某型發動機前機匣下方回油管接頭漏油故障原因分析

吳有元 徐樹生

摘要：本文對發動機前機匣及其與回油管的聯接結構進行了分析，指出產生前機匣下方漏油故障的三個因素，給出了故障的排除方法以及在發動機修理過程中應采取的六條措施。

關鍵詞：前機匣；空心葉片；滑油回油管；漏油；分析

Keywords：front casing；hollow blade；oil return line；leakage；analysis

發動機外場使用和在廠內大修時，一級葉片和前機匣整流葉片上常出現滑油痕跡，前機匣下方回油管接頭處有滑油等現象，發動機大修后能否交付、能否在外場繼續使用都是亟待解決的問題。

1 前機匣結構分析

1.1 前支承結構分析

發動機前支承的封嚴結構采用的是三道封嚴漲圈的接觸式封嚴形式（見圖1）。這種結構是通過在漲圈外工作面側引入高壓氣體來保證封嚴漲圈缺口處的可靠封油的，因此，在慢車轉速以下，缺口處的封油氣體壓力過低會導致此處封油性能下降，造成發動機停轉后在一級壓氣機靜子葉片根部出現少量滑油滲漏。這種滲漏與發動機結構及發動機的工作特點有關，其滲出量一般在50滴以內，屬于正常滲漏。

1.2 前機匣與靜子葉片的聯接結構

某型發動機位于前機匣正下部的靜子葉片為4號空心葉片，與前機匣聯接結構有以下兩種形式。

1）通過空心葉片的安裝邊點焊在前機匣內壁上

如圖2所示，這種聯接結構下空心葉片伸出端（螺紋部位）與前機匣壁之間存在間隙，由封嚴漲圈滲漏的滑油會順著空心葉片外壁流到機匣外部。

2）空心葉片通過螺母固定在前機匣內壁上

如圖3所示，這種聯接結構下空心葉片伸出端與機匣壁結合部位裝有封嚴圈，可以阻止封嚴漲圈滲漏的滑油順著空心葉片外壁流到機匣外部。

1.3 空心葉片與回油管的聯接結構

回油管與空心葉片聯接形式有兩種（見圖4、圖5），一種是通過轉接管接頭連接，另一種是直接連接。不論是哪種連接方式，與空心葉片連接的都是球面球頭的結合形式，只要球面、球頭沒有損傷，其封油效果就是可靠的。

圖4中，機匣外壁與回油管接頭之間裝有封嚴圈和調整墊圈，可以阻止封嚴漲圈滲漏的滑油順著空心葉片外壁流到機匣外部。

圖5中，機匣外壁與回油管接頭之間存在空隙，通過封嚴漲圈滲漏的滑油會順著空心葉片外壁流到機匣外部，在回油管接頭處會有滑油。

2 前機匣下方回油管接頭漏油原因

以上結構分析和對內外場故障統計的結果表明，前機匣下方回油管接頭漏油故障主要發生在圖5連接形式的發動機（即某型發動機）上。機匣外壁與回油管接頭之間存在空隙，通過封嚴漲圈滲漏出來的滑油會順著空心葉片外壁流到機匣外部，在回油管接頭處就會有滑油。

下文針對回油管接頭處仍有個別發動機出現少量滲漏問題的原因及其使用的影響進行分析。

1）發動機停轉后少量滲漏滑油與供油能力及回油能力差異有關

發動機拉停后的一段時間內高低壓轉子仍然轉動，滑油增壓泵和回油泵仍在工作，但回油泵由于存在氣塞問題，回油能力大幅度下降，前支承處回油又是帶有大量氣泡的滑油，使得回油能力進一步降低，造成在低轉速下（包括拉停前n1<40%的一段時間內）發動機供油能力大于回油能力。發動機供油能力過大，使前支承處滑油槽內滑油溢出進而產生滲漏。

2）少量滲漏與前支承處的結構有關

該處采用的是三道封嚴漲圈加封嚴篦齒形式的封嚴結構。這種結構在發動機低轉速工作時，由于壓氣機第三級后空氣壓力較低，以致封嚴篦齒處的封嚴氣壓力更低，使得篦齒阻擋前支承處的油氣外溢的能力降低。油氣溢出后造成前支承處滲漏少量滑油。一般滑油會在停轉1～2min后由一級壓氣機葉片根部滲漏出，其滲出量在50滴以內，不致造成滑油消耗量大。

3）前支承處停轉后少量滑油滲漏不會造成飛機座艙冒煙故障

這種少量滲漏只有在發動機停轉1～2min后才開始出現。滲漏下來的少量滑油積存在一級壓氣機匣的內表面（下方），發動機起動過程中滑油就被吹除掉，因此不會產生座艙冒煙故障。

3 控制措施

在發動機修理過程中，已對空心葉片接頭內球面、回油管結構外球面進行研磨拋光，并加強了密封試驗檢查。

為進一步加強質量控制，建議采取以下措施。

1）為了不使從封嚴漲圈滲漏的滑油流到回油管接頭處，建議按圖4形式的連接對圖5形式的連接進行改裝，即在機匣與回油管接頭之間增加封嚴圈。

2）增加封嚴篦齒的擋氣能力，提高密封氣腔的空氣壓力，即對前支承篦齒間隙進行控制，篦齒和鋁套的間隙控制在0.1～0.2mm。測量檢查該間隙，不合格時更換鋁襯套。

3）加強對封嚴漲圈座的檢查和修理。低壓壓氣機上前后漲圈座磨損槽寬不應超過2.34mm，漲圈槽應光滑無臺階。必要時研究增加封嚴漲圈座涂抹二硫化鉬工作。

4）加強封嚴漲圈的檢查和修理。檢查封嚴漲圈的彈力、透光度、翹曲變形量、鍍層和銹蝕，凡不符合的一律更換為新品封嚴漲圈。

5）提高封嚴漲圈的裝配質量。將封嚴漲圈研磨二硫化鉬的時間控制在20min或30min以上，直至全面出現深藍色的光滑膜。裝配時，三根封嚴漲圈的開口應均勻錯開，防止對口；安裝機匣和壓氣機盤時，應找平放正，輕松裝入，禁止強行裝配，防止封嚴漲圈卡傷、卡斷。

6）發動機試車時，應加強對前支承部位的密封性檢查，發現滲漏油現象應予完全排除。

作者簡介

吳有元，工程師，主要從事附件傳動裝置的維護與保障研究。

徐樹生，工程師，主要從事發動機維護與保障的工程管理。