■ 李鵬輝 胡宇超 黎強 王謙/成都航利（集團）實業(yè)有限公司

0 引言

某型發(fā)動機主燃油泵調(diào)節(jié)器（簡稱主調(diào)）用于向燃燒室供給燃油，并根據(jù)發(fā)動機狀態(tài)和外界條件變化調(diào)節(jié)供油量，保證發(fā)動機在各狀態(tài)下都能穩(wěn)定工作，其性能對于發(fā)動機的正常工作乃至飛機的飛行安全至關(guān)重要。主調(diào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密偶件多、控制精度要求高，工作中承受較高的溫度、較大的壓力，各元件相對運動頻繁，因此其對燃油的清潔度要求極高。

主調(diào)油液污染將導(dǎo)致飛行等級事故、事故征候和故障，嚴重危及飛行安全。針對航空修理中主調(diào)油液污染問題，本文系統(tǒng)地總結(jié)了污染的分類、來源、危害及特點，結(jié)合修理實際，從分解、修理、裝配、試驗、油封等各工序及環(huán)、設(shè)、人等方面著手，制訂相應(yīng)的污染防護措施，切實保證修理過程中的油液清潔度符合要求。

1 污染物分類

主調(diào)油液污染物按其類型分為固體顆粒、水、空氣、微生物、化學(xué)物質(zhì)等。

1） 固體顆粒。固體顆粒是最危險的一種污染物，包括金屬毛刺、飛邊、膠質(zhì)、研磨粉、纖維、氧化皮、橡膠顆粒、鍍（涂）層剝落物、油垢、油液衍生化合沉淀物及高溫時生成的碳化粒子等。在各種污染物中，固體顆粒分布最廣，是引起系統(tǒng)故障的最重要根源，其危害方式主要是加劇元件磨損和卡滯、多余物淤積和油路堵塞、加速油液變質(zhì)等。

2）水。吸收潮氣是航空煤油的一個重要特性，當其與空氣接觸時，空氣中的水分自然進入燃油系統(tǒng)，進而也會進入主調(diào)。當油液中水分含量超過5×10-4mg/L時，則有相當含量的分離狀態(tài)水加速油質(zhì)惡化。水污染不僅使元件表面銹蝕，而且在一定溫度下會聚合生成碳氫化合物，這種膠狀物附著在零件表面起膩塞作用，影響系統(tǒng)性能。此外，水污染的危害還有降低潤滑性、加速燃油中微生物的生長等。

3）空氣?？諝馐浅Ｒ姷臍鈶B(tài)污染物。空氣中的氧對油液的氧化作用使油液化學(xué)性能產(chǎn)生變化，對元件產(chǎn)生腐蝕作用。當油溫升高或壓力降低時，在分離壓的作用下，氣體從油液中游離出來，產(chǎn)生氣穴，造成響應(yīng)失真，系統(tǒng)響應(yīng)靈敏度降低，甚至造成氣蝕破壞。氣蝕過程還伴隨著化學(xué)腐蝕和電解作用，都會加速金屬的腐蝕和疲勞破壞。

4）微生物。微生物種類繁多，在自然界分布極廣，可以很容易地進入燃油系統(tǒng)。在適合的條件下微生物數(shù)量隨著時間增長成倍增加，微生物的分泌物和腐蝕產(chǎn)物積聚，導(dǎo)致燃油中“多余物”的產(chǎn)生。長期嚴重的微生物污染會引發(fā)一系列的問題，如出現(xiàn)油濾堵塞，若不及時更換油濾、清洗燃油系統(tǒng)則會影響發(fā)動機的正常供油，從而造成發(fā)動機起動點火困難，使發(fā)動機無法在規(guī)定時間內(nèi)順利進入慢車狀態(tài)。發(fā)動機起動時間超過了設(shè)計范圍容易引發(fā)喘振、超溫等。發(fā)動機的油濾被微生物堵塞后，當壓差達到一定值時油濾的安全活門自動打開，大量摻有微生物的燃油就會不經(jīng)過油濾直接進入發(fā)動機燃燒室，對發(fā)動機的危害更大，如含有微生物的燃油燃燒后產(chǎn)生大量殘余物質(zhì)焦結(jié)在燃油噴嘴頭部。

5）化學(xué)物質(zhì)。包括異種油料、油液提煉過程中殘留的化學(xué)雜質(zhì)、溶劑、油液分解作用產(chǎn)生的有害化學(xué)物質(zhì)等，其危害方式主要是元件腐燭、油液變質(zhì)。另外，燃油中的水分、礦物質(zhì)為微生物的生存、繁衍創(chuàng)造了條件。

2 污染物來源及危害

造成主調(diào)內(nèi)部油液污染的污染源可以分為固有污染物、外部侵入污染物和內(nèi)部生成污染物三類。

2.1 固有污染物

固有污染物是指元件在數(shù)控加工、模壓成型時殘留在內(nèi)部的金屬切削、殘渣、型砂等，這些污染物潛藏于系統(tǒng)內(nèi)部，導(dǎo)致在使用初期發(fā)生故障的概率較高，元件在出廠或裝配前經(jīng)過清洗和檢驗，污染可以降低但無法避免。典型案例如下。

1）某型飛機在執(zhí)行飛行任務(wù)時，加速過程中推油門轉(zhuǎn)速不跟隨，導(dǎo)致一起二等飛行事故。事故調(diào)查結(jié)果表明，主調(diào)加速控制器擋板活門制造過程中殘留多余物，導(dǎo)致?lián)醢寤铋T密封性失效，故障件如圖1、圖2所示。

2）某型飛機第三次滑出前，飛行員推油門N2=86%左右時，推力明顯偏小，尾噴口一直處于大噴口狀態(tài)，未正常轉(zhuǎn)換，α2未起調(diào)。地面試車檢查，當N2換算至78.5%時噴口轉(zhuǎn)換為小噴口，飛參判讀各項參數(shù)正常，故障未復(fù)現(xiàn)。專家組調(diào)查發(fā)現(xiàn)，主調(diào)雙擺活門對應(yīng)的離心飛重內(nèi)腔有一塊金屬屑，尺寸為10.24mm×1.974mm，呈弓形條狀，為加工切削碎片。該起故障發(fā)生在地面，因而避免了一起等級事故的發(fā)生。金屬屑在離心飛重內(nèi)腔位置及金屬屑尺寸如圖3、圖4所示。

2.2 外部侵入污染物

外部侵入污染物主要包括分解過程中掉入產(chǎn)品內(nèi)部的小零件或斷裂的保險碎屑等，元件、殼體沖洗時的殘渣，修理過程中元件經(jīng)研磨加入的研磨膏殘留，裝配過程中誤入的諸如棉絨纖維、塵埃、發(fā)絲等，調(diào)試及發(fā)動機試車過程中隨燃油進入的雜質(zhì)等。此外，還可能包括排故和維護時不慎混入的棉絨、塵埃等。典型案例如下：

1）某型飛機在起飛爬升過程中因發(fā)動機停車而墜毀。分析表明，主調(diào)加速節(jié)流活門卡滯在打開位置，使發(fā)動機供油量降低至最小，從而導(dǎo)致發(fā)動機轉(zhuǎn)速和溫度逐漸降低，直至停車。造成加速節(jié)流活門卡滯的原因是主調(diào)在使用過程中隨油料混入異物。

2）某型飛機地面起動至慢車狀態(tài)轉(zhuǎn)速僅上升至40.1%，拆除起動控制器分解檢查，發(fā)現(xiàn)起動回油活門滯澀，后確定燃油污染超標，雜質(zhì)隨燃油進入主調(diào)導(dǎo)致活門卡滯。

2.3 內(nèi)部生成污染物

燃油系統(tǒng)自身工作時因元器件磨損而生成的污染物，如油泵等正常磨損產(chǎn)生的金屬微粒、橡膠密封件磨損或破壞所形成的橡膠顆粒、油濾的濾芯破壞等產(chǎn)生的脫落物、剝落的涂層碎渣及燃油中的水電化學(xué)反應(yīng)所引起的金屬銹蝕等。典型案例：某飛行部隊曾發(fā)生一起回油活門膠圈斷裂造成計量活門卡滯的等級事故。

3 污染及污染故障的特點

3.1 污染的特點

1）蔓延性。污染可以傳播，當某個元件被污染時，可能傳播到整個系統(tǒng)。

2）隱蔽性。人的視力只能看見大于40μm的顆粒，油液中固體顆粒污染物絕大部分的粒度在40μm以下，用常規(guī)的目視方法難以發(fā)現(xiàn)污染跡象；附件內(nèi)部盲孔、盲端、臺階等死油區(qū)由于沒有油液流動，很容易滯留污染物，即使系統(tǒng)油液污染度檢驗合格，依然可能有污染物潛伏。

3）累積性。由于死油區(qū)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)、分子吸附等原因，附件內(nèi)的污染物容易滯留，而且時間越長累積量越大。

4）惡性循環(huán)。污染總是伴隨著機械磨損和性能劣化，這是一個“污染——磨損——加劇污染——加劇磨損——直至發(fā)生故障”的惡性循環(huán)。

3.2 污染故障的特點

1）突發(fā)性。是隨機性和隱蔽性的綜合體現(xiàn)，故障的發(fā)生是隨機的，沒有征候。

2）間歇性。故障的發(fā)生很短暫，能自動消失，系統(tǒng)重新工作又恢復(fù)正常，檢查時故障難以模擬復(fù)現(xiàn)。

圖1 擋板活門月牙槽邊緣異物

圖2 擋板活門座中心錐面剝落層

圖3 離心飛重內(nèi)腔金屬屑位置

圖4 金屬屑尺寸比對

這兩個特點在“雙擺活門離心飛重腔殘留加工金屬屑”案例上得到很好的詮釋。前兩次滑跑均未表現(xiàn)出故障征候，而在第三次滑跑時出現(xiàn)了故障現(xiàn)象，這是“突發(fā)性”的表現(xiàn)；另外，在地面試車檢查時各項參數(shù)判讀正常，故障未復(fù)現(xiàn)表征了“間歇性”的特點。

4 污染防控措施

4.1 環(huán)境、設(shè)備、人員

1）環(huán)境要求

主調(diào)分解、修理、裝配、試驗及油封現(xiàn)場必須整潔，地面與墻壁應(yīng)光滑，不易藏灰或起灰塵，無蛛網(wǎng)殘留，地面與墻壁清掃應(yīng)無塵，各角落不存在自然污染物，無多余物。

空氣溫濕度應(yīng)符合要求。

工作現(xiàn)場不允許存在引起污染的作業(yè)或工具，如裝配現(xiàn)場不能配銼刀，無分解作業(yè)等。

2）工裝設(shè)備與工具

工裝設(shè)備是指作業(yè)時所用的諸如清洗、試驗、加油等工藝設(shè)備。在設(shè)備設(shè)計與采購時就應(yīng)采取措施，保證其有足夠的自凈化和防污染侵入能力。

在設(shè)計工裝設(shè)備時，應(yīng)充分考慮設(shè)備的表面處理層與空氣接觸的表面在壽命期內(nèi)應(yīng)無銹蝕、銹斑，無脫落金屬和脫落非金屬顆粒。

用于擦拭工作臺面或設(shè)備的抹布應(yīng)是低顆粒、纖維不易斷碎的潔凈織物。

3）人員要求

從事各個工序的作業(yè)人員應(yīng)取得相應(yīng)崗位的操作證，均應(yīng)經(jīng)過污染度控制的專業(yè)培訓(xùn)，掌握、理解污染度控制的方法。人員衣著、穿戴要規(guī)范；人員行為、動作要規(guī)范，作業(yè)時雙手應(yīng)無任何污染物，避免因其工作行為引入污染。

4.2 分解

1）分解前

產(chǎn)品接收時，檢查產(chǎn)品外觀無異常后，首先應(yīng)仔細清洗殼體，避免分解過程中將外部不良物質(zhì)帶入發(fā)動機內(nèi)部油路或襯套中，從而引入外部污染。剪除保險時應(yīng)確保無保險絲殘留，以免其進入內(nèi)部油路，埋下質(zhì)量隱患。

2）分解中

開始分解前，檢查各工裝、工具狀況應(yīng)良好，無掉塊、卷邊及銹蝕等情況。例如，分解定壓活門、壓差活門等襯套時，金屬拔具端部倒圓應(yīng)光滑，側(cè)邊應(yīng)無毛刺，以免劃傷襯套內(nèi)壁，引入金屬顆粒污染；分解回油活門襯套時，拔具膨脹膠圈應(yīng)無缺口、裂紋，以免橡膠顆粒進入襯套內(nèi)部。

3）分解后工作

元件分解后應(yīng)及時清洗，清除附著的金屬或橡膠顆粒等污染物；凸輪等精密件應(yīng)按規(guī)定做好油封，其余零件也應(yīng)在表面涂刷油封油，防止與空氣長時間接觸產(chǎn)生銹蝕；油泵傳動軸應(yīng)刷洗干凈其表面銹蝕，防止銹蝕加劇，滋生微生物及發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等。

4.3 修理

修理時要進行大量的修銼、研磨等，修理過程中添加的研磨膏等輔助物也會引入外部污染物，因此，必須用汽油將元件清洗干凈，必要時可借助壓縮空氣將可吹洗元件內(nèi)部的雜質(zhì)吹出。修理后，做好油封工作，以免引起銹蝕和微生物等污染。

4.4 裝配

裝配工作對人員的要求非常嚴格，著裝必須規(guī)范；人員暫離未封閉的產(chǎn)品時必須蓋上蓋布，以免多余物掉入產(chǎn)品；裝配前要檢查工裝狀態(tài)，零件對號；人員應(yīng)養(yǎng)成勤洗手、零件裝配前先清洗的習(xí)慣，避免汗液接觸精密元件造成微生物及銹蝕污染。另外，裝配時慎用航空油脂及密封膠等輔助物，外場曾發(fā)生油脂堵塞溫切故障信號器油孔導(dǎo)致溫包報故的案例。

4.5 試驗

試驗時可能引入污染物的介質(zhì)主要是燃油和壓縮空氣。另外，用于安裝工裝夾具的堵頭也可能引入污染物，堵頭裝回前須用干凈的汽油進行清洗，以免沾染纖維或灰塵等，之后涂抹滑油以確保堵頭膠圈完整無擠壓斷裂。每臺產(chǎn)品，必須保證其進口及出口的油液污染度化驗合格；試驗用壓縮空氣必須干燥無灰塵及纖維等固體雜質(zhì)。試驗合格后用干凈的汽油清洗層板節(jié)流器、中心油濾等。

4.6 油封

除膜盒、薄膜空氣腔及其導(dǎo)管外，所有附件腔都必須進行油封。油封前，油封油必須加熱至110～120℃并保溫1小時，確保除掉水分。且產(chǎn)品附件所有腔內(nèi)的燃油應(yīng)排出，在油封油溫度60～80℃時進行油封。油封完成后，清洗拆除的外部保護帽蓋并擰到對應(yīng)接嘴上固定。

內(nèi)部油封使用的油料每次換油后應(yīng)化驗一次水分、酸、堿性、機械雜質(zhì)和油料顆粒清潔度。

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