■ 陳斐 楊武奎 焦江 解永輝/襄陽(yáng)航泰動(dòng)力機(jī)器廠

0 引言

某型輔助動(dòng)力裝置（APU）用于在地面或空中起動(dòng)或應(yīng)急起動(dòng)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，屬于二次動(dòng)力源，其工作可靠性直接關(guān)系到飛機(jī)的正常地面起飛和空中的飛行安全。本文從該型APU 試車(chē)過(guò)程中滑油壓力為零故障入手，闡述滑油壓力為零故障的機(jī)理和排除方法，提出了修理過(guò)程中的改進(jìn)措施和建議。

1 故障現(xiàn)象及初步原因分析

某型APU 廠內(nèi)試車(chē)起動(dòng)30s 后自動(dòng)停車(chē)，檢查回放數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)30s 起動(dòng)時(shí)間段內(nèi)滑油壓力始終顯示為零，表明此次APU 自動(dòng)停車(chē)是滑油壓力報(bào)警引起的保護(hù)性停車(chē)。

由故障現(xiàn)象判斷故障性質(zhì)為性能故障，故障部位為滑油系統(tǒng)或產(chǎn)品本身，例如，臺(tái)架滑油壓力傳感器故障，感應(yīng)不到滑油壓力；試車(chē)臺(tái)架滑油箱內(nèi)的滑油不能到達(dá)滑油壓力傳感器而被感應(yīng)；滑油泵吸油能力差；臺(tái)架滑油附件或管路泄漏等。

2 故障排查和定位

對(duì)涉及的具體部位逐一排查：

1）在試車(chē)臺(tái)架上檢查滑油箱、滑油泵、滑油分配器、滑油電磁活門(mén)、各滑油連接導(dǎo)管外觀，無(wú)裂紋、漏油和其他缺陷，可排除因滑油泄漏引起的故障原因。

2）分下試車(chē)臺(tái)架的滑油供油管，檢查滑油泵進(jìn)油管接頭處無(wú)殘余油跡。松動(dòng)滑油供油管過(guò)程中發(fā)現(xiàn)供油管與滑油泵管接頭僅連接兩扣，檢查螺紋無(wú)毛刺、損傷現(xiàn)象；使用游標(biāo)卡尺和螺紋塞規(guī)，檢查試車(chē)臺(tái)架供油管接嘴、滑油泵進(jìn)油管接頭及試驗(yàn)器供油管接嘴，發(fā)現(xiàn)試車(chē)臺(tái)架供油管接嘴螺紋中徑偏下差、試驗(yàn)器供油管接嘴中徑偏下差、滑油泵進(jìn)油管接頭中徑偏上差，表明該臺(tái)滑油泵供油管接嘴與試車(chē)臺(tái)架供油管接頭連接不可靠。

對(duì)修理過(guò)程進(jìn)行排查和故障統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)還有兩起類(lèi)似故障，均為滑油泵與試驗(yàn)器管路連接正常而試車(chē)前臺(tái)架滑油供油管與滑油泵管連接不上。

3）分下臺(tái)架滑油壓力測(cè)量管，檢查滑油泵測(cè)壓管接頭位置處無(wú)殘余油跡。

4）在試車(chē)臺(tái)架上對(duì)另一臺(tái)APU 進(jìn)行試車(chē)，滑油壓力顯示正常，排除試車(chē)臺(tái)架滑油壓力傳感器故障。

5）在滑油泵試驗(yàn)器上復(fù)試滑油泵性能，各性能參數(shù)符合要求，排除滑油泵故障。

通過(guò)上述檢查可以看出，滑油泵進(jìn)油管接頭及測(cè)壓管接頭位置處無(wú)殘余油跡，說(shuō)明系統(tǒng)滑油未能到達(dá)滑油壓力傳感器處，即滑油無(wú)法通過(guò)滑油泵，傳感器沒(méi)有感應(yīng)而顯示滑油壓力。

進(jìn)一步分析得出，故障產(chǎn)生的根本原因是臺(tái)架滑油供油管與滑油泵進(jìn)油管接頭螺紋配合精度低、裝配不到位，導(dǎo)致密封錐面不貼合、滑油泵進(jìn)油管接頭漏氣產(chǎn)生吸空現(xiàn)象，從而無(wú)法建立滑油壓力。

更換滑油泵進(jìn)油管接頭后，故障排除。

3 故障機(jī)理分析

該型APU 的滑油系統(tǒng)由滑油箱、滑油泵、滑油分配器、減速傳動(dòng)盒、滑油電磁活門(mén)、軸承座、封嚴(yán)裝置、管路等組成（見(jiàn)圖1）。其中，滑油箱、滑油電磁活門(mén)、滑油供油管、滑油壓力測(cè)試裝置等屬于臺(tái)架隨機(jī)附件和連接管，試車(chē)測(cè)試時(shí)，臺(tái)架滑油進(jìn)油管與APU上滑油泵的進(jìn)油管接頭連接，滑油壓力測(cè)試裝置與滑油泵的測(cè)壓接頭連接（見(jiàn)圖2、圖3）。APU 工作過(guò)程中，滑油箱通過(guò)電磁活門(mén)打開(kāi)與大氣相通。

圖1 滑油系統(tǒng)圖

圖2 臺(tái)架滑油供油位置系統(tǒng)圖

圖3 滑油泵連接圖

APU 的滑油泵由兩個(gè)相互嚙合的直齒輪以及容納它們的泵體、前后蓋、旁通活門(mén)等組成。在泵體上，齒輪開(kāi)始和脫離嚙合處有排油口和吸油口。齒輪的齒槽、泵體的內(nèi)表面和前后泵蓋組成互不溝通的吸、壓油腔。當(dāng)齒輪副旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于靠吸油腔側(cè)嚙合的齒輪逐漸退出嚙合，空間增大，形成局部真空，滑油在外界大氣壓作用下由滑油箱進(jìn)入滑油泵吸油腔（見(jiàn)圖4）；而排油腔側(cè)的齒輪逐漸進(jìn)入嚙合，擠壓齒間的油液從壓油口流出。當(dāng)齒輪不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，滑油泵也不斷吸油和壓油。

圖4 滑油泵正常吸油示意圖

當(dāng)臺(tái)架滑油供油管與滑油泵進(jìn)油管接頭螺紋不能完全連接配合時(shí)，供油管接嘴與進(jìn)油管接頭的兩個(gè)74°錐面將不能貼合實(shí)現(xiàn)密封功能；滑油泵工作過(guò)程中，進(jìn)油管接頭一直與大氣相通，導(dǎo)致滑油泵吸油腔位置處不能形成真空而抽上油液，滑油泵出現(xiàn)吸空現(xiàn)象，滑油壓力不能正常建立。此時(shí)滑油箱和管路中的滑油液面高度類(lèi)同于連通器原理（見(jiàn)圖5）。

圖5 滑油泵不正常吸油示意圖

4 改進(jìn)措施和建議

1）將臺(tái)架滑油供油管接嘴中徑尺寸修訂為設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定的上差，或滑油泵修理前將進(jìn)油管接頭在試車(chē)臺(tái)架滑油供油管上進(jìn)行假裝驗(yàn)證，確保螺紋配合和裝配精度。

2）對(duì)臺(tái)架滑油箱箱體定期沖洗，對(duì)滑油箱油濾定期清洗，預(yù)防因滑油箱管接頭堵塞、油濾堵塞造成系統(tǒng)流阻偏大、供油不正常的故障。

3）對(duì)滑油供油管及各轉(zhuǎn)接接頭定期進(jìn)行沖洗、檢查和油污清除，預(yù)防因堵塞引起系統(tǒng)流動(dòng)阻力和局部阻力偏大造成供油不正常的故障。

4）試驗(yàn)及試車(chē)過(guò)程中，檢查各滑油密封位置處無(wú)滲漏油現(xiàn)象。

5）按技術(shù)文件要求對(duì)臺(tái)架滑油供油管接頭、滑油泵進(jìn)油管接頭的74°錐面進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)毛刺、壓坑、裂紋等故障及時(shí)排除。

6）對(duì)管接嘴和管接頭上的毛刺、壓坑、損傷使用絲錐、板牙進(jìn)行修理。

7）在滑油泵進(jìn)油管接頭上裝配臺(tái)架滑油供油管接嘴時(shí)，先手動(dòng)預(yù)擰緊，再使用扳手?jǐn)Q緊1/4 圈，為增加密封性，可在管接頭處涂覆厭氧密封膠。

8）滑油泵管接頭修理過(guò)程中，增加對(duì)螺紋中徑即公稱(chēng)直徑的檢查要求；臺(tái)架設(shè)備定檢過(guò)程中，增加對(duì)滑油供油管接嘴螺紋中徑的檢查要求。

9）外場(chǎng)輔助動(dòng)力裝置配裝到飛機(jī)上時(shí)，按照力矩要求保證滑油供油管與滑油泵管接頭裝配到位。

10）對(duì)滑油系統(tǒng)管路進(jìn)行放氣處理，預(yù)防因氣塞或氣振產(chǎn)生的故障。