某發(fā)動機離心通風器排氣管甩滑油故障分析

陳曉峰/哈爾濱東安發(fā)動機（集團）有限公司

某發(fā)動機離心通風器排氣管甩滑油故障分析

陳曉峰/哈爾濱東安發(fā)動機（集團）有限公司

離心通風器排氣管甩滑油故障通過發(fā)動機外觀能夠直觀的檢查出來。針對此類故障，修理手冊規(guī)定更換中后軸承腔調(diào)整墊、更換滑油泵或離心通風器來排故。但多臺次發(fā)動機出現(xiàn)按修理手冊進行排故無效的情況，后對發(fā)動機進行分解檢查，發(fā)現(xiàn)軸承封嚴裝置超差是此次故障的主要原因。經(jīng)過此次排故分析，對離心通風器排氣管甩滑油故障誘發(fā)原因進行了全面的總結(jié)。

滑油系統(tǒng)；離心通風器；故障分析

一、概述

多臺次某發(fā)動機在返廠修理外觀檢查時發(fā)現(xiàn)發(fā)動機排氣段上離心通風器排氣管出口處有較大面積的積碳（見圖1），主要分兩種情況：

故障1發(fā)動機因壓氣機三級轉(zhuǎn)子葉片折斷故障而返廠。在發(fā)動機完成壓氣機三級轉(zhuǎn)子葉片折斷故障修理后，進行檢驗試車時，發(fā)現(xiàn)離心通風器排氣管甩滑油，按發(fā)動機修理手冊，更換了燃燒室機匣7號支板中、后軸承腔調(diào)整墊。再次檢驗試車后外觀檢查發(fā)現(xiàn)離心通風器排氣管又有滑油排出痕跡。后再按修理手冊要求，在車臺更換了離心通風器和滑油泵，并按要求進行檢驗試車，故障仍未排除。

在檢驗試車過程中，檢測后軸承滑油回油溫度、滑油壓力、溫度、流量、散熱量、滑油消耗率均符合規(guī)定要求。后又使用孔探儀檢查中、后軸承腔回油管路及燃燒室回油集油池，均未見異常。

故障2發(fā)動機為正常到壽返廠修理的發(fā)動機，返廠后外觀檢查時也發(fā)現(xiàn)離心通風器排氣管出口處有較大面積的積碳。發(fā)動機完成修理后，檢驗試車時更換了燃燒室7號支板調(diào)整墊，試車后外觀檢查發(fā)現(xiàn)排氣段上離心通風器排氣管出口又有較大面積油跡。又按照規(guī)定更換了1臺新品離心通風器后試車，現(xiàn)象如故。

圖1 離心通風器排氣段出口處照片

二、原因分析

1.系統(tǒng)結(jié)構分析。

（1）滑油封嚴、通氣系統(tǒng)結(jié)構分析

該中后軸承滑油封嚴、通氣系統(tǒng)結(jié)構見圖2：壓氣機后軸承和渦輪軸承腔均采用了篦齒封嚴結(jié)構。壓氣機第十級后的高壓空氣經(jīng)過兩道篦齒封嚴裝置進入B腔。封嚴空氣進入B腔后分為兩路：一路經(jīng)軸承座上的孔進入C腔，經(jīng)調(diào)整墊孔流入排氣段內(nèi)；另一路經(jīng)內(nèi)封嚴篦齒去封嚴潤滑壓氣機后軸承（球軸承）的滑油。從燃燒室來的冷卻空氣，經(jīng)I級導向器內(nèi)環(huán)組件壁、燃燒室機匣軸承座和雙封嚴環(huán)上的孔進入D腔。進入D腔的氣流，其中一部分流經(jīng)外封嚴環(huán)和篦齒之間的間隙進入渦輪燃氣流通道，另一部分對渦輪轉(zhuǎn)子進行冷卻，還有一部分氣流經(jīng)過一道篦齒和封嚴環(huán)之間的間隙流入E腔。進入E腔的空氣，一部分經(jīng)雙封嚴環(huán)和燃燒室機匣軸承座上的孔流入抽氣腔，經(jīng)調(diào)整墊流入排氣段，另一部分則經(jīng)過一道封嚴裝置對潤滑渦輪軸承（滾棒軸承）的滑油進行封嚴。

圖2 發(fā)動機中、后軸承空氣封嚴、通氣示意圖

發(fā)動機中、后軸承腔是通過離心通風器進行通風的。離心通風器安裝在附件傳動機匣的上部，由離心通風器殼體、離心通風器蓋和通風器轉(zhuǎn)子等零件組成。中、后軸承腔內(nèi)的油氣經(jīng)導管流入離心通風器后油霧沿導管進入離心通風器殼體內(nèi)腔，然后進入葉輪。由于葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，滑油受離心力的作用被甩到離心通風器殼體內(nèi)壁上，再沿內(nèi)壁的右旋螺紋流下，經(jīng)孔進入附件傳動機匣。油氣中分離出的空氣經(jīng)葉輪及軸上的橢圓形窗孔進入軸的內(nèi)腔，從離心通風器蓋內(nèi)腔和離心通風器殼體內(nèi)腔沿導管進入排氣段排出。為了促進離心通風器分離出的滑油能夠順利流回附件傳動機匣內(nèi)，在工廠試車、檢驗試車技術條件中規(guī)定附件傳動機匣實測真空度不小于400m m水柱。

中、后軸承腔的封嚴氣經(jīng)調(diào)整墊和導管流入排氣段與大氣相通。調(diào)整墊上有兩個孔，前邊的孔通中軸承封嚴腔（卸荷腔），后面的孔通后軸承封嚴腔。更換調(diào)整墊可以改變軸承封嚴腔的空氣壓力。調(diào)整墊的規(guī)格見表1。

必要時可搭配安裝兩個調(diào)整墊以滿足直徑需要。但通中軸承封嚴腔的調(diào)整墊的孔徑不應小于14m m，通后軸承封嚴腔的調(diào)整墊的孔徑不應小于4m m。

表1

2.零部組件分解檢查情況。故障1發(fā)動機前期在試車臺經(jīng)過多項排故措施后無效果，為進一步查明故障原因，決定對發(fā)動機進行大部件分解，分解后對壓氣機后軸承和渦輪軸承篦齒封嚴裝置的零部件及噴油環(huán)流量進行全面測量，測量發(fā)現(xiàn)壓氣機后軸承封嚴裝置存在超差，其余測試項目均正常。

故障2發(fā)動機也進行了大部件分解，對壓氣機后軸承和渦輪軸承篦齒封嚴裝置的零部件及噴油環(huán)流量進行全面測量，存在同樣的超差情況，其余測試項目均正常。

3.排除故障。針對零件檢查情況，兩臺發(fā)動機均對超差的零件進行了修理，然后將發(fā)動機恢復裝配進行檢驗試車，試車后外觀檢查，離心通風器排氣管出口處沒有滑油甩出，說明故障已排除。

三、結(jié)論

離心通風器排氣管甩滑油故障的主要原因是：壓氣機后軸承封氣圈封嚴石墨涂層尺寸超差（最大的超差達0.29m m），造成封嚴裝置配合間隙增大，使第十級壓氣機后高壓空氣流入軸承腔內(nèi)，導致軸承腔內(nèi)腔壓增大，從而經(jīng)過吸氣管單位時間流入離心通風器的油氣增多，超出了離心通風器的分離能力，致使故障發(fā)生。