Lycoming 發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)常見(jiàn)故障淺析

張 強(qiáng)

（信陽(yáng)航空職業(yè)學(xué)院航空工程學(xué)院，河南信陽(yáng) 464000）

1 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)

1.1 潤(rùn)滑油箱

在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，潤(rùn)滑油箱是飛機(jī)進(jìn)行潤(rùn)滑的必備部件，它是用來(lái)存放潤(rùn)滑油的容器。潤(rùn)滑油箱可以分為干槽式潤(rùn)滑油箱和濕槽式潤(rùn)滑油箱兩種形式。

（1）干槽式有獨(dú)立的外部油箱，大多數(shù)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)采用這種形式。它一般是用鋁合金或鋼板焊接形成，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的兩側(cè)面，但渦噴六發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑油箱安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的左側(cè)。

（2）濕槽式通常將潤(rùn)滑油儲(chǔ)存在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)集油槽或集油池中，如許多Lycoming 系列的發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑油箱就是在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)集油槽中，位于發(fā)動(dòng)機(jī)的下面。

1.1.1 潤(rùn)滑油箱的基本要求

（1）膨脹性要求。發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑油箱應(yīng)留有一定的膨脹空間，原因有兩個(gè)：一是發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油在工作時(shí)是高溫液體，在一個(gè)密封的空間內(nèi)會(huì)引起體積膨脹；二是潤(rùn)滑油在系統(tǒng)中流動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣泡，這些氣泡也會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油箱體積增大。一般情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)考慮到留出潤(rùn)滑油箱的膨脹空間。

（2）加油口。加油口一般分為重力加油口和壓力加油口，在潤(rùn)滑油加油口的口蓋上應(yīng)標(biāo)明潤(rùn)滑油加注入口，一般標(biāo)記為“OIL”。比如，在Lycoming 360 系列的發(fā)動(dòng)機(jī)中加油口安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的右側(cè)，且加油口蓋上標(biāo)記有相關(guān)的字樣。

（3）潤(rùn)滑油標(biāo)尺。一般潤(rùn)滑油加注口都采用潤(rùn)滑油標(biāo)尺或觀察窗。以Lycoming O-360-A4M 發(fā)動(dòng)機(jī)為例，潤(rùn)滑油有一標(biāo)尺插入油管內(nèi)，當(dāng)潤(rùn)滑油的浸入頁(yè)面淹沒(méi)到標(biāo)尺上特定位置時(shí)，通過(guò)油標(biāo)尺上的刻度就可以顯示出潤(rùn)滑油量的多少，如果潤(rùn)滑油量未達(dá)到刻度線標(biāo)準(zhǔn)需及時(shí)加油。

1.2 潤(rùn)滑油冷卻器

潤(rùn)滑油冷卻器一般為燃油/潤(rùn)滑油熱交換器，作用是讓潤(rùn)滑油在工作時(shí)保持一個(gè)特定的溫度。它安裝有一個(gè)恒溫旁通閥，當(dāng)潤(rùn)滑油溫度較低時(shí)，不需要進(jìn)行潤(rùn)滑油和燃油的熱交換、不需要散熱，這個(gè)閥門(mén)打開(kāi)，油路旁通；當(dāng)潤(rùn)滑油溫度較高時(shí)，旁通閥關(guān)閉，這時(shí)油路會(huì)通過(guò)潤(rùn)滑油冷卻器進(jìn)行散熱和熱交換。

1.3 潤(rùn)滑油濾

潤(rùn)滑油濾的作用是過(guò)濾潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)和微粒，使供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的潤(rùn)滑油是清潔干凈的。潤(rùn)滑油濾有一個(gè)旁通活門(mén)，當(dāng)油濾出現(xiàn)堵塞等情況時(shí)，油濾的進(jìn)、出口壓差將達(dá)到一定的數(shù)值，這時(shí)旁通活門(mén)打開(kāi)，潤(rùn)滑油可以不經(jīng)過(guò)潤(rùn)滑油濾直接供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)部件上。通常情況下，如果出現(xiàn)潤(rùn)滑油濾堵塞問(wèn)題，系統(tǒng)會(huì)給駕駛艙一個(gè)信號(hào)、顯示油濾堵塞。

1.4 潤(rùn)滑油系統(tǒng)相關(guān)附件

磁屑探測(cè)器通常安裝在回油路上，用來(lái)探測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件的工作情況，它有一個(gè)自封活門(mén)防止磁性堵塞拆下時(shí)潤(rùn)滑油流出。如果出現(xiàn)金屬碎屑顯示有異常情況，會(huì)給駕駛艙發(fā)出警告，來(lái)顯示潤(rùn)滑油碎屑過(guò)多，需要處理。如果出現(xiàn)潤(rùn)滑油磁屑探測(cè)器報(bào)警，需要在發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)后維護(hù)前進(jìn)行取樣分析，通過(guò)光譜分析、鐵元素分析來(lái)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部狀況。

2 Lycoming O-360-A4M 發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)

安裝在DA40F 的O-360-A4M 型發(fā)動(dòng)機(jī)通常采用濕槽潤(rùn)滑油系統(tǒng)，潤(rùn)滑油系統(tǒng)有一個(gè)潤(rùn)滑油冷卻器（固定在發(fā)動(dòng)機(jī)安裝支架的支架上），還有溫度指示器，這個(gè)指示器是集成發(fā)動(dòng)機(jī)儀表顯示的一部分（圖1）。

圖1 DA40F 飛機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)工作示意

潤(rùn)滑油儲(chǔ)存在發(fā)動(dòng)機(jī)的儲(chǔ)油槽中，通過(guò)潤(rùn)滑油泵的作用，將潤(rùn)滑油泵入到潤(rùn)滑油系統(tǒng)中。在油槽和泵之間有一個(gè)過(guò)濾器，它可以過(guò)濾潤(rùn)滑油之中的雜質(zhì)。經(jīng)過(guò)潤(rùn)滑油泵的潤(rùn)滑油通過(guò)潤(rùn)滑油管進(jìn)入恒溫旁通閥。正常工作下，當(dāng)潤(rùn)滑油溫度高時(shí)，會(huì)通過(guò)一個(gè)軟管流到潤(rùn)滑油冷卻器中，當(dāng)潤(rùn)滑油是低溫時(shí)，恒溫旁通閥會(huì)打開(kāi)，潤(rùn)滑油直接進(jìn)入潤(rùn)滑油濾中。

潤(rùn)滑油濾有一個(gè)旁通活門(mén)。旁通活門(mén)通常情況下是關(guān)閉的，如果潤(rùn)滑油濾出現(xiàn)堵塞的話，活門(mén)將打開(kāi)，潤(rùn)滑油將不走油濾，直接流向壓力調(diào)節(jié)閥。潤(rùn)滑油從壓力調(diào)節(jié)閥環(huán)流發(fā)動(dòng)機(jī)最后流回潤(rùn)滑油槽。

3 潤(rùn)滑油過(guò)熱

潤(rùn)滑油溫度高會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障，潤(rùn)滑油是通過(guò)圖1所示的潤(rùn)滑油冷卻器進(jìn)行散熱的。從潤(rùn)滑油泵出來(lái)的潤(rùn)滑油有兩種途徑進(jìn)行繼續(xù)的供油：第一種是通過(guò)潤(rùn)滑油冷卻器進(jìn)行散熱再流經(jīng)潤(rùn)滑油濾供給發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸和閥機(jī)構(gòu)以及到螺旋槳調(diào)速器；第二種是繞過(guò)潤(rùn)滑油冷卻器直接通過(guò)旁通活門(mén)到以上系統(tǒng)。

（1）對(duì)于第一種情況，如果潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)潤(rùn)滑油濾出來(lái)的潤(rùn)滑油高溫，那么極有可能是潤(rùn)滑油散熱器出現(xiàn)故障，解決的辦法是對(duì)潤(rùn)滑油散熱器進(jìn)行仔細(xì)地檢查，應(yīng)確保潤(rùn)滑油散熱器襯墊完整，如果發(fā)現(xiàn)散熱器上的襯墊彎曲或是變形很?chē)?yán)重時(shí)，這時(shí)就應(yīng)該對(duì)潤(rùn)滑油散熱器進(jìn)行更換。

（2)對(duì)于第二種情況，如果到系統(tǒng)的潤(rùn)滑油溫度較高，大多數(shù)是因?yàn)闈?rùn)滑油濾的恒溫旁通閥出現(xiàn)問(wèn)題，這時(shí)應(yīng)檢查恒溫旁通閥的工作情況。還有可能是使用了不符合手冊(cè)上批準(zhǔn)的潤(rùn)滑油牌號(hào)，因?yàn)闈?rùn)滑油有一定的黏度，不同牌號(hào)的潤(rùn)滑油在同一工作條件下的指標(biāo)不同，這時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照手冊(cè)的要求進(jìn)行更換和添加。

4 潤(rùn)滑油壓力波動(dòng)

作用于部件上時(shí)，潤(rùn)滑油會(huì)產(chǎn)生一個(gè)類(lèi)似“薄膜”的油層，為保證潤(rùn)滑油能順利的流到所需潤(rùn)滑的部件、對(duì)部件進(jìn)行潤(rùn)滑，必須要對(duì)潤(rùn)滑油壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，壓力低會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑部件不能很好地工作、增大部件之間的摩擦力，甚至?xí)?dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)因潤(rùn)滑失效而造成事故。所以，在日常維護(hù)中一定要確保潤(rùn)滑油壓力滿足要求。

流過(guò)潤(rùn)滑油濾或潤(rùn)滑油濾旁通后，潤(rùn)滑油會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥，用來(lái)調(diào)節(jié)潤(rùn)滑油的壓力（圖1）。如果發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油壓力低或高，首先應(yīng)考慮壓力調(diào)節(jié)閥是否出現(xiàn)問(wèn)題，以及壓力表是否出現(xiàn)問(wèn)題。在此類(lèi)Lycoming 發(fā)動(dòng)機(jī)中，潤(rùn)滑油會(huì)通過(guò)凸輪軸和閥機(jī)構(gòu)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，一旦因壓力問(wèn)題造成潤(rùn)滑油過(guò)多流入氣缸，擋油漲圈和刮油擋圈則不能很好地發(fā)揮作用，出現(xiàn)燒“潤(rùn)滑油”的現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作不良。

潤(rùn)滑油壓力活門(mén)的作用是保持發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油壓力在規(guī)定的范圍之內(nèi)，壓力活門(mén)通常有兩種形式，一種為可調(diào)，另一種為不可調(diào)。不可調(diào)的潤(rùn)滑油壓力活門(mén)，壓力控制是在罩蓋下的最多能增加到幾個(gè)墊片來(lái)增大壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，或用一個(gè)墊圈來(lái)減小壓力實(shí)現(xiàn)，不可調(diào)整。但應(yīng)注意，如果有金屬物或其他外來(lái)物留在滾珠和座之間，將會(huì)造成讀數(shù)錯(cuò)誤。因此，發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油壓力超常波動(dòng)時(shí)必須分解、檢查、清潔這個(gè)活門(mén)。而可調(diào)的潤(rùn)滑油壓力活門(mén)，可以通過(guò)操作者操作將潤(rùn)滑油壓力保持在規(guī)定的范圍之內(nèi)。壓力活門(mén)的調(diào)整方法：發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)后，觀察潤(rùn)滑油壓力表的讀數(shù)，如果潤(rùn)滑油壓力高于或低于規(guī)定范圍則停車(chē)，調(diào)整壓力活門(mén)的螺絲（向外擰減小壓力，向內(nèi)擰增大壓力）。

5 潤(rùn)滑油污染

潤(rùn)滑油在整個(gè)系統(tǒng)中起著重要作用，工作中常常因?yàn)闈?rùn)滑油品質(zhì)不佳導(dǎo)致潤(rùn)滑失效或不良。通常使用潤(rùn)滑油濾來(lái)過(guò)濾和清潔潤(rùn)滑油，但在實(shí)際工作中，常常因?yàn)闈q圈和氣缸壁、活塞和氣缸之間發(fā)生摩擦，導(dǎo)致氣缸中的潤(rùn)滑油出現(xiàn)金屬碎屑，導(dǎo)致流入機(jī)件摩擦面的潤(rùn)滑油減少，造成潤(rùn)滑不良，甚至?xí)?dǎo)致潤(rùn)滑油供應(yīng)出現(xiàn)斷路[1]。在日常的維護(hù)工作中，應(yīng)做好金屬碎屑的分析和預(yù)防工作。以Lycoming IO-360 和Lycoming O-360 發(fā)動(dòng)機(jī)為例，每工作50 h 就需要進(jìn)行潤(rùn)滑油濾的分解。需拆下潤(rùn)滑油濾，取出紙質(zhì)的濾芯，將濾芯平鋪開(kāi)來(lái)，仔細(xì)檢查金屬碎屑的情況。一般情況，可以通過(guò)濾芯上的金屬碎屑物來(lái)判斷潤(rùn)滑油的品質(zhì)，必要時(shí)采取潤(rùn)滑油光譜分析來(lái)判斷問(wèn)題所在。