A330 飛機(jī)遄達(dá)700 發(fā)動(dòng)機(jī)余油口漏油淺析

■ 廖文超/北京飛機(jī)維修工程有限公司成都分公司

0 引言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)航A330 飛機(jī)自引進(jìn)后余油口滲漏事件多達(dá)上百起，圖1 為故障件比例，占比最高的故障原因是潤(rùn)滑油濾（48%），其次是燃油計(jì)量組件（FMU）（17%）和未找到原因（16%）。未找到原因指經(jīng)過(guò)再次試車(chē)后檢查未發(fā)現(xiàn)繼續(xù)滲漏。根據(jù)表1 中歷年故障件情況分析，飛機(jī)引進(jìn)前幾年滑油濾更換的頻率較高，后幾年FMU 和引射泵的更換頻率高，同時(shí)未找到滲漏原因的次數(shù)也增多。

表1 歷年故障件統(tǒng)計(jì)

圖1 故障件比例

1 余油系統(tǒng)概述

圖2 所示為動(dòng)力裝置的余油系統(tǒng)，主要用于：收集和排放某些部件因內(nèi)部封嚴(yán)失效而滲漏的燃油、滑油以及液壓油；收集發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)車(chē)或啟動(dòng)失敗而未燃燒的燃油；收集和排放來(lái)自吊架、機(jī)匣和整流罩的液體。

圖2 余油系統(tǒng)示意圖

相應(yīng)地，余油系統(tǒng)可分為兩類(lèi)：

第一類(lèi)是部件封嚴(yán)失效或內(nèi)部故障引起的滲漏，通過(guò)不銹鋼管路，匯集到風(fēng)扇機(jī)匣6 點(diǎn)鐘位置的排放桅桿處排出，包括空氣滑油熱交換器、液壓泵、燃油泵、FMU、起動(dòng)機(jī)、整體驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)（IDG）、VSV 作動(dòng)器、燃油排放收集油箱、滑油箱加油口。

第二類(lèi)具有單獨(dú)的排放管，不匯集到排放桅桿，包括吊架、核心整流罩和低壓渦輪區(qū)域。吊架區(qū)域多為燃油管和液壓管的滲漏，有兩根排放管一直延伸到吊架后部。吊架內(nèi)部還有一根排放管連接到發(fā)動(dòng)機(jī)核心段，然后從核心段6 點(diǎn)鐘位置排出。核心整流罩區(qū)域的滲漏來(lái)自前軸承腔，源于長(zhǎng)時(shí)間的慢車(chē)、干/濕冷轉(zhuǎn)、洗發(fā)導(dǎo)致的滑油滲漏。低壓渦輪機(jī)匣有一根管子連接到尾噴6 點(diǎn)鐘位置，如果發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)失敗，燃油將在渦輪區(qū)域聚集，然后沿該排放管從尾噴排出機(jī)外。

第二類(lèi)的滲漏原因基本明確，第一類(lèi)涉及部件較多，滲漏原因相對(duì)復(fù)雜，本文重點(diǎn)分析第一類(lèi)余油系統(tǒng)的滲漏，即發(fā)動(dòng)機(jī)排放桅桿處滲漏。

2 封嚴(yán)介紹

A320 系列飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)余油口常見(jiàn)滑油滲漏，原因多為碳封嚴(yán)失效。碳封嚴(yán)的作用是防止滑油從附件齒輪箱中順著驅(qū)動(dòng)軸漏出，封嚴(yán)機(jī)理是兩個(gè)相互接觸的碳面在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下起到封嚴(yán)作用。但在湍達(dá)700 發(fā)動(dòng)機(jī)上很少出現(xiàn)余油口漏滑油的情況，原因是采用的封嚴(yán)方式不同。

該發(fā)動(dòng)機(jī)外部齒輪箱有7 個(gè)部件安裝面，內(nèi)部齒輪通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)外部安裝部件。中壓壓氣機(jī)第8 級(jí)（IP8）空氣通過(guò)連接到齒輪箱背面的管路提供空氣封嚴(yán)（見(jiàn)圖3）。齒輪箱內(nèi)的孔將增壓空氣直接引入到每個(gè)安裝面上的雙篦齒式密封?？諝獗还?yīng)到每個(gè)封嚴(yán)的中心，發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，空氣壓力大于滑油壓力，一部分空氣由封嚴(yán)流入齒輪箱以容納滑油。這些空氣與來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)其他氣源的排放空氣混合，并通過(guò)油氣分離器排出機(jī)外。剩余的另一部分空氣從封嚴(yán)的中心流向部件排放口，以防止滑油系統(tǒng)污染。部件排放口的空氣通過(guò)管路經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)底部排放桅桿排出。

圖3 空氣封嚴(yán)

3 原因分析

如前所述，齒輪箱采用空氣封嚴(yán)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷轉(zhuǎn)或長(zhǎng)時(shí)間低功率運(yùn)行時(shí)，在空氣壓力低于滑油壓力的情況下，可能會(huì)有滑油從齒輪箱中流出，匯集到部件和齒輪箱的安裝面。另外，給滑油箱添加滑油時(shí)，也可能有滑油從滑油箱加油口溢出。

較低的氣溫導(dǎo)致部件內(nèi)部O 型密封圈收縮，引起輕微滲漏；溫度升高后，密封圈膨脹，滲漏停止。如果溫度長(zhǎng)期影響，將使密封圈反復(fù)收縮膨脹，最終導(dǎo)致O 型密封圈永久變形，滲漏持續(xù)產(chǎn)生。飛機(jī)在定檢長(zhǎng)時(shí)間停場(chǎng)后，尤其在冬季，第一次起動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)余油口漏油現(xiàn)象會(huì)較頻繁，經(jīng)過(guò)地面慢車(chē)暖車(chē)后滲漏通常會(huì)停止。AMM 手冊(cè)中均有滲漏標(biāo)準(zhǔn)，需要注意的是滲漏標(biāo)準(zhǔn)僅適用余油口，發(fā)動(dòng)機(jī)上的部件及管路接頭不允許任何漏油。如果發(fā)現(xiàn)滲漏超限，更換相應(yīng)部件即可。

燃油收集油箱排放口的滲漏原因較特殊，下文將區(qū)別于其他部件做詳細(xì)分析。

3.1 燃油收集油箱

如圖4 所示，燃油收集油箱的作用是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)車(chē)或起動(dòng)失敗后收集燃油總管中多余的燃油，在下次發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間，引射泵將燃油送回低壓燃油系統(tǒng)。收集油箱中的燃油將提升浮子活門(mén)使其移至打開(kāi)位置。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間，低壓燃油流經(jīng)引射泵，使引射泵中的局部燃油壓力低于油箱中的壓力。此時(shí)單向活門(mén)打開(kāi)，燃油從油箱中流向低壓燃油泵進(jìn)口。油箱中的燃油減少，直到浮子活門(mén)關(guān)閉，空氣被阻止進(jìn)入燃油系統(tǒng)。單向活門(mén)確保燃油不會(huì)從管路流到收集油箱中。

圖4 燃油收集油箱

如果引射泵故障，引射泵油濾堵塞或收集油箱內(nèi)部的浮子活門(mén)、單向活門(mén)故障，將影響正常供油。在發(fā)動(dòng)機(jī)多次起動(dòng)失敗后，油箱可能充滿(mǎn)。如果收集油箱過(guò)滿(mǎn)，燃油將通過(guò)余油管排出機(jī)外。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以低于慢車(chē)轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，收集油箱的引射泵不會(huì)回油，連續(xù)四次濕冷轉(zhuǎn)也會(huì)導(dǎo)致排放桅桿處滲漏。

3.2 FMU 排放活門(mén)（FMU Dump Valve）

由圖5 可知，排放活門(mén)在FMU 內(nèi)部，與增壓及關(guān)斷活門(mén)（PRSOV）互聯(lián)。當(dāng)PRSOV 打開(kāi)時(shí)，排放活門(mén)會(huì)關(guān)閉；當(dāng)PRSOV 關(guān)閉時(shí)，排放活門(mén)會(huì)打開(kāi)。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，PRSOV 打開(kāi)供油，排放活門(mén)關(guān)閉，防止燃油回流到收集油箱；關(guān)車(chē)時(shí)，PRSOV 關(guān)閉切斷供油，排放活門(mén)打開(kāi)，將管路中未燃燒的燃油回流到收集箱。如果排放活門(mén)故障在開(kāi)位，將導(dǎo)致大量燃油非正?；亓鞯绞占拖?，最終因油箱過(guò)滿(mǎn)而排出機(jī)外。

圖5 排放活門(mén)

3.3 潤(rùn)滑燃油濾

燃油收集油箱中的燃油在下一次發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)會(huì)通過(guò)油箱底部的引射泵注入低壓燃油泵進(jìn)口。但收集油箱并沒(méi)有被增壓，而引射泵采用高速低壓原理，通過(guò)在管道內(nèi)產(chǎn)生高速油流，在中央引射油管產(chǎn)生低壓，從而將燃油吸出，因此需要提供引射流。從圖6 看出，從低壓燃油泵出口引出一根獨(dú)立的管路到收集油箱，這股燃油要先經(jīng)過(guò)潤(rùn)滑油濾。由圖7 看出，從該油濾出來(lái)的燃油還有一部分流回，為燃油泵軸承提供潤(rùn)滑，因此該油濾稱(chēng)為潤(rùn)滑油濾。需要注意的是，發(fā)動(dòng)機(jī)干冷轉(zhuǎn)時(shí)，雖然未供油，但活門(mén)也需要打開(kāi)，以提供該環(huán)路潤(rùn)滑燃油泵的燃油。

圖6 燃油系統(tǒng)

圖7 燃油泵內(nèi)部圖

如果潤(rùn)滑油濾出現(xiàn)堵塞，提供引射流的供壓管路會(huì)被切斷，燃油收集油箱中的燃油就無(wú)法進(jìn)入燃油供油管路，最終導(dǎo)致油箱過(guò)滿(mǎn)溢出?？湛团殴适謨?cè)中提到，飛行時(shí)間少于2000h 的新交付飛機(jī)燃油泵上的潤(rùn)滑油濾堵塞可能導(dǎo)致排放桅桿處排放油箱端口有燃油泄漏，這也解釋了表1 統(tǒng)計(jì)結(jié)果中飛機(jī)引進(jìn)前幾年潤(rùn)滑油濾更換頻率高的原因。

4 排故建議

余油總管連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)重要部件，同時(shí)在排放桅桿有對(duì)應(yīng)部件的詳細(xì)標(biāo)注，可以大致判斷出故障點(diǎn)。從圖2 可以看出，兩個(gè)VSV 作動(dòng)器、AOHE和FMU 連接至同一排放口，IDG 和起動(dòng)機(jī)連接至同一排放口。但每個(gè)作動(dòng)器、AOHE 和IDG 的排放管都有一個(gè)收集器，作用是更好地檢測(cè)滲漏源。如果發(fā)生滲漏，收集器可容納部分油液，可通過(guò)檢查收集器中的液體來(lái)識(shí)別相應(yīng)的缺陷部件。如果仍無(wú)法確認(rèn)滲漏來(lái)源，可從排放桅桿處脫開(kāi)余油管，在管路端口包裹口袋，然后試車(chē)收集漏油。

對(duì)于滑油部件IDG 和起動(dòng)機(jī)余油口滲漏的滑油，在無(wú)法準(zhǔn)確判斷是齒輪箱滲漏還是部件滲漏時(shí)，可先運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)10min 后再檢查，或通過(guò)查看發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油消耗率來(lái)確定，必要時(shí)可拆下IDG或起動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢查。

對(duì)于收集油箱排放口的滲漏，如果是在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)生的，對(duì)未執(zhí)行SB 73-F174 的FMU，可先清潔排放活門(mén)，仍然滲漏的可更換FMU。對(duì)于執(zhí)行了SB 73-F174 的FMU，可直接更換FMU。如果滲漏是在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)車(chē)后發(fā)生，且飛行時(shí)間少于2000h，應(yīng)先考慮潤(rùn)滑油濾堵塞的可能。如果大于2000FH，應(yīng)首先考慮收集油箱下部引射泵故障；如果滲漏持續(xù)，再考慮FMU 排放活門(mén)故障；如果換件后故障現(xiàn)象依舊，則考慮收集油箱內(nèi)部故障。如果故障仍無(wú)法排除，則考慮燃油泵本體損壞的可能。

更換收集油箱或引射泵后，需要特別注意因油箱內(nèi)部為空，必須監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)4 次運(yùn)轉(zhuǎn)正常才能確認(rèn)故障排除成功。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文闡明了發(fā)動(dòng)機(jī)余油系統(tǒng)的滲漏來(lái)源及可能原因，并結(jié)合理論與實(shí)際案例給出經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，列出了重點(diǎn)注意事項(xiàng)，供今后排故時(shí)參考。本文僅提供參考思路，實(shí)際工作中應(yīng)結(jié)合具體故障現(xiàn)象，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更加全面的分析，以便能更快地確定故障并解決問(wèn)題。