某型发动机滑油异常增多故障分析

王炳辉 赵新伟 廉亚星

摘要：针对一起某型涡喷发动机滑油量异常增多故障，分析了滑油系统工作原理和故障成因，准确定位了故障部件，为该型发动机滑油系统故障的排除提供参考。

关键词：涡喷发动机；滑油系统；异常增多；故障分析

Keywords：turbojet engine；lubricating oil；abnormal increase；failure analysis

滑油系统是发动机工作系统的重要组成部分，其主要功用是将足够数量和适当粘度的清洁滑油连续不断地喷到发动机轴承和传动齿轮的啮合处进行润滑，以减少机件磨损，并带走摩擦所产生的热量和脏污。实践证明，如果滑油系统工作不正常，轻则造成发动机轴承和齿轮等机件过度磨损或过热烧伤，重则直接损坏发动机，危及飞行安全。

1 故障描述

某型飞机昼间飞行，机组进行再次出航前检查时发现发动机滑油箱内油量超出上位限。查阅该机飞行前滑油加添履历，该发动机在飞行前加油量为11.3L，考虑油液热态膨胀及飞行消耗等原因，航后熱态检查滑油量最多不应超过11.7L，但此时滑油箱内实有油量却达12.5L，综合判断为发动机滑油箱内油量异常增多故障。

2 系统原理

该型发动机的滑油系统为闭式自动润滑系统，其工作油路可分为供油、回油、通气等三部分，原理示意图如图1所示。

在供油部分，当发动机工作时，进油泵将滑油箱内的滑油抽出后加压，经滑油滤后分别去住前轴承、中轴承、后轴承、轴间轴承、中介轴承、传动机匣和附件机匣等轴承和齿轮啮合处进行润滑和散热，并通往最小滑油压力信号器和滑油压力表受感部，使滑油压力表指示出滑油压力。

在回油部分，润滑后含有大量空气的高温滑油，分别流回到前、中、后三个收油池和附件机匣内，三个收油池的滑油又经回油泵抽回至附件机匣。主回油泵再将附件机匣的滑油送至油气分离器进行油和气的分离，分离出来的滑油经滑油散热器后返回滑油箱，分离出来的气再返回至附近机匣。

在发动机工作时，滑油由于受喷嘴的喷射、飞溅和受热而部分汽化，同时部分压缩空气还可能经封油装置进入滑油系统内部，从而使滑油系统内积聚大量的滑油蒸气。为防止过量的蒸气聚集造成滑油系统密封性变差，发动机设置了通气部分。其中轴承机匣内腔、前支承壳体内腔和滑油箱聚集的滑油蒸气分别被导管引至附件机匣，与油气分离器分离出来的滑油蒸气一起，由离心通风器对滑油蒸气中夹杂的油滴再次进行分离，最终油液流回附件机匣，气体则排出机外。

3 原因分析

正常情况下，该型发动机滑油箱内的滑油量热态时比冷态时约多0.4L。造成滑油量异常增多的主要原因有：滑油散热器中的紫铜管破裂，使煤油混入滑油系统；液压泵和附件机匣连接部分的密封装置失效，使液压油混入滑油系统；滑油箱连接附件机匣的单向活门不密封，造成飞机停放时滑油过量流入附件机匣，而在航前准备时保障人员不掌握发动机滑油箱油量具体情况，再次补加滑油至箱体规定值，飞行时附件机匣中多余的滑油重新返回滑油箱，造成箱体内滑油异常增多。根据上述可能的故障诱因，逐项查找并判断定位故障成因。

首先，判断有无其他类型油液混入。通过判读发动机飞参记录数据和询问飞行人员飞机使用情况，得知发动机各项性能参数无明显异常变化。目视检查滑油颜色正常，用手感觉滑油粘度，用嗅觉辨别滑油气味，判断滑油无异常。对滑油采样，送油料化验部门进行理化分析，检查滑油粘度和闪点均符合规定，各项指标符合技术要求。综合判定滑油中无煤油或液压油混入。

其次，判断是否补加滑油过量。询问机组人员该发动机滑油加添情况和查阅滑油加添履历，发现近期该发动机滑油消耗量一直比较稳定，无异常变化。记下该发动机冷却状态下的滑油量数据，停放两天后再次检查滑油箱中滑油量无变化，判定该发动机内部密封性良好，无过量补加问题。

再次，通过地面试车确定故障原因。发动机地面试车约10min后，滑油箱中滑油从11L上升到12L，滑油异常增多现象复现。发动机冷却后，放出附件机匣中的滑油与其他发动机进行对比，发现滑油量较其他发动机少约1.5L。考虑到该发动机两次滑油箱中滑油的增多量和放滑油检查的损耗量，判定滑油箱中增多的滑油为附件机匣中缺少的滑油，滑油箱油量自动增多的故障原因是滑油自循环系统工作异常。

根据该型发动机滑油系统工作原理，结合前期排故所做的工作，可进一步推断出是油气分离器故障。油气分离器是滑油系统回油部分的主要机件（内部构造见图2），在发动机工作时，被回油泵抽回的带泡沫的滑油从油气分离器轴承座上的圆孔进入转子内，由转子带动一起旋转进行分离。分离后的滑油经管路回到滑油箱，分离后的气体经转子中央的离心活门返回附件机匣。当发动机在小转速工作时，为防止影响滑油箱的回油量，弹簧将离心活门关闭，当油气分离器转子转速超过4100 r/min后，离心活门打开工作。由此可进一步推断故障原因是油气分离器内的离心活门工作不正常，离心活门的打开转速偏大，使得油气分离的转速偏大，造成在正常情况下应该进行油气分离的滑油蒸气没有被分离而是直接进入了滑油箱，使滑油箱中的滑油量自动增加。

因此，可断定该发动机滑油箱中多出的滑油为发动机工作在N2转速为74.75%至N2离（N2离为该发油气分离器离心活门开始工作时的N2转速）期间未能进行油气分离而直接返回滑油箱内的蒸气所携带的滑油。

4 总结与建议

该型国产涡喷发动机采用双转子结构，对滑油系统的工作可靠性要求较高。在日常维护工作中，应注意掌握发动机性能参数变化规律，应敏感对待其细微的变化，认真查明原因，确保发动机质量。

针对发动机滑油系统，在做好日常油量消耗规律监控的同时，应重点把好油料“加添关”，防止水分、杂质因人为因素进入系统内部。严格落实滑油滤定期清洗、滑油质量理化分析等周期性工作，及时更换使用到寿或质量不合格的滑油，对金属含量超标的发动机认真分析原因，慎重处理。

作者简介

王炳辉，高级工程师，主要从事某型飞机维修管理、发动机工程及可靠性管理工作。

赵新伟，助理工程师，主要从事某型飞机航线维修、管理及放行工作。

廉亚星，助理工程师，主要从事某型飞机航线维修、管理及放行工作。