Lycoming 發動機潤滑油系統常見故障淺析

張 強

（信陽航空職業學院航空工程學院，河南信陽 464000）

1 飛機發動機潤滑油系統

1.1 潤滑油箱

在航空發動機中，潤滑油箱是飛機進行潤滑的必備部件，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）干槽式有獨立的外部油箱，大多數的燃氣渦輪發動機采用這種形式。它一般是用鋁合金或鋼板焊接形成，安裝在發動機的兩側面，但渦噴六發動機的潤滑油箱安裝在發動機的左側。

（2）濕槽式通常將潤滑油儲存在發動機內集油槽或集油池中，如許多Lycoming 系列的發動機的潤滑油箱就是在發動機內集油槽中，位于發動機的下面。

1.1.1 潤滑油箱的基本要求

（1）膨脹性要求。發動機的潤滑油箱應留有一定的膨脹空間，原因有兩個：一是發動機潤滑油在工作時是高溫液體，在一個密封的空間內會引起體積膨脹；二是潤滑油在系統中流動時會產生氣泡，這些氣泡也會使發動機潤滑油箱體積增大。一般情況下，發動機在設計時會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標明潤滑油加注入口，一般標記為“OIL”。比如，在Lycoming 360 系列的發動機中加油口安裝在發動機的右側，且加油口蓋上標記有相關的字樣。

（3）潤滑油標尺。一般潤滑油加注口都采用潤滑油標尺或觀察窗。以Lycoming O-360-A4M 發動機為例，潤滑油有一標尺插入油管內，當潤滑油的浸入頁面淹沒到標尺上特定位置時，通過油標尺上的刻度就可以顯示出潤滑油量的多少，如果潤滑油量未達到刻度線標準需及時加油。

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保持一個特定的溫度。它安裝有一個恒溫旁通閥，當潤滑油溫度較低時，不需要進行潤滑油和燃油的熱交換、不需要散熱，這個閥門打開，油路旁通；當潤滑油溫度較高時，旁通閥關閉，這時油路會通過潤滑油冷卻器進行散熱和熱交換。

1.3 潤滑油濾

潤滑油濾的作用是過濾潤滑油中的雜質和微粒，使供應到發動機系統的潤滑油是清潔干凈的。潤滑油濾有一個旁通活門，當油濾出現堵塞等情況時，油濾的進、出口壓差將達到一定的數值，這時旁通活門打開，潤滑油可以不經過潤滑油濾直接供應到發動機部件上。通常情況下，如果出現潤滑油濾堵塞問題，系統會給駕駛艙一個信號、顯示油濾堵塞。

1.4 潤滑油系統相關附件

磁屑探測器通常安裝在回油路上，用來探測發動機機件的工作情況，它有一個自封活門防止磁性堵塞拆下時潤滑油流出。如果出現金屬碎屑顯示有異常情況，會給駕駛艙發出警告，來顯示潤滑油碎屑過多，需要處理。如果出現潤滑油磁屑探測器報警，需要在發動機停車后維護前進行取樣分析，通過光譜分析、鐵元素分析來判斷發動機內部狀況。

2 Lycoming O-360-A4M 發動機潤滑油系統

安裝在DA40F 的O-360-A4M 型發動機通常采用濕槽潤滑油系統，潤滑油系統有一個潤滑油冷卻器（固定在發動機安裝支架的支架上），還有溫度指示器，這個指示器是集成發動機儀表顯示的一部分（圖1）。

圖1 DA40F 飛機潤滑油系統工作示意

潤滑油儲存在發動機的儲油槽中，通過潤滑油泵的作用，將潤滑油泵入到潤滑油系統中。在油槽和泵之間有一個過濾器，它可以過濾潤滑油之中的雜質。經過潤滑油泵的潤滑油通過潤滑油管進入恒溫旁通閥。正常工作下，當潤滑油溫度高時，會通過一個軟管流到潤滑油冷卻器中，當潤滑油是低溫時，恒溫旁通閥會打開，潤滑油直接進入潤滑油濾中。

潤滑油濾有一個旁通活門。旁通活門通常情況下是關閉的，如果潤滑油濾出現堵塞的話，活門將打開，潤滑油將不走油濾，直接流向壓力調節閥。潤滑油從壓力調節閥環流發動機最后流回潤滑油槽。

3 潤滑油過熱

潤滑油溫度高會使發動機出現故障，潤滑油是通過圖1所示的潤滑油冷卻器進行散熱的。從潤滑油泵出來的潤滑油有兩種途徑進行繼續的供油：第一種是通過潤滑油冷卻器進行散熱再流經潤滑油濾供給發動機的凸輪軸和閥機構以及到螺旋槳調速器；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。

（1）對于第一種情況，如果潤滑油經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故障，解決的辦法是對潤滑油散熱器進行仔細地檢查，應確保潤滑油散熱器襯墊完整，如果發現散熱器上的襯墊彎曲或是變形很嚴重時，這時就應該對潤滑油散熱器進行更換。

（2)對于第二種情況，如果到系統的潤滑油溫度較高，大多數是因為潤滑油濾的恒溫旁通閥出現問題，這時應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的潤滑油牌號，因為潤滑油有一定的黏度，不同牌號的潤滑油在同一工作條件下的指標不同，這時應嚴格按照手冊的要求進行更換和添加。

4 潤滑油壓力波動

作用于部件上時，潤滑油會產生一個類似“薄膜”的油層，為保證潤滑油能順利的流到所需潤滑的部件、對部件進行潤滑，必須要對潤滑油壓力進行調節，壓力低會導致潤滑部件不能很好地工作、增大部件之間的摩擦力，甚至會導致發動機因潤滑失效而造成事故。所以，在日常維護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，潤滑油會經過一個壓力調節閥，用來調節潤滑油的壓力（圖1）。如果發現潤滑油壓力低或高，首先應考慮壓力調節閥是否出現問題，以及壓力表是否出現問題。在此類Lycoming 發動機中，潤滑油會通過凸輪軸和閥機構進入發動機缸體，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揮作用，出現燒“潤滑油”的現象，就會導致發動機工作不良。

潤滑油壓力活門的作用是保持發動機潤滑油壓力在規定的范圍之內，壓力活門通常有兩種形式，一種為可調，另一種為不可調。不可調的潤滑油壓力活門，壓力控制是在罩蓋下的最多能增加到幾個墊片來增大壓力來實現的，或用一個墊圈來減小壓力實現，不可調整。但應注意，如果有金屬物或其他外來物留在滾珠和座之間，將會造成讀數錯誤。因此，發現潤滑油壓力超常波動時必須分解、檢查、清潔這個活門。而可調的潤滑油壓力活門，可以通過操作者操作將潤滑油壓力保持在規定的范圍之內。壓力活門的調整方法：發動機暖機后，觀察潤滑油壓力表的讀數，如果潤滑油壓力高于或低于規定范圍則停車，調整壓力活門的螺絲（向外擰減小壓力，向內擰增大壓力）。

5 潤滑油污染

潤滑油在整個系統中起著重要作用，工作中常常因為潤滑油品質不佳導致潤滑失效或不良。通常使用潤滑油濾來過濾和清潔潤滑油，但在實際工作中，常常因為漲圈和氣缸壁、活塞和氣缸之間發生摩擦，導致氣缸中的潤滑油出現金屬碎屑，導致流入機件摩擦面的潤滑油減少，造成潤滑不良，甚至會導致潤滑油供應出現斷路[1]。在日常的維護工作中，應做好金屬碎屑的分析和預防工作。以Lycoming IO-360 和Lycoming O-360 發動機為例，每工作50 h 就需要進行潤滑油濾的分解。需拆下潤滑油濾，取出紙質的濾芯，將濾芯平鋪開來，仔細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，必要時采取潤滑油光譜分析來判斷問題所在。