán)境比較惡劣的情況，當以為更換濾芯等原因拆開過濾器時，粘附在密封面的污染物可能會引起密封失效。這些都需要在安裝過程中多加注意。

（2）密封件材料出現(xiàn)化學性損壞而造成失效也是非常常見的。引起密封件化學性損壞主要原因是選用的密封件材料與油液系統(tǒng)的工作不相容（不耐油的密封圈裝在油液系統(tǒng)將會被液體侵蝕，變形，融化）。由于制造膠圈的材料不同，膠圈的耐油性不同，不能混裝。

（3）油液系統(tǒng)的溫度過高或過低也會加快橡膠密封件的老化、硬化或變質(zhì)，使其喪失密封性能。液壓，滑油，燃油系統(tǒng)的工作油液一般都具有粘溫特性，不同的油液在不同溫度下其黏度部是不一樣的。因此，相同的濾芯在不同溫度下對油液產(chǎn)生的壓降也是不同的。因此過濾器選用的密封件材料要與工作環(huán)境的溫度相適應。除系統(tǒng)本身的油溫，外部熱源也會造成過濾器局部高溫，如過濾器的安裝位置靠近外部熱源，會加速橡膠密封件的老化。

另外，密封件是有壽命的（時壽件），本身的質(zhì)量問題也是造成過濾器泄漏的主要原因，由于密封件的運輸、儲存需有特定的環(huán)境及年限規(guī)定，因此，在安裝和更換密封件時要特別注意密封件是否已經(jīng)變形（如尺寸變化）、老化（如硬度改變）、龜裂以及表面刮傷，方形膠圈表面應光滑，在整個平面內(nèi)厚度一致，以免安裝后再次造成過濾器泄漏。

3.3 濾芯損壞

（1）膨脹。在油液系統(tǒng)工作的過濾器，一般都規(guī)定了油液流動方向（即進油口和出油口），濾芯承受單一定方向的壓力，在安裝過程應嚴格按照過濾器的油液流動方向指示安裝.否則如將過濾器進、出油口方向裝反時，濾芯承受反向的壓力，其反向承壓能力很低，很容易使濾芯膨脹，甚至脹破，失去過濾效果。所以在安裝過濾器時，一定要注意過濾器的進出油口方向。同時，如油液系統(tǒng)中存在反沖油液，也會造成濾芯膨脹。如系統(tǒng)中的反沖油液無法消除，或油流方向需要切換，可選用雙向過濾器。

（2）壓扁。濾芯作為實際過濾污染物的元件，會隨著攔截污染物的增多，油液通過濾芯產(chǎn)生的壓降會增大，當壓降大到一定的程度時應及時更換或淸洗（濾芯允許承受的壓降廠商一般都明確規(guī)定），如不及時更換濾芯，濾芯承受的壓降不斷增加，會造成濾芯壓扁。為避免濾芯被壓扁，在實際工作中應定期更換濾芯，或安裝污染堵塞指示器提醒更換濾芯。另外，如果系統(tǒng)存在瞬間的大流量沖擊，如液壓缸的快速卸荷，造成瞬間流量過大，系統(tǒng)低溫下的冷啟動，造成壓降瞬間增大，都有可能引起濾芯壓扁。如圖5所示。

4 過濾器維護及使用注意事項

在航空維護工作中，按手冊，程序作業(yè)，根據(jù)實際情況及時清洗或更換過濾器。維護中紙濾和氣濾做到按時更換，過濾器濾網(wǎng)不允許有破孔、斷絲及網(wǎng)孔增大現(xiàn)象，允許綢子濾網(wǎng)有輕微的波紋度，但撓度應不大于1mm，超過技術數(shù)據(jù)范圍即時更換。及時排除航空器不適航，避免造成不必要的飛行事故。保持液壓油，燃油，滑油的清潔對系統(tǒng)的工作至關重要，只能用密封良好的容器內(nèi)的油液，防止來自漏斗、導管、加油設備的污染，使系統(tǒng)污染，依使過濾器受到損傷。如更換外部全流量滑油濾部件時，應檢查使用過的部件是否有金屬微粒，如發(fā)現(xiàn)有碎屑，用磁鐵檢查其是鐵質(zhì)或非鐵質(zhì)的，鐵質(zhì)碎片說明液壓泵（燃油泵）可能損壞；在飛行一個起落或1h后再次更換油濾，如果還發(fā)現(xiàn)大量鐵屑，按程序更換泵并清洗其系統(tǒng)。濾芯用超聲波清洗后需用干燥的空氣吹，以吹除雜物，必要時用放大鏡檢查濾網(wǎng)在外圈附近的網(wǎng)絲應無損傷，以及清洗質(zhì)量，清洗后按需做流速和冒泡試驗，及密封試驗，以檢驗過濾器的性能，滿足系統(tǒng)工作。

更換濾芯使用新的密封件，密封件采取濕安裝法，0形密封圈安裝時，用相應的油液浸潤或涂一薄層潤滑脂。裝配帶殼體的過濾器時，涂油脂到螺紋和內(nèi)部邊緣，見圖8。

5 結語

過濾器的種類和功能越來越多，結構也越來越復雜，出現(xiàn)的故障也是多元化。所以只有在油液系統(tǒng)中正確、合理地使用過濾器，維護采取定期檢查的制度，即規(guī)定各種過濾器元件等工作多少小時后，不論是否出現(xiàn)故障都進行分解檢查，以便及早發(fā)現(xiàn)隱患，進行清洗修理或更換，然后再裝配進行系統(tǒng)的試驗。這就要求維護人員必須熟練掌握航空器相關系統(tǒng)的原理，根據(jù)故障具體表象，綜合考慮各種可能因素，善用邏輯推理的方法，不斷總結經(jīng)驗和借鑒別人的實踐經(jīng)驗，結合手冊進行排故，以免造成飛機延誤，這也將對以后的航空維修排故工作起到事半功倍的效果。此外，每次飛行前也需要進行各系統(tǒng)的檢查和試驗才能大大地降低機載系統(tǒng)的故障率，才能是航空器處于適航狀態(tài)，以確保飛行安全。（以上分析判斷僅供參考，排故請依據(jù)本公司現(xiàn)行有效手冊進行）。

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