某型空气起动机涡轮处漏油故障分析

谭蓉 马洪勇 梁雷子

摘要：针对某型空气起动机在外场使用时出现涡轮处漏油故障现象，对故障原因进行了分析，制定了针对性的修理及预防措施，解决了空气起动机涡轮处漏油故障。

关键词：空气起动机；漏油；修理；预防

Keywords：air starter；oil leakage；repair；precaution

1 故障现象

某型空气起动机由空气调节装置和起动机组件两部分组成。工作时，在起动机组件内部加注120mL润滑油，用于润滑高速旋转的行星齿轮组件，属于自带独立的润滑系统。此润滑系统一端由弹性密封装置密封，另一端由皮碗密封，发生漏油的部位在弹性密封装置一端（见图1）。該密封装置包含带轴承衬套的涡轮壳体、涡轮轴、前中后密封衬套及2件弹性密封环共6项零组件。漏油故障表现为空气起动机使用或停放过程中沿涡轮壳体表面漏油。

2 故障原因分析

从空气起动机涡轮处的密封装置结构和原理分析，建立空气起动机涡轮处漏油故障树（见图2），影响漏油的零组件为涡轮壳体组件内的轴承衬套和弹性密封环。可能的漏油途径有三处：弹性密封环开口处；弹性密封环与前中后密封衬套配合端面处；轴承衬套内孔与弹性密封环配合处。漏油原因包括：起动机内加注滑油过多、弹性密封环装配后的开口间隙大、2件弹性密封环开口未错开（或错开角度较小）、端面间隙大、轴承衬套内孔磨损、弹性密封环因翘曲变形使两端面平行度超差、轴承衬套或弹性密封环圆柱度超差等。

1）轴承衬套内孔与弹性密封环配合处漏油

弹性密封环在自身弹力作用下贴紧在轴承衬套内孔表面，通过配合表面之间形成的油膜进行密封。造成该部位漏油的可能原因有两个，一是轴承衬套内孔或弹性密封环外圆的圆柱度超差，两者贴合不好，油膜不易形成，当存在缝隙较大时，从缝隙处漏油；二是轴承衬套内孔磨损（见图3），内孔尺寸变大而超差，弹性密封环在弹力作用下不能弥补其间隙量而漏油。

2）弹性密封环与前中后密封衬套端面处漏油

弹性密封环装配在前、中间、后密封衬套形成的环槽内（见图4），其端面与前中后密封衬套端面间存在相对运动，属于动密封，靠保证端面间隙和油膜来密封。弹性密封环在工作中易翘曲变形，使两端面平行度超差，与各密封衬套之间的端面间隙相对变小（局部可能为零），无法形成稳定的油膜；同时因间隙变小，弹性密封环易卡滞在前中后密封衬套形成的槽内，随涡轮轴一起高速旋转（最大工作转速达50000r/min），从而造成轴承衬套内孔异常磨损而漏油。

3）弹性密封环开口处漏油

当弹性密封环装配到轴承衬套内孔后，其开口间隙A（见图5）大于规定或两件弹性密封环的开口安装位置未错开90°～180°，会从开口处漏油。

3 修理及预防措施

针对漏油故障原因，制定修理及预防措施。

1）针对轴承衬套内孔尺寸和圆柱度超差问题，修理时控制轴承衬套内孔尺寸不大于Φ22.023mm，圆柱度误差不大于0.005mm，若不符合要求则更换新品轴承衬套。

3）为保证空气起动机工作时弹性密封环与轴承衬套的贴合度，装配时将弹性密封环放入轴承衬套内孔的工作位置，弹性密封环与轴承衬套内孔间不允许透光。

4）为防止开口间隙过大而漏油，弹性密封环装配后的开口间隙应控制在0.1～0.15mm。

5）为防止弹性密封环装配后端面间隙过大，装配时将端面间隙控制为0.08～0.15mm，同时应保证弹性密封环在自身重力作用下应能在槽内自由移动，防止工作中出现因不能灵活移动而产生卡滞。

4 措施有效性验证

对存在涡轮处漏油故障的空气起动机贯彻上述修理及预防措施后，在试验器上检查密封性合格。跟踪了其中10台空气起动机参加的工厂试车情况，未发现漏油现象。选取其中一台空气起动机，在工厂试验器上进行110次试验器考核后再装配在发动机上，搭车参加750h发动机长期试车考核，在长期试车考核过程中未发现漏油现象。分解检查弹性密封环、轴承衬套等无异常磨损，跟踪近两年来的外场使用情况，未发生该型空气起动机涡轮处漏油故障。

5 结论

通过以上验证得出，以上制定的修理及预防措施有效，解决了空气起动机涡轮处漏油故障，提高了空气起动机的外场使用可靠性。

作者简介

谭蓉，高级工程师，从事航空发动机滑油附件技术工作。

马洪勇，高级工程师，从事航空发动机冷部件技术工作。

梁雷子，助理工程师，从事航空发动机附件技术和质量管理工作。