某發(fā)動(dòng)機(jī)離心通風(fēng)器排氣管甩滑油故障分析

陳曉峰/哈爾濱東安發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司

某發(fā)動(dòng)機(jī)離心通風(fēng)器排氣管甩滑油故障分析

陳曉峰/哈爾濱東安發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司

離心通風(fēng)器排氣管甩滑油故障通過發(fā)動(dòng)機(jī)外觀能夠直觀的檢查出來。針對(duì)此類故障，修理手冊(cè)規(guī)定更換中后軸承腔調(diào)整墊、更換滑油泵或離心通風(fēng)器來排故。但多臺(tái)次發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)按修理手冊(cè)進(jìn)行排故無效的情況，后對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行分解檢查，發(fā)現(xiàn)軸承封嚴(yán)裝置超差是此次故障的主要原因。經(jīng)過此次排故分析，對(duì)離心通風(fēng)器排氣管甩滑油故障誘發(fā)原因進(jìn)行了全面的總結(jié)。

滑油系統(tǒng)；離心通風(fēng)器；故障分析

一、概述

多臺(tái)次某發(fā)動(dòng)機(jī)在返廠修理外觀檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣段上離心通風(fēng)器排氣管出口處有較大面積的積碳（見圖1），主要分兩種情況：

故障1發(fā)動(dòng)機(jī)因壓氣機(jī)三級(jí)轉(zhuǎn)子葉片折斷故障而返廠。在發(fā)動(dòng)機(jī)完成壓氣機(jī)三級(jí)轉(zhuǎn)子葉片折斷故障修理后，進(jìn)行檢驗(yàn)試車時(shí)，發(fā)現(xiàn)離心通風(fēng)器排氣管甩滑油，按發(fā)動(dòng)機(jī)修理手冊(cè)，更換了燃燒室機(jī)匣7號(hào)支板中、后軸承腔調(diào)整墊。再次檢驗(yàn)試車后外觀檢查發(fā)現(xiàn)離心通風(fēng)器排氣管又有滑油排出痕跡。后再按修理手冊(cè)要求，在車臺(tái)更換了離心通風(fēng)器和滑油泵，并按要求進(jìn)行檢驗(yàn)試車，故障仍未排除。

在檢驗(yàn)試車過程中，檢測(cè)后軸承滑油回油溫度、滑油壓力、溫度、流量、散熱量、滑油消耗率均符合規(guī)定要求。后又使用孔探儀檢查中、后軸承腔回油管路及燃燒室回油集油池，均未見異常。

故障2發(fā)動(dòng)機(jī)為正常到壽返廠修理的發(fā)動(dòng)機(jī)，返廠后外觀檢查時(shí)也發(fā)現(xiàn)離心通風(fēng)器排氣管出口處有較大面積的積碳。發(fā)動(dòng)機(jī)完成修理后，檢驗(yàn)試車時(shí)更換了燃燒室7號(hào)支板調(diào)整墊，試車后外觀檢查發(fā)現(xiàn)排氣段上離心通風(fēng)器排氣管出口又有較大面積油跡。又按照規(guī)定更換了1臺(tái)新品離心通風(fēng)器后試車，現(xiàn)象如故。

圖1 離心通風(fēng)器排氣段出口處照片

二、原因分析

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析。

（1）滑油封嚴(yán)、通氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

該中后軸承滑油封嚴(yán)、通氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2：壓氣機(jī)后軸承和渦輪軸承腔均采用了篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)。壓氣機(jī)第十級(jí)后的高壓空氣經(jīng)過兩道篦齒封嚴(yán)裝置進(jìn)入B腔。封嚴(yán)空氣進(jìn)入B腔后分為兩路：一路經(jīng)軸承座上的孔進(jìn)入C腔，經(jīng)調(diào)整墊孔流入排氣段內(nèi)；另一路經(jīng)內(nèi)封嚴(yán)篦齒去封嚴(yán)潤滑壓氣機(jī)后軸承（球軸承）的滑油。從燃燒室來的冷卻空氣，經(jīng)I級(jí)導(dǎo)向器內(nèi)環(huán)組件壁、燃燒室機(jī)匣軸承座和雙封嚴(yán)環(huán)上的孔進(jìn)入D腔。進(jìn)入D腔的氣流，其中一部分流經(jīng)外封嚴(yán)環(huán)和篦齒之間的間隙進(jìn)入渦輪燃?xì)饬魍ǖ?，另一部分?duì)渦輪轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷卻，還有一部分氣流經(jīng)過一道篦齒和封嚴(yán)環(huán)之間的間隙流入E腔。進(jìn)入E腔的空氣，一部分經(jīng)雙封嚴(yán)環(huán)和燃燒室機(jī)匣軸承座上的孔流入抽氣腔，經(jīng)調(diào)整墊流入排氣段，另一部分則經(jīng)過一道封嚴(yán)裝置對(duì)潤滑渦輪軸承（滾棒軸承）的滑油進(jìn)行封嚴(yán)。

圖2 發(fā)動(dòng)機(jī)中、后軸承空氣封嚴(yán)、通氣示意圖

發(fā)動(dòng)機(jī)中、后軸承腔是通過離心通風(fēng)器進(jìn)行通風(fēng)的。離心通風(fēng)器安裝在附件傳動(dòng)機(jī)匣的上部，由離心通風(fēng)器殼體、離心通風(fēng)器蓋和通風(fēng)器轉(zhuǎn)子等零件組成。中、后軸承腔內(nèi)的油氣經(jīng)導(dǎo)管流入離心通風(fēng)器后油霧沿導(dǎo)管進(jìn)入離心通風(fēng)器殼體內(nèi)腔，然后進(jìn)入葉輪。由于葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，滑油受離心力的作用被甩到離心通風(fēng)器殼體內(nèi)壁上，再沿內(nèi)壁的右旋螺紋流下，經(jīng)孔進(jìn)入附件傳動(dòng)機(jī)匣。油氣中分離出的空氣經(jīng)葉輪及軸上的橢圓形窗孔進(jìn)入軸的內(nèi)腔，從離心通風(fēng)器蓋內(nèi)腔和離心通風(fēng)器殼體內(nèi)腔沿導(dǎo)管進(jìn)入排氣段排出。為了促進(jìn)離心通風(fēng)器分離出的滑油能夠順利流回附件傳動(dòng)機(jī)匣內(nèi)，在工廠試車、檢驗(yàn)試車技術(shù)條件中規(guī)定附件傳動(dòng)機(jī)匣實(shí)測(cè)真空度不小于400m m水柱。

中、后軸承腔的封嚴(yán)氣經(jīng)調(diào)整墊和導(dǎo)管流入排氣段與大氣相通。調(diào)整墊上有兩個(gè)孔，前邊的孔通中軸承封嚴(yán)腔（卸荷腔），后面的孔通后軸承封嚴(yán)腔。更換調(diào)整墊可以改變軸承封嚴(yán)腔的空氣壓力。調(diào)整墊的規(guī)格見表1。

必要時(shí)可搭配安裝兩個(gè)調(diào)整墊以滿足直徑需要。但通中軸承封嚴(yán)腔的調(diào)整墊的孔徑不應(yīng)小于14m m，通后軸承封嚴(yán)腔的調(diào)整墊的孔徑不應(yīng)小于4m m。

表1

2.零部組件分解檢查情況。故障1發(fā)動(dòng)機(jī)前期在試車臺(tái)經(jīng)過多項(xiàng)排故措施后無效果，為進(jìn)一步查明故障原因，決定對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行大部件分解，分解后對(duì)壓氣機(jī)后軸承和渦輪軸承篦齒封嚴(yán)裝置的零部件及噴油環(huán)流量進(jìn)行全面測(cè)量，測(cè)量發(fā)現(xiàn)壓氣機(jī)后軸承封嚴(yán)裝置存在超差，其余測(cè)試項(xiàng)目均正常。

故障2發(fā)動(dòng)機(jī)也進(jìn)行了大部件分解，對(duì)壓氣機(jī)后軸承和渦輪軸承篦齒封嚴(yán)裝置的零部件及噴油環(huán)流量進(jìn)行全面測(cè)量，存在同樣的超差情況，其余測(cè)試項(xiàng)目均正常。

3.排除故障。針對(duì)零件檢查情況，兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)均對(duì)超差的零件進(jìn)行了修理，然后將發(fā)動(dòng)機(jī)恢復(fù)裝配進(jìn)行檢驗(yàn)試車，試車后外觀檢查，離心通風(fēng)器排氣管出口處沒有滑油甩出，說明故障已排除。

三、結(jié)論

離心通風(fēng)器排氣管甩滑油故障的主要原因是：壓氣機(jī)后軸承封氣圈封嚴(yán)石墨涂層尺寸超差（最大的超差達(dá)0.29m m），造成封嚴(yán)裝置配合間隙增大，使第十級(jí)壓氣機(jī)后高壓空氣流入軸承腔內(nèi)，導(dǎo)致軸承腔內(nèi)腔壓增大，從而經(jīng)過吸氣管單位時(shí)間流入離心通風(fēng)器的油氣增多，超出了離心通風(fēng)器的分離能力，致使故障發(fā)生。