某型涡轴发动机研制过程中尾喷管漏油机理分析.pdf下载分享
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资料简介
本文深入探讨了某型涡轴发动机在研发阶段遇到的尾喷管漏油问题，通过建立滑油泄漏故障树，详细分析了漏油的根本原因，并提出了有效的解决方案。文章不仅对故障进行了全面的理论分析，还结合了实际操作中的拆解检查和零件测量，确保了分析结果的准确性和实用性。对于从事航空发动机研究的技术人员来说，本文提供了宝贵的参考资料和实践经验。
文件名称：某型涡轴发动机研制过程中尾喷管漏油机理分析.pdf
文件类型：PDF文档
文件标签：涡轴发动机、尾喷管漏油、故障分析
内容预览
总第１８０期
２０１４年第３期
直
升
机
技
术
ＨＥＵＣＯＰＴＥＲ７ＩＥＣＨＮＩＱＵＥ
ＴｏｔａｌＮｏ．
１８０
Ｎｏ．３
２０１４
文章编号：１６７３—１２２０（２０１４）０３讲７舭
某型涡轴发动机研制过程中尾喷管漏油机理分析
匡浩波，朱
勇，文柏衡
（海军驻株洲地区航空军事代表室，湖南株洲４１２００２）
摘要某型涡轴发动机在研制过程中屡次出现尾喷管漏油故障。在滑油系统原理分析的基础上，建立滑
油泄漏故障树，对泄漏原因逐层剖析，并结合分解检查、零件计量等手段对发动机各相关部件和滑油泵进行
详细分析，确定故障原因。针对影响因素，提出相应的整改措施。
关键词尾喷管；漏油；轴承腔；回油不畅
中图分类号：
Ｖ２３３．
４＋２
文献标识码：
Ａ
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｏｉｌＬｅａｌ诳ｇｅｆｒｏｍＥｘｈａ哪ｔＮｏｚｚｌｅｄｕｒｉｎｇａＴｕｒｂｏｓｌｍｆｔ
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Ｏ
引言
滑油泄漏是航空发动机科研试验过程中经常出
现的问题，如不能有效控制，将导致发动机滑油消耗
量大，严重时将影响发动机的正常工作甚至发生火
灾等灾难性事故。
滑油泄漏通常分外部管路漏油和内部轴承腔漏
油。外部管路漏油在试验过程中可以直观地观察
到，漏油部位容易确定；内部滑油泄漏虽然可以在试
验过程中通过相关部位设置的漏油口进行观察，但
不能确定具体漏油部位，往往只能通过发动机分解
检查进行确认。
本文以某型涡轴发动机（以下简称发动机）尾
喷管漏油问题为例，介绍了发动机滑油泄漏问题排
故分析过程及采取的主要措施，可为其它发动机类
似的漏油排故提供参考。
１
故障现象
发动机在科研试验过程中出现尾喷管漏油现
象，严重时可以看到试验台消音塔冒浓烟。通过对
收稿日期：２０１４—０６—０３
作者简介：匡浩波（１９６４一），男，湖南沅江人，本科，高级工程师，主要从事飞机发动机生产过程质量监督和研制工作。
万方数据
・４８・
直升机技术
总第１８０期
故障发动机试验情况进行分析，发现尾喷管漏油主
要出现在发动机起动、地慢加速至空慢、空慢减速至
地慢等三个状态。在试验现场主要通过更换滑油
泵、附件传动单元体、滑油管路等零部件进行排查，
大多数故障能够排除，但还有些时候需分解检查发
动机。
２
故障排查
根据某型涡轴发动机滑油系统的工作原理，建
立发动机滑油尾喷管漏油问题故障树，从故障树逐
一分析导致尾喷管漏油的原因，然后通过分解发动
机进行检查、计量等方法确认故障源。
２．１滑油系统工作原理¨ 刮
发动机滑油系统向发动机连续提供一定温度、
压力和流量的清洁滑油，供发动机内部轴承和齿轮
等摩擦面润滑和冷却，同时冲洗发动机运动部件磨
损产生的碎屑和其它杂质，并保证滑油温度在规定
的使用范围内，使发动机能连续、安全地工作。
某型涡轴发动机滑油系统原理如图１所示，滑
油流动过程为：滑油箱＿滑油泵（增压级）一滑油滤
一各润滑部位（附件机匣、前轴承腔（Ａ腔）、燃气涡
轮轴承腔（Ｂ腔）、动力涡轮轴承腔（ｃ腔））＿滑油
泵（回油级）一磁性屑末检测信号器＿÷ 燃滑油散热
器斗空气散热器一滑油箱。
图１滑油系统流程图
２．
２故障树
为便于排查问题，以尾喷管漏油为顶事件，分析
可能导致漏油的原因，建立了尾喷管漏油故障树，如
图２所示。根据故障树的分析方法对每个底事件进
行排查。
２．３故障分析
对尾喷管漏油的发动机进行停车后检查，发现
其它漏油口等处无明显滑油泄漏，孔探仪检查发动
机流道内无明显漏油现象。根据故障树分析，初步
认为发动机尾喷管漏油主要是因Ｂ腔回油不畅造
成的。所以，排查工作主要定位在与Ｂ腔回油相关
的零部件以及相关附件，主要包括滑油泵、附件机
匣、中机匣、主机匣以及Ｂ腔回油管路。同时，由于
该型发动机的基础发动机未出现类似故障，排查工
作围绕与基础发动机的差异展开。
……‘外部管路
～内部管路
２．３．１
滑油泵回油能力检查
滑油泵为七联内啮合泛摆线齿轮泵，发动机通
过花键带动齿轮泵传动轴旋转，完成各润滑点的供
油和轴承腔的回油。如果滑油泵的回油能力不足，
则造成轴承腔内滑油囤积；滑油压力过大，会导致滑
油从密封间隙渗漏。
对７台滑油泵和２台基础发动机泵的各级滑油
流量进行复查对比，发现滑油泵Ｂ腔回油流量满足
设计要求。对基础发动机泵分解对比发现，滑油泵
与基础发动机泵存在一定的差异，主要表现在两个
方面：
１）进油方式
泵各级进油方式为单面进油，基础发动机泵部
分部位为双面进油，增加了进油面积，增强了抽油
能力。
万方数据
２０１４年第３期
匡浩波，朱勇，文柏衡：某型涡轴发动机研制过程中尾喷管漏油机理分析
’ ４９・
腔
尾喷管冒烟
Ｂ腔滑油泄漏
腔封严失效ｌ
ＩＢ腔回油不
通风
系统
油气
分离
效率
低
刭囱臀两唪
ｋＤ㈣伍坼旬＠删同Ｑ＆１两医ｌ匐Ｇ－司＠・ｊ
Ｘｌ—Ｂ腔通气孔堵塞或节流：
Ｘ２一动力涡轮轴通气ｆＬ堵塞或节流
Ｘ３一基准扭矩管通气孔堵塞或节流
Ｘ４一中央通气路堵塞或节流：
Ｘ５一中机匣油路节流：
ｘ６一附件机匣Ｂ腔回油路节流：
Ｃ腔滑油泄漏
Ｘ７一Ｂ腔外部回油管节流：
Ｘ８一Ｂ腔回油泵与附件机匣接口不匹配：
Ｘ９一滑油泵结构：
ｘ１０一外部管路漏气：
ｘｌｌ一封严漏气量偏大：
Ｘ１２一附件机匣总回油路节流：
图２尾喷管漏油故障树
２）各级进出油口的密封面积
泵各级进出油口的密封面积相对基础发动机泵
偏小，各级泵在工作过程中可能存在串油现象。
通过对比分析可知，基础发动机泵的结构设计
优于发动机滑油泵：基础发动机流道顺畅，流阻较
小；密封面积较大，抽吸能力强。因此，滑油泵需要
做进一步的改进。
２．３．２轴承腔封严分析
对出现漏油问题的发动机流道进行孔探仪检
查，未发现流道内有滑油油迹，在Ｂ腔漏油口处发
现有滑油流出。因此，对轴承腔封严状况排查主要
侧重在Ｂ腔前后蓖齿封严。
对４台出现漏油问题的发动机Ｂ腔前后蓖齿
装配情况进行复查，从复查数据分析可知，４台发动
机的蓖齿装配间隙均在设计间隙范围内，满足设计
要求。
２．３．３机匣内部管路流通能力检查
Ｂ腔内滑油从轴承腔回到滑油箱流经了中机匣
内部管路、Ｂ腔外部回油管、附件机匣内部管路、主
机匣内部管路，分...