APU“滑油壓力低”故障分析

李如紅 郭勝利 謝正中

航空工業(yè)西安飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 陜西西安 710000

某型輔助動(dòng)力裝置（APU）用于帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，為飛機(jī)用電設(shè)備提供電源，向飛機(jī)系統(tǒng)提供所需的壓縮空氣。

APU的滑油系統(tǒng)用于把數(shù)量和粘度適當(dāng)?shù)幕脱h(huán)不息地輸送至各摩擦面，使APU渦輪軸承、壓氣機(jī)軸承、附件傳動(dòng)裝置齒輪及軸承等得到良好的潤滑冷卻，較少APU的機(jī)械摩擦損失、減輕磨損和避免過熱[1]。

在實(shí)際使用中，滑油壓力過大、過小，對APU工作都是不利的。滑油壓力過大，會(huì)惡化潤滑冷卻效果，同時(shí)，帶動(dòng)油泵所消耗的功率增大，管路受力增大，使滑油系統(tǒng)封嚴(yán)困難；反之，在滑油溫度正常的條件下，滑油壓力過小，則進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油量減少，使滑油系統(tǒng)不能正常工作。

1 滑油系統(tǒng)工作原理

1.1 系統(tǒng)組成

滑油系統(tǒng)由滑油泵組合件、滑油箱、滑油散熱器、油氣分離器、放油開關(guān)和信號測量裝置等組成。

1.2 系統(tǒng)工作原理

APU滑油系統(tǒng)是閉式循環(huán)系統(tǒng)。滑油泵是滑油系統(tǒng)的控制附件（見圖1）。滑油系統(tǒng)工作時(shí)，滑油自滑油箱沿傳動(dòng)機(jī)匣內(nèi)部油路流向滑油泵增壓泵進(jìn)口（1），在增壓泵中增壓后，經(jīng)調(diào)壓活門（3）將滑油壓力調(diào)整到APU進(jìn)口滑油壓力值，通過油濾和單向活門（7），分路流對系統(tǒng)的機(jī)件、軸承、齒輪進(jìn)行潤滑冷卻，各機(jī)厘內(nèi)腔中滑油則通過滑油泵回油泵（2）抽回，經(jīng)油氣分離及散熱器冷卻后返回到滑油箱，實(shí)現(xiàn)滑油系統(tǒng)循環(huán)工作。

2 故障描述及分析

2.1 故障描述

某型APU空中起動(dòng)過程中時(shí)，出現(xiàn)“滑油壓力低”指示告警故障。

2.2 故障分析

采用故障樹分析方法對“滑油壓力低”原因分析。

（1）指示錯(cuò)誤原因。飛機(jī)儀表指示錯(cuò)誤，出現(xiàn)“滑油壓力低”誤告警。

（2）滑油泵不工作。起動(dòng)時(shí)滑油泵不工作，滑油無法增壓傳輸，導(dǎo)致故障。

（3）滑油油量少。油箱油量少，工作時(shí)泵抽不到油，出現(xiàn)“滑油壓力低”告警。滑油箱油量少可能原因:系統(tǒng)回油不暢，滑油流失。

①系統(tǒng)回油不暢。滑油系統(tǒng)工作時(shí)，滑油系統(tǒng)回油泵工作不順暢，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑的滑油不能及時(shí)返回滑油箱，造成滑油箱內(nèi)缺油（或油量不足），可導(dǎo)致“滑油壓力低”告警。

②滑油流失。流失分為外漏及系統(tǒng)內(nèi)部滲漏兩種。其中，系統(tǒng)的封嚴(yán)故障、滑油泵附件失效導(dǎo)致滑油箱中滑油流失進(jìn)入機(jī)匣內(nèi)腔，是系統(tǒng)內(nèi)部滲漏的可能原因。

3 故障排查及驗(yàn)證

3.1 指示系統(tǒng)排查

地面檢查發(fā)現(xiàn)滑油箱油量指示器指示零位，打開油箱口蓋檢查確實(shí)無油，指示正常；同時(shí)，檢查APU外表面未發(fā)現(xiàn)明顯漏油痕跡。

3.2 滑油泵及回油工作排查

通過APU冷轉(zhuǎn)試驗(yàn)，觀察滑油油量的變化進(jìn)行檢查。向滑油箱中加入一定量的滑油，油箱油量表有相應(yīng)油量指示，APU冷轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)滑油箱滑油溢出，檢查油箱滑油指示滿位。將油箱中滑油放出至正常工作區(qū)域油位，再次冷轉(zhuǎn)，油量箱再次溢滿，油表指示滿位。

由試驗(yàn)可確認(rèn)：①滑油油量指示系統(tǒng)正常；②滑油泵及系統(tǒng)回油工作正常；③流失的滑油存留在系統(tǒng)內(nèi)部。排除故障由于滑油泵不工作、回油不順暢原因。

3.3 系統(tǒng)內(nèi)部滲漏排查

（1）封嚴(yán)部位。冷轉(zhuǎn)試驗(yàn)，檢查系統(tǒng)回油工作正常。若單一皮碗封嚴(yán)不實(shí)，在短時(shí)間內(nèi)，不可能導(dǎo)致滑油箱中滑油流失完，故可排除。

（2）滑油泵附件。結(jié)合系統(tǒng)原理，滑油泵中主要功能活門有：單向活門（6）、油氣分離器（11）中離心活門、調(diào)壓活門（3）。

①單向活門失效。當(dāng)滑油壓力達(dá)到規(guī)定值時(shí)單向活門打開，若單向活門失效，則供油管路形成通路，發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，因重力勢能，滑油從滑油箱順勢進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)下端的附件傳動(dòng)機(jī)厘內(nèi)腔。因此，單向活門失效可能為故障原因[2]。

②離心活門失效。油氣分離器中離心活門在發(fā)動(dòng)機(jī)工作達(dá)到一定轉(zhuǎn)速值時(shí)活門打開。若活門出現(xiàn)卡滯導(dǎo)致工作失效，活門在發(fā)動(dòng)機(jī)處于低轉(zhuǎn)速（甚至停車后）時(shí)處于打開狀態(tài)，滑油可從滑油箱經(jīng)回油管路回流至APU機(jī)匣內(nèi)腔。因此，離心活門失效也可能為故障原因。

③調(diào)壓活門失效。調(diào)壓活門用于保證滑油泵增壓泵出口滑油壓力符合要求，若調(diào)壓活門失效，會(huì)影響增壓泵出口壓力，但不會(huì)造成滑油箱滑油流失，故排除。

3.4 驗(yàn)證

經(jīng)排查，將故障源定位在滑油泵進(jìn)油濾出口處的單向活門及油氣分離器中的離心活門兩部位，此任一功能活門失效都可造成滑油箱內(nèi)滑油流失，導(dǎo)致“滑油壓力低”告警。單向活門和油氣分離器都屬于滑油泵內(nèi)附件，經(jīng)更換滑油泵，APU地面試車，檢查滑油系統(tǒng)工作正常，“滑油壓力低”未告警指示。隨后，APU空中起動(dòng)工作正常，故障排除[3]。

4 結(jié)語

通過此次故障的排除，以下體會(huì)供同行及相關(guān)工作者參考。

首先，“滑油壓力低”告警類故障，應(yīng)先排除線路、測量裝置及信號器本身因素；其次，對于系統(tǒng)滑油內(nèi)漏類故障，滑油泵作為滑油系統(tǒng)供油和回油的控制附件，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜并有系統(tǒng)主要功能活門，滑油泵是導(dǎo)致此類故障可能性最大的部位，應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)原理重點(diǎn)分析；最后，掌握系統(tǒng)原理，清楚供油、回油線路是處理滑油系統(tǒng)滑油內(nèi)部滲漏故障的主線。