一起Lycoming航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)滑油滲漏故障分析

楊淳 王銀坤

摘要：發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，文章從一起Lycoming活塞發(fā)動(dòng)機(jī)滑油滲漏故障切入，闡述某型Lycoming航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障排除程序和步驟，分析故障原因并依據(jù)最終故障原因提出該型發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)維護(hù)相關(guān)建議，為相同或相似機(jī)型日常維護(hù)提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：活塞發(fā)動(dòng)機(jī);滑油系統(tǒng);故障分析

0 ?引言

某部Cessna172R飛機(jī)正常結(jié)束飛行訓(xùn)練后，維修人員在進(jìn)行飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)100小時(shí)定檢前準(zhǔn)備工作時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)，該飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)1、3號(hào)氣缸上下部均有大量滑油痕跡，維修人員隨即開始檢查排故。

1 ?滑油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理簡(jiǎn)析

Cessna172R飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)主要包括收油池、收油池濾網(wǎng)、滑油泵、主滑油濾、安全活門、恒溫旁通活門、散熱器、調(diào)壓活門以及機(jī)匣和附件機(jī)匣上的滑油通道。發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)是壓力潤(rùn)滑（主）、潑濺潤(rùn)滑以及二者相結(jié)合的混合潤(rùn)滑方式，詳細(xì)潤(rùn)滑線路見圖1。

2 ?排故流程

根據(jù)該型發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，目視檢查滑油系統(tǒng)收油池、滑油濾、供油管路、回油管路、均未發(fā)現(xiàn)異常，故維修人員考慮可能是發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸本體可能存在滑油滲漏情況，故開始以下排故流程：

①檢查各缸氣密性，汽缸輸出壓力均高于60PSI且各缸輸出壓力相差不應(yīng)超過15PSI，未見異常。

②清除油跡進(jìn)行第一次排故試車，發(fā)現(xiàn)1缸進(jìn)氣門和排氣門推桿套上有大量滑油痕跡，懷疑1缸進(jìn)氣門推桿套上有裂紋，更換后進(jìn)行第二次試車，因試車時(shí)間不長(zhǎng)沒有發(fā)現(xiàn)有滑油滲漏痕跡。為了進(jìn)一步確認(rèn)故障是否排除，進(jìn)行了第三次試車。第三次試車多次推大車后，發(fā)現(xiàn)1缸和3缸處又有大量滑油痕跡出現(xiàn)。

③拆下滑油壓力調(diào)節(jié)活門，檢查滑油壓力調(diào)節(jié)活門及密封圈，未發(fā)現(xiàn)異常。

④用耐高溫膠帶對(duì)滑油壓力開關(guān)、滑油壓力傳感器導(dǎo)管、3缸進(jìn)排氣門推桿套進(jìn)行包扎;用軟鋁板固定在3缸上部，對(duì)疑似滲油區(qū)域進(jìn)行隔離。試車后檢查，膠帶外表均有少量油跡，撕下膠帶，膠帶內(nèi)部干燥，排除上述包扎處是滲漏點(diǎn)的可能。鋁板兩面均無油跡，未獲得預(yù)期效果。同時(shí)發(fā)現(xiàn)3缸排氣門推桿套靠機(jī)匣端密封圈處有少量滑油泡沫。

⑤更換3缸排氣門推桿套靠機(jī)匣端密封圈后試車，依然有大量油跡。

⑥將1缸和3缸拔下徹底清潔，對(duì)1缸和3缸的推桿套進(jìn)行氣密測(cè)試，對(duì)1缸和3缸的缸體進(jìn)行油液滲漏測(cè)試，檢查機(jī)匣本體、氣缸安裝邊、各接縫處等相關(guān)部位，均未發(fā)現(xiàn)異常。

⑦恢復(fù)1、3缸后，進(jìn)行地面長(zhǎng)時(shí)間試車，慢車時(shí)讓維修人員在安全位置進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)油跡后立即停車。隨后維修人員仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，1號(hào)氣缸正上部距離氣缸安裝面約99.93mm處，即從氣缸底部計(jì)數(shù)，第13和14個(gè)散熱片之間（如圖1）存在長(zhǎng)度約為70mm的周向裂紋（如圖3）。

⑧分析近近期正常飛行的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)：滑油溫度平穩(wěn)、無明顯波動(dòng)，隨發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)正常變化;滑油壓力平穩(wěn)、無明顯瞬時(shí)波動(dòng)，隨發(fā)動(dòng)機(jī)功率改變正常變化，見圖4;四個(gè)氣缸的CHT均在規(guī)定范圍內(nèi)，差值較小不超過50°F;在功率變化時(shí)，短時(shí)間出現(xiàn)1、3缸EGT較高，2、4缸EGT較低，1缸EGT最大，最大差值較大，最大接近200°F，其他階段EGT參數(shù)正常，見圖5。從維修經(jīng)驗(yàn)看，這種程度的差值變化可以接受，即從SD卡數(shù)據(jù)上不能明顯看出1號(hào)氣缸出現(xiàn)裂紋的異常。

3 ?故障原因分析

從該發(fā)以往的故障情況看，僅出現(xiàn)過一般故障，與氣缸裂紋無直接關(guān)系。在之前的維修工作中也未出現(xiàn)滲滑油的異常情況，說明氣缸裂紋出現(xiàn)時(shí)間不長(zhǎng)。氣缸裂紋位置不在燃燒室區(qū)，氣缸壓縮性檢查也不能反映出與裂紋有關(guān)的異常。從發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)看，到目前為止，裂紋故障對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)無明顯影響。在排故過程中，也排除了發(fā)動(dòng)機(jī)其他部附件滲油的可能。試車過程中，需要在大功率狀態(tài)工作較長(zhǎng)時(shí)間才出現(xiàn)滲油，說明裂紋可能處于發(fā)展初期，只是因發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)氣缸處于惡劣的高溫環(huán)境和大功率應(yīng)力作用下，裂紋擴(kuò)展速度較快，滲油量較大。

綜上所述，初步認(rèn)為本次發(fā)動(dòng)機(jī)滲滑油的原因是氣缸裂紋所致。查閱該型飛機(jī)故障記錄，發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸出現(xiàn)裂紋的故障極為少見，故在排故初期，維修人員重點(diǎn)檢查的方向?yàn)槌Ｒ?guī)的管路檢查，加上裂紋位置較為隱蔽，故維修人員在連續(xù)多次試車排故后才明確發(fā)動(dòng)機(jī)的滲漏位置。本次故障的排除也為后續(xù)相同故障的排故提供了一定參考。

維修人員更換1號(hào)汽缸后，再次試車檢查，發(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)參數(shù)正常，無滑油滲漏，故障排除。

4 ?維修提示

該故障的排除給了我們幾點(diǎn)提示，一是隨著該型飛機(jī)的長(zhǎng)期服役，在使用過程中會(huì)暴露出越來越多的之前未曾出現(xiàn)的故障，維修人員在排故過程，不能局限于之前的維修經(jīng)驗(yàn)，在發(fā)現(xiàn)特殊情況之后，要及時(shí)改變排故思路。二是根據(jù)力學(xué)分析，汽缸裂紋的出現(xiàn)，往往跟使用過程環(huán)境的劇烈變化有關(guān)，汽缸本身屬于發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件，要求我們?cè)谡Ｊ褂眠^程中注意發(fā)動(dòng)機(jī)操作使用情況，地面試車及空中飛行時(shí)，盡量柔和操作油門桿，避免發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過大變化，以減少發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部瞬時(shí)環(huán)境變化對(duì)缸體的沖擊，減少類似于本次故障中裂紋的出現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]Cessna Aircraft Company. Model 172R/172S Maintenance Manual.Rev22[Z].

[2]Cessna Aircraft Company. Model172R/172S illustrated Parts Catalog， Rev22[Z].

[3]閻成鴻.CESSNA172R型飛機(jī)機(jī)型培訓(xùn)教程[M].北京：航空工業(yè)出版社，2008：243-247.

基金項(xiàng)目：中國(guó)民用航空飛行學(xué)院科研基金面上項(xiàng)目（J2019-073、J2020-99）。

作者簡(jiǎn)介：楊淳，女，助理工程師，主要從事通用航空器維修與管理工作。