某型飛機液壓柱塞泵漏油故障分析

■ 李科/中航天水飛機工業有限責任公司

1 故障描述

某型飛機外場1 號漏油管流出線狀紅色油液，拆下主液壓系統液壓泵漏油管，發現主液壓泵泵體端漏油管有液壓油呈線狀流出。

2 液壓泵概述

液壓柱塞泵尾部密封由動密封（軸尾封嚴機構）和靜密封（外部封裝各結合面）組成。軸尾封嚴機構由圈34M-94A 和襯套34M-97 金屬平面及兩個油封部件組成，外部封裝各結合面通過膠圈2、3 密封（見圖1）。

圖1 液壓柱塞泵軸尾密封結構圖

3 故障定位

為查明液壓柱塞泵漏油超標原因，建立故障樹（見圖2），逐項分析排查。從圖中可以看出，故障分為液壓系統故障和液壓泵內部密封失效兩大類，液壓泵內部密封失效包括靜環組件失效、液壓泵殼體損壞和動環組件失效，上述因素都可能造成液壓泵漏油超標故障。

圖2 液壓柱塞泵漏油故障樹

3.1 飛機液壓系統故障

液壓泵漏油環節是油泵內部設計的固有油路，液壓泵的滲漏主要是從油泵內動環、靜環組件滲出極少量的油液，通過油泵內漏油管流出液壓泵外，技術規范規定其漏油量在10min 內不得超過1.67mL。更換液壓泵，飛機狀態完好，故排除飛機液壓系統故障導致液壓泵漏油量超標的可能性。

3.2 液壓泵內部密封失效

3.2.1 靜環組件失效

1）油封部件與彈簧圈配合異常

如圖3 所示，剪掉后蓋保險，松開螺釘，使用專用工裝取出后蓋組合，發現彈簧圈（34A-88）脫出油封部件1（34C-89）內圈約1/3。分解靜環組件，發現彈簧圈與油封部件1 處于半配合狀態，彈簧圈漏出約1/3。正常情況下，彈簧圈應卡在油封部件槽內，將油封部件內圈與主軸外圓緊密貼合以起到緊固作用。彈簧圈一旦脫出，油封部件內圈與主軸貼合的緊固作用就消失，泵腔內油液將順勢流出，導致漏油管嘴漏油超標。因此，判斷油封部件1 與彈簧圈配合異常。

圖3 油封部件與彈簧圈配合檢查實物圖

2）膠碗組件與圈34M-97 配合異常

目視檢查膠碗組件緊靠在圈34M-97 端面，裝配到位，手感無松動（見圖4）。故排除膠碗組件與圈配合異常導致液壓泵漏油量超標的可能性。

圖4 膠碗組件與圈34M-97配合檢查實物圖

3）圈34M-97 變形異常

目視檢查圈34M-97，工作平面光滑平整，內圈無磨損，外圓無變形，內端面有一處壓痕（約圓周方向1/3）。分析認為，該處壓痕為彈簧圈34A-88脫出部分與圈34M-97 緊密接觸出現的擠壓痕跡，非分解后蓋組件所致，且壓痕為端面壓痕，與主軸外圓的圓周密封無關。故排除圈34M-97 變形異常引起漏油管嘴漏油的可能性。

4）彈簧圈34A-88 存在異常

將彈簧圈34A-88 從油封部件1 取出，目視檢查無扭轉無變形；將彈簧圈用手捏變形再松開，彈簧圈自動復原，彈性好、無缺陷。故排除彈簧圈34A-88異常引起漏油管嘴漏油的可能性。

5）油封部件34C-89 異常

對比原機油封部件和新油封部件（見圖5），表面無異常。進一步對兩種油封部件做破壞性對比檢查。目視檢查油封部件內圈表面光滑，無傾斜，卡槽有彈性，無翻轉、缺膠現象，金屬骨架新舊一致，原機油封部件34C-89無異常。故排除油封部件34C-89 異常導致彈簧圈脫出的可能性。

圖5 圈34M-97變形異常排查實物圖

3.2.2 液壓泵殼體損壞

目視檢查殼體后蓋密封部位和靜環組件接觸的圓形工作面，無劃傷、無壓坑，表面光滑無磨損痕跡，故排除液壓泵殼體缺陷導致漏油量超標的可能性。

3.2.3 動環組件失效

襯套34M-94A 和襯套內裝密封圈34-165 組成動環密封裝置。該密封裝置通過襯套34M-93 和油泵主軸連接在一起，主軸工作帶動動環密封裝置轉動，密封裝置任一零件損壞都可能引起漏油管嘴漏油超標。分解動環密封裝置，對襯套34M-94A 和密封圈34-165 外觀進行檢查。

1）目視檢查襯套34M-94A 工作表面光亮無磨損、無變形現象，尺寸測量符合圖樣要求。排除襯套34M-94A 損壞導致液壓泵漏油量超標的可能性。

2）目視檢查密封圈34-165 無扭轉、無剪切、無磨損、無變形，表面光滑有彈性。排除密封圈34-165 損壞導致液壓泵漏油量超標的可能性。

根據以上排查可以確認，該起質量問題歸因于內側油封彈簧圈脫出油封部件1 約1/3 后造成密封失效，導致大量液壓油從漏油管嘴漏出。

4 故障原因分析

正常狀態下，油封部件內圈在彈簧圈作用下，與油泵主軸緊緊貼合，起到良好的封嚴效果。在裝配過程中彈簧圈34A-88 發生扭轉，處于輕微變形狀態，當膠碗組件裝入圈34M-97 后，彈簧圈未完全安裝到位，使彈簧圈脫出膠碗槽；在磨合與性能試驗時，試驗臺和試飛站地面開車尾軸平穩，密封裝置仍然有效，未發生漏油現象；但在飛行過程中，液壓泵受飛行振動，尾軸發生徑向跳動，油封部件1 的彈簧圈在側向力作用下緩慢脫出，失去緊固作用，致使油封部件密封失效，導致大量油液通過漏油管接頭呈線狀流出。

5 故障再現

針對“彈簧圈脫出導致液壓泵漏油超標”的定位，模擬彈簧圈脫出對液壓泵進行故障復現。根據故障現象，模擬彈簧圈脫出膠碗約1/5 和約1/3 狀態，對裝配完成的液壓泵進行試驗驗證。

1）驗證1

裝配過程中，模擬彈簧圈未完全（約脫出1/5）裝入油封部件1 槽中，對裝配完成的液壓泵按工藝進行試驗，試驗結果見表1。

表1 彈簧圈脫出約1/5模擬試驗結果

由試驗結果可知，彈簧圈脫出1/5時，密封裝置仍然有效，未發生漏油現象。

2）驗證2

模擬彈簧圈未完全（約脫出1/3）裝入油封部件1 槽中，對裝配完成的液壓泵按工藝進行試驗，試驗結果見表2。

表2 彈簧圈脫出約1/3模擬試驗結果

由試驗結果可知，當彈簧圈脫出約1/3 時，漏油量隨著轉速的增加逐漸增大，轉速大于500r/min 后超出工藝規定的漏油量。

因此，當彈簧圈脫出油封部件約1/5 時，漏油管嘴漏油量超標故障無法在試驗臺復現；但當彈簧圈脫出約1/3時，液壓柱塞泵漏油量超標故障復現。

6 結束語

對某型飛機液壓柱塞泵漏油量超標質量問題進行了分析，確定了泵內油封部件內圈因裝配不當造成密封失效引起漏油故障。通過模擬故障現象證實了問題發生的原因，為液壓柱塞泵漏油質量問題診斷提供了新的思路。針對液壓泵部件內圈失效的問題，分析數據可作為優化裝配工藝提高產品質量依據。