A320飞机典型滑油系统故障与排故浅析

[摘 要]滑油系统是航空发动机正常工作的一个重要系统，其主要功能是保障发动机摩擦件的、散热。针对A320飞机发动机CFM56-5B发动机滑油系统中发生的一起滑油压力低的典型故障原因进行了分析和排故，相应提出了在使用和维护中应注意的问题， 为航空机务维护实践工作提供有益的借鉴。

[关键词]滑油系统；故障；机务维护

中图分类号：V2 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）34-0217-02

一、滑油系统的组成

滑油系统由以下主要部件组成：独立的增压泵和回油泵，滑油燃油热交换器，空气滑油热交换器，油箱及相关的活门和油滤。

二、滑油系统的功用

：减小摩擦力，减小抹擦损失。相互运动的零部件表面被一层一定厚度的油膜所覆盖，金属与金属不直接接触，而是油膜与油膜相接触，这就在相互运动中减小了摩擦和磨损。

冷却：降低温度，带走热量。滑油从轴承和其它温度高的部件吸收了热量，在散热器处又将热量传递给冷却介质，从而达到冷却目的。

清洁：带走磨损的微小颗粒。滑油在流过轴承或其它部件时将磨损下来的金属微粒带走，在滑油滤中将这些金属微粒从滑油中分离出来，达到清洁的目的。

防腐：在金属部件表面有一层一定厚度的油膜所覆盖，将金属与空气隔离开，使金属不直接与空气接触，从而防止氧化和腐蚀。

此外，滑油热量还可以作为防冰系统的热源，在采用滑油-燃油热交换器时，滑油的热量还能对燃油加温，改善滑油系统的高空性能。

三、滑油系统工作原理

滑油从滑油箱流出经过活门流入燃气涡轮起动机的滑油系统。滑油和冷却涡轮发动机摩擦零件，由涡轮发动机回油泵，把滑油经过细油滤回入飞机附件机匣。从发动机高压转子被带转的一瞬间开始，滑油从滑油箱流入滑油附件增压泵进口。滑油附件增压泵把滑油输送到细油滤，随后又流入主燃烧室换热器，经过转换活门进入加力状态接通的换热器。在换热器中用燃油冷却的滑油对发动机转子的轴承和冷却。对支点密封装置冷却，对发动机附件传动机匣，飞机附件机匣，中央齿轮传动装置，加力泵，传感器传动装置摩擦件以及保证发动机各支点阻尼装置的工作。流入发动机组件的滑油量由滑油喷嘴断面来确定。低压转子减速器传感器的是用注入减速器壳体中的滑油来实现。装有油标尺用以检查滑油油位。用滑油泵从发动机各支点，从发动机附件机匣和飞机附件机匣抽回和空气混合在一起的滑油。滑油流入滑油磁屑金属探测器。当铁屑进入信号器接触垫圈之间的问隙时，信号器的电路就接通了，并在机载记录系统记录下来“滑油中有铁屑”的信号。接着滑油空气混合气进入不转动的离心式油气分离器，此处滑油和空气分离并使滑油流入滑油箱。从滑油空气混合气中分离出来的空气以及进入滑油箱中的空气沿通风管进入环形通风管部件，然后进入通风箱内。

四、滑油系统的主要故障如下

（1）滑油消耗量过大

滑油消耗量过大是指发动机滑油消耗量超过规定值。主要由于涨圈、篦齿在工作过程中磨损使挡油能力降低，螺栓、管路接头松动渗油，因转子不平衡引起的封严失效等造成。

（2）滑油压力不正常

滑油压力不正常主要表现为压力偏高、偏低和压力脉动。引起滑油压力不正常的因素有活门卡死、油滤堵塞、滑油泄漏管路破裂、释压活门或滑油泵出现故障等。

（3）滑油温度过高

滑油温度过高，会使滑油粘度降低，效果变差，最终导致齿轮和轴承磨损加快、滑油泵效率降低、滑油喷嘴和散热器管路局部堵塞。引起滑油温度过高的主要原因是空气/滑油热交换器的冷却表面过脏使热效率降低所致。

五、滑油系统滑油压力低典型故障和排故分析

CFM56-5B发动机的滑油系统是一个自容、中央通气、再循环式的系统，用以向发动机主轴承、驱动轴和齿轮轴承提供和冷却。从CFMI公司的全球统计数字显示，这是一个可靠性高、工作稳定的系统；根据南方航空公司河南分公司飞机发动机方面的可靠性数据，该系统中部件的非计划换发率也极低。但是，如果该系统一旦发生故障，将导致非常严重的后果，甚至导致发动机空中停车。2006年3月出现过一起比较有代表性的滑油系统故障。

（1）故障现象

机组报告某飞机在起飞状态下左发滑油压力比右发低约10psi，下降阶段左发滑油压力指示进入黄区。地面维修人员接到报告后非常重视，从发动机监控数据上摘录的当日几个航段有代表性的一组数据见表1：

正常情况下，A320飞机两台发动机的滑油压力差值不大，一般在在0-5psi之间，从驾驶舱内发动机次显示组件的滑油压力指示表的指针上几乎无法看出区别。而从上述数据分析，虽然单台发动机的滑油压力均在手册规定的范围内，但双发的压力差值却超出了经验值，而且对比左发历史数据，也发现左发滑油压力有降低趋势。因此，这是一起滑油压力指示低或真实的压力故障。

（2）故障分析和排故

排故的思路以滑油压力传感器为中心，分析故障原因如下：一是传感器本身缺陷引起的指示故障，二是传感器感受到了真实的滑油压力低信号。在围绕传感器做了清洁传感器插头、插座，清洁驾驶舱内发动机次显示组件的插头、插座，更换滑油压力传感器，和其它飞机对换次显示组件等工作之后，仍未能排除故障。因此把丝路转到了真实的滑油压力低故障上。滑油压力传感器拾取的不是一个绝对的滑油压力信号，而是滑油压力和滑油系统通气压力的压力差信号，它的上游连接的是发动机前油池供油压力管，下游和转换齿轮箱的通气管路相连。根据这一原理，将排故措施分为两步，第一步排查绝对滑油压力是否降低，第二步是排查滑油系统通气压力有无升高。第一步排故措施包括以下工作：检查前油池供油压力管有无局部变形、凹陷等损伤，内部有无堵塞，滑油泵供油管路有无堵塞等这些会导致供油压降低的缺陷。检查结果正常。虽然检查发动机滑油泵也属于第一步的内容，但考虑到泵本身可靠性较高这一因素，所以把泵的维护工作放在后面。第二步排故措施包括：检查发动机火焰抑制器有无堵塞，检查滑油箱中油量是否正常，通气管路是否有缺陷等。检查结果也是正常的。鉴于以上的检查结果，将排故的重点放在了滑油泵上，更换了滑油泵。但更换后的试车表明故障仍然存在。

（3）故障排除

在对以往所做的工作重新过滤过程中，意外发现一个“盲点”，就是油箱中的吸油管部分，正是由于发动机滑油箱本身在十几年中从未发生过故障，所以才忽略了它。该吸油管由竖管和进口滤网两部分组成，要通过孔探设备才能接近和检查，竖管本身内径较大，并无堵塞等不正常的情况。随着孔探软镜的深入到进口滤网，发现有些异常，大概有20%的滤网面积被白色物质堵塞，进一步检查的结果表明，超过90%的进口滤网被严重堵塞。显然正是由于滤网的堵塞才造成滑油压力低。维护人员在清除干净滤网上的白色物质后，试车检查结果令人满意。此后的几天监控数据也表明故障彻底排除。

（4）排故总结

排除故障后工程技术人员对白色物质的来源进行了深入的分析和调查，终于找到了导致故障的根本原因―在对发动机的滑油/燃油热交换器修理过程中，为增加热交换器内部管路和隔板的密封性能，工作人员涂抹了过量的硅胶（RTV521）。随着发动机的运转时间的增加，多余的硅胶沿回油系统进入滑油箱，堵塞了吸油口进口滤网。

六、结束语

由于滑油在航空发动机滑油系统中是循环使用的，携带着发动机运动零部件状态的大量信息，包括磨损和疲劳剥落等情况，利用这些信息可以预测发动机有关零部件的寿命、决定维修的时机。利用滑油系统开展监控与故障诊断是实践证明行之有效的一种发动机状态监控与故障诊断方法。

参考文献

[1] 宋静波.飞机构造基础[M].北京：航空工业出版社，2004.

[2] 沈燕良，王建平，曹克强.飞机滑油系统故障分析[J]. 空军工程大学工程学院一系，2004.5.

[3] 任仁良.涡轮发动机飞机结构与系统[M].北京：兵器工业出版社，2006.11.

[4] 郭杰，CFM56-3C发动机滑油压力低故障分析[J].航空工程与维修.2007.2.

作者简介

，女，1982.7，助理工程师，工作单位：中国民航飞行学院广汉分院。