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Lycoming 發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油系統(tǒng)常見故障淺析

2021-02-10 12:38:04強(qiáng)
設(shè)備管理與維修 2021年23期
關(guān)鍵詞:活門旁通冷卻器

張 強(qiáng)

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

1 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油系統(tǒng)

1.1 潤滑油箱

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

(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)的潤滑油箱安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的左側(cè)。

(2)濕槽式通常將潤滑油儲(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 潤滑油箱的基本要求

(1)膨脹性要求。發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑油箱應(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,在潤滑油加油口的口蓋上應(yīng)標(biāo)明潤滑油加注入口,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)潤滑油標(biāo)尺。一般潤滑油加注口都采用潤滑油標(biāo)尺或觀察窗。以Lycoming O-360-A4M 發(fā)動(dòng)機(jī)為例,潤滑油有一標(biāo)尺插入油管內(nèi),當(dāng)潤滑油的浸入頁面淹沒到標(biāo)尺上特定位置時(shí),通過油標(biāo)尺上的刻度就可以顯示出潤滑油量的多少,如果潤滑油量未達(dá)到刻度線標(biāo)準(zhǔn)需及時(shí)加油。

1.2 潤滑油冷卻器

潤滑油冷卻器一般為燃油/潤滑油熱交換器,作用是讓潤滑油在工作時(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)潤滑油溫度較低時(shí),不需要進(jìn)行潤滑油和燃油的熱交換、不需要散熱,這個(gè)閥門打開,油路旁通;當(dāng)潤滑油溫度較高時(shí),旁通閥關(guān)閉,這時(shí)油路會(huì)通過潤滑油冷卻器進(jìn)行散熱和熱交換。

1.3 潤滑油濾

潤滑油濾的作用是過濾潤滑油中的雜質(zhì)和微粒,使供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的潤滑油是清潔干凈的。潤滑油濾有一個(gè)旁通活門,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)旁通活門打開,潤滑油可以不經(jīng)過潤滑油濾直接供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)部件上。通常情況下,如果出現(xiàn)潤滑油濾堵塞問題,系統(tǒng)會(huì)給駕駛艙一個(gè)信號(hào)、顯示油濾堵塞。

1.4 潤滑油系統(tǒng)相關(guān)附件

磁屑探測器通常安裝在回油路上,用來探測發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件的工作情況,它有一個(gè)自封活門防止磁性堵塞拆下時(shí)潤滑油流出。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,來顯示潤滑油碎屑過多,需要處理。如果出現(xiàn)潤滑油磁屑探測器報(bào)警,需要在發(fā)動(dòng)機(jī)停車后維護(hù)前進(jìn)行取樣分析,通過光譜分析、鐵元素分析來判斷發(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)通常采用濕槽潤滑油系統(tǒng),潤滑油系統(tǒng)有一個(gè)潤滑油冷卻器(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)潤滑油系統(tǒng)工作示意

潤滑油儲(chǔ)存在發(fā)動(dòng)機(jī)的儲(chǔ)油槽中,通過潤滑油泵的作用,將潤滑油泵入到潤滑油系統(tǒng)中。在油槽和泵之間有一個(gè)過濾器,它可以過濾潤滑油之中的雜質(zhì)。經(jīng)過潤滑油泵的潤滑油通過潤滑油管進(jìn)入恒溫旁通閥。正常工作下,當(dāng)潤滑油溫度高時(shí),會(huì)通過一個(gè)軟管流到潤滑油冷卻器中,當(dāng)潤滑油是低溫時(shí),恒溫旁通閥會(huì)打開,潤滑油直接進(jìn)入潤滑油濾中。

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

3 潤滑油過熱

潤滑油溫度高會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障,潤滑油是通過圖1所示的潤滑油冷卻器進(jìn)行散熱的。從潤滑油泵出來的潤滑油有兩種途徑進(jìn)行繼續(xù)的供油:第一種是通過潤滑油冷卻器進(jìn)行散熱再流經(jīng)潤滑油濾供給發(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;第二種是繞過潤滑油冷卻器直接通過旁通活門到以上系統(tǒng)。

(1)對(duì)于第一種情況,如果潤滑油經(jīng)過潤滑油濾出來的潤滑油高溫,那么極有可能是潤滑油散熱器出現(xiàn)故障,解決的辦法是對(duì)潤滑油散熱器進(jìn)行仔細(xì)地檢查,應(yīng)確保潤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嚴(yán)重時(shí),這時(shí)就應(yīng)該對(duì)潤滑油散熱器進(jìn)行更換。

(2)對(duì)于第二種情況,如果到系統(tǒng)的潤滑油溫度較高,大多數(shù)是因?yàn)闈櫥蜑V的恒溫旁通閥出現(xiàn)問題,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上批準(zhǔn)的潤滑油牌號(hào),因?yàn)闈櫥陀幸欢ǖ酿ざ?,不同牌?hào)的潤滑油在同一工作條件下的指標(biāo)不同,這時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照手冊的要求進(jìn)行更換和添加。

4 潤滑油壓力波動(dòng)

作用于部件上時(shí),潤滑油會(huì)產(chǎn)生一個(gè)類似“薄膜”的油層,為保證潤滑油能順利的流到所需潤滑的部件、對(duì)部件進(jìn)行潤滑,必須要對(duì)潤滑油壓力進(jìn)行調(diào)節(jié),壓力低會(huì)導(dǎo)致潤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)因潤滑失效而造成事故。所以,在日常維護(hù)中一定要確保潤滑油壓力滿足要求。

流過潤滑油濾或潤滑油濾旁通后,潤滑油會(huì)經(jīng)過一個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥,用來調(diào)節(jié)潤滑油的壓力(圖1)。如果發(fā)現(xiàn)潤滑油壓力低或高,首先應(yīng)考慮壓力調(diào)節(jié)閥是否出現(xiàn)問題,以及壓力表是否出現(xiàn)問題。在此類Lycoming 發(fā)動(dòng)機(jī)中,潤滑油會(huì)通過凸輪軸和閥機(jī)構(gòu)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)缸體,一旦因壓力問題造成潤滑油過多流入氣缸,擋油漲圈和刮油擋圈則不能很好地發(fā)揮作用,出現(xiàn)燒“潤滑油”的現(xiàn)象,就會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作不良。

潤滑油壓力活門的作用是保持發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油壓力在規(guī)定的范圍之內(nèi),壓力活門通常有兩種形式,一種為可調(diào),另一種為不可調(diào)。不可調(diào)的潤滑油壓力活門,壓力控制是在罩蓋下的最多能增加到幾個(gè)墊片來增大壓力來實(shí)現(xiàn)的,或用一個(gè)墊圈來減小壓力實(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)潤滑油壓力超常波動(dòng)時(shí)必須分解、檢查、清潔這個(gè)活門。而可調(diào)的潤滑油壓力活門,可以通過操作者操作將潤滑油壓力保持在規(guī)定的范圍之內(nèi)。壓力活門的調(diào)整方法:發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)后,觀察潤滑油壓力表的讀數(shù),如果潤滑油壓力高于或低于規(guī)定范圍則停車,調(diào)整壓力活門的螺絲(向外擰減小壓力,向內(nèi)擰增大壓力)。

5 潤滑油污染

潤滑油在整個(gè)系統(tǒng)中起著重要作用,工作中常常因?yàn)闈櫥推焚|(zhì)不佳導(dǎo)致潤滑失效或不良。通常使用潤滑油濾來過濾和清潔潤滑油,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)致氣缸中的潤滑油出現(xiàn)金屬碎屑,導(dǎo)致流入機(jī)件摩擦面的潤滑油減少,造成潤滑不良,甚至?xí)?dǎo)致潤滑油供應(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)行潤滑油濾的分解。需拆下潤滑油濾,取出紙質(zhì)的濾芯,將濾芯平鋪開來,仔細(xì)檢查金屬碎屑的情況。一般情況,可以通過濾芯上的金屬碎屑物來判斷潤滑油的品質(zhì),必要時(shí)采取潤滑油光譜分析來判斷問題所在。

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