某型輔助動力裝置試車滑油壓力為零故障的排除

■ 陳斐 楊武奎 焦江 解永輝/襄陽航泰動力機器廠

0 引言

某型輔助動力裝置（APU）用于在地面或空中起動或應急起動飛機發動機，屬于二次動力源，其工作可靠性直接關系到飛機的正常地面起飛和空中的飛行安全。本文從該型APU 試車過程中滑油壓力為零故障入手，闡述滑油壓力為零故障的機理和排除方法，提出了修理過程中的改進措施和建議。

1 故障現象及初步原因分析

某型APU 廠內試車起動30s 后自動停車，檢查回放數據，發現30s 起動時間段內滑油壓力始終顯示為零，表明此次APU 自動停車是滑油壓力報警引起的保護性停車。

由故障現象判斷故障性質為性能故障，故障部位為滑油系統或產品本身，例如，臺架滑油壓力傳感器故障，感應不到滑油壓力；試車臺架滑油箱內的滑油不能到達滑油壓力傳感器而被感應；滑油泵吸油能力差；臺架滑油附件或管路泄漏等。

2 故障排查和定位

對涉及的具體部位逐一排查：

1）在試車臺架上檢查滑油箱、滑油泵、滑油分配器、滑油電磁活門、各滑油連接導管外觀，無裂紋、漏油和其他缺陷，可排除因滑油泄漏引起的故障原因。

2）分下試車臺架的滑油供油管，檢查滑油泵進油管接頭處無殘余油跡。松動滑油供油管過程中發現供油管與滑油泵管接頭僅連接兩扣，檢查螺紋無毛刺、損傷現象；使用游標卡尺和螺紋塞規，檢查試車臺架供油管接嘴、滑油泵進油管接頭及試驗器供油管接嘴，發現試車臺架供油管接嘴螺紋中徑偏下差、試驗器供油管接嘴中徑偏下差、滑油泵進油管接頭中徑偏上差，表明該臺滑油泵供油管接嘴與試車臺架供油管接頭連接不可靠。

對修理過程進行排查和故障統計，發現還有兩起類似故障，均為滑油泵與試驗器管路連接正常而試車前臺架滑油供油管與滑油泵管連接不上。

3）分下臺架滑油壓力測量管，檢查滑油泵測壓管接頭位置處無殘余油跡。

4）在試車臺架上對另一臺APU 進行試車，滑油壓力顯示正常，排除試車臺架滑油壓力傳感器故障。

5）在滑油泵試驗器上復試滑油泵性能，各性能參數符合要求，排除滑油泵故障。

通過上述檢查可以看出，滑油泵進油管接頭及測壓管接頭位置處無殘余油跡，說明系統滑油未能到達滑油壓力傳感器處，即滑油無法通過滑油泵，傳感器沒有感應而顯示滑油壓力。

進一步分析得出，故障產生的根本原因是臺架滑油供油管與滑油泵進油管接頭螺紋配合精度低、裝配不到位，導致密封錐面不貼合、滑油泵進油管接頭漏氣產生吸空現象，從而無法建立滑油壓力。

更換滑油泵進油管接頭后，故障排除。

3 故障機理分析

該型APU 的滑油系統由滑油箱、滑油泵、滑油分配器、減速傳動盒、滑油電磁活門、軸承座、封嚴裝置、管路等組成（見圖1）。其中，滑油箱、滑油電磁活門、滑油供油管、滑油壓力測試裝置等屬于臺架隨機附件和連接管，試車測試時，臺架滑油進油管與APU上滑油泵的進油管接頭連接，滑油壓力測試裝置與滑油泵的測壓接頭連接（見圖2、圖3）。APU 工作過程中，滑油箱通過電磁活門打開與大氣相通。

圖1 滑油系統圖

圖2 臺架滑油供油位置系統圖

圖3 滑油泵連接圖

APU 的滑油泵由兩個相互嚙合的直齒輪以及容納它們的泵體、前后蓋、旁通活門等組成。在泵體上，齒輪開始和脫離嚙合處有排油口和吸油口。齒輪的齒槽、泵體的內表面和前后泵蓋組成互不溝通的吸、壓油腔。當齒輪副旋轉時，由于靠吸油腔側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入滑油泵吸油腔（見圖4）；而排油腔側的齒輪逐漸進入嚙合，擠壓齒間的油液從壓油口流出。當齒輪不斷轉動，滑油泵也不斷吸油和壓油。

圖4 滑油泵正常吸油示意圖

當臺架滑油供油管與滑油泵進油管接頭螺紋不能完全連接配合時，供油管接嘴與進油管接頭的兩個74°錐面將不能貼合實現密封功能；滑油泵工作過程中，進油管接頭一直與大氣相通，導致滑油泵吸油腔位置處不能形成真空而抽上油液，滑油泵出現吸空現象，滑油壓力不能正常建立。此時滑油箱和管路中的滑油液面高度類同于連通器原理（見圖5）。

圖5 滑油泵不正常吸油示意圖

4 改進措施和建議

1）將臺架滑油供油管接嘴中徑尺寸修訂為設計圖樣規定的上差，或滑油泵修理前將進油管接頭在試車臺架滑油供油管上進行假裝驗證，確保螺紋配合和裝配精度。

2）對臺架滑油箱箱體定期沖洗，對滑油箱油濾定期清洗，預防因滑油箱管接頭堵塞、油濾堵塞造成系統流阻偏大、供油不正常的故障。

3）對滑油供油管及各轉接接頭定期進行沖洗、檢查和油污清除，預防因堵塞引起系統流動阻力和局部阻力偏大造成供油不正常的故障。

4）試驗及試車過程中，檢查各滑油密封位置處無滲漏油現象。

5）按技術文件要求對臺架滑油供油管接頭、滑油泵進油管接頭的74°錐面進行檢查，如發現毛刺、壓坑、裂紋等故障及時排除。

6）對管接嘴和管接頭上的毛刺、壓坑、損傷使用絲錐、板牙進行修理。

7）在滑油泵進油管接頭上裝配臺架滑油供油管接嘴時，先手動預擰緊，再使用扳手擰緊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程中，增加對螺紋中徑即公稱直徑的檢查要求；臺架設備定檢過程中，增加對滑油供油管接嘴螺紋中徑的檢查要求。

9）外場輔助動力裝置配裝到飛機上時，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）對滑油系統管路進行放氣處理，預防因氣塞或氣振產生的故障。