一起FJ44-1A型发动机高空滑油压力低的故障分析
2012-08-22陆红伟
陆红伟 史 珂
(1.中国民用航空飞行学院洛阳分院 河南 洛阳 471001;2.中国民用航空飞行学院机务处 四川 广汉 618307)
0 引言
由于涡轮发动机的转子在高转速下工作,因此滑油系统是发动机的重要保障系统,发动机工作的可靠性,在很大程度上取决于滑油系统的正常工作。为保证发动机在飞行包线内工作时,滑油系统能够提供发动机所需的滑油,滑油系统必须保持一个适当的压力范围,从而保证滑油的正常供应。如果滑油压力过低,则会降低滑油的供应量,部件将得不到充分润滑和冷却,长时间处于这种状态工作的发动机将导致严重的损坏。
FJ44-1A型发动机是美国Williams公司生产的一款双转子、中等涵道比涡扇发动机,配备再循环式滑油系统。本文将就一起FJ44-1A发动机滑油压力低故障进行分析。
1 故障现象
某CESSNA 525型飞机 (装备2台FJ44-1A发动机)在高空飞行时,左发滑油压力明显低于右发,机组反映双发滑油压力差值在10-15PSIG之间,以8000米高度为例,左右发高压轴转速(N2)分别为92.8%和92.7%,左右发滑油压力则分别为47PSIG和61PSIG,地面试车左发滑油压力也略微低于右发1-4PSIG,如图1所示。
图1 地面试车时左右发滑油压力对比曲线图
2 故障件排查
一般,滑油压力低的故障分为两种情况,一种是发动机启动以后,在慢车转速时都明显低于正常值,这种故障很明显,所以,飞机不会被放飞,马上会进入排故程序;另一种是发动机在地面运转过程中,滑油压力正常,而随着飞机飞行高度增加,滑油压力逐渐偏离正常值。从故障现象分析,这次滑油压力低故障应该属于后一种情况。
根据系统的构成,滑油系统可以区分为为完成滑油正常循环工作的机械部分和为完成系统监控任务的数据采集和指示部分,为确定故障源在哪一部分,第一步应对数据采集和指示部分进行检查验证,检查结果显示,左发滑油压力传感器和滑油压力指示部件均工作正常,这就将故障范围缩小到滑油系统的机械部件上。
影响滑油压力的因素包括滑油量、滑油温度、滑油滤堵塞情况、滑油压力调节器、滑油泵及滑油箱单向通气活门等。经过地面检查和飞行数据核对,很容易地排除了滑油量、滑油温度和滑油滤堵塞等因素。而要检查滑油泵和滑油箱单向通气活门则需要分解发动机部件,工作量很大,检查滑油压力调节器却比较简单,根据先易后难的原则,首先调整了左发的滑油压力调节器,调整后进行了试飞,结果显示在地面左发滑油压力低于右发1PSIG,飞行高度7000多米时左发滑油压力比右发低约13PSIG,故障仍然存在。
后经分解滑油箱单向通气活门发现,该活门被粘结在开位,随着飞行高度增加,该活门无法适时关闭,导致在高空左发滑油压力低于右发。
3 原因分析
这是一起典型的由于滑油箱单向通气活门失效导致的发动机高空滑油压力低故障。滑油箱单向通气活门安装在发动机内的滑油箱通气口上,该单向活门平衡滑油箱内的压力,当滑油箱内压力过高时,该活门打开,将积聚在滑油箱顶部的油气导引至附件齿轮箱,再经油气分离器分离,最终将空气排出机外。
造成滑油箱单向通气活门卡在开位的原因有两方面:
一方面,虽然有回油滤的过滤,但滑油从轴承等部件处带走的磨粒等杂质依然会有部分返回至滑油箱,这就导致经过滑油箱单向通气活门的油气混合气也含有磨粒等杂质,长期沉积,使单向活门被油泥卡滞在开位。
另一方面,从历史的滑油分析报告中可以看出,使用过的滑油中微粒的主要成分为沙粒和碳粒,这说明某些地区环境中灰尘比较大,导致在规定的滑油更换间隔内,滑油中积聚了更多的杂质,这样,在相同的时间内,单向活门处油泥的量大大增加。
4 结语
滑油系统是保证发动机正常工作的关键系统,维护中应加强对滑油系统数据的监控,重视滑油滤分析结果,根据飞机运行的实际环境,调整滑油更换的间隔。