2.1 发动机的排故原则
排故工作需要排故人员具有相应的专业知识、技能和方法,熟悉相应的航空发动机机型结构、工作原理和性能,同时应具备严谨的工作作风、清晰的思路和科学的方法。排除故障首要的一环是故障分析诊断,准确的诊断是排除故障的前提。只有对发动机结构及其有关系统的组成和工作原理熟悉掌握,加上恰当的分析方法,才能使诊断更准确,排故更迅速,成本更低。排故方案根据具体情况制定,通常包括故障识别、故障分析、故障件隔离及排故方法选择。
1.排故的基本原则
(1)缩短产品的停放期。尽可能缩短排故的时间,使产品尽快恢复到良好状态。
(2)适度地分解零部件。避免大拆大卸;需要分解零部件时,尽量使拆卸的零部件最少。
(3)属地原则。能在现场排除的应当在现场排除,能在基地排除的不发往修理厂。
2.故障的一般处理方法
发现故障或故障征兆后,首先要详细了解故障当时的情况,认知查看记录,同时应全面地仔细检查现场,根据需要记录和拍照。综合产品结构特点和工作原理,运用相关的故障分析程序,并结合以往的经验进行初步判断,确定查找故障的初步范围。
分析查找故障时,一般采取由静到动、从外到内、由表及里、从简单到复杂的顺序进行查找。故障的分析方法介绍如下:
(1)由静到动。由静到动是指先从静态方面着手,首先向有关的空地勤人员了解详细的故障情况,以及发动机当时的工作条件、使用环境、飞行任务类型等情况,必要时查看发动机的使用维修记录。拟订初步的排查方案,在排查方案中,一般优先考虑能在地面停车状态进行的查找工作,然后考虑需要开车或试飞的故障验证工作。
(2)从外到内。从外到内是指先了解、检查产品外部的环境条件和外表情况,分析这些外部环境与产品内在品质的联系和影响,然后深入内部检查和查找故障原因。
(3)由表及里。由表及里是指从表面现象着手,逐步深入检查分析。有些表面现象容易让人迷惑,这时需要用有关的知识和经验,分析各个可能的原因。对于复杂的疑难故障,还可以运用故障树等方法帮助进行分析,找出可能引起这种故障现象的原因,然后对这些可能性逐一检查,最后找到真正的原因。
(4)从简单到复杂。从简单到复杂是指检查时先从简单易行的工作着手,仔细检查,逐渐缩小检查范围。从简单处入手,有助于提高效率。有时,故障原因可能就在简单的一步工作之中。
3.常用的排故检查方法
航空发动机排故检查中,常用的方法有目视检查法、自动检测法、金属屑检测法、滑油光谱分析法、人工检测法、事件法和拔插法等。通过灵活运用这些方法,逐步缩小查找范围,直至确定故障部位。
(1)目视检查法。通过肉眼观察,检查发动机机件表面有无异常情况,如裂纹、变形、腐蚀、碰伤、烧伤等,检查机件之间安装连接有无松动、结合面渗漏等,必要时利用渗透显示剂、孔操仪等进行检查。这是在排故检查中普遍使用的一种方法。
(2)自动检测法。利用故障诊断系统检测故障。通过机载系统或地面诊断系统检测发动机故障。例如,某型涡轴发动机的控制系统,具有随机自动检测控制系统故障的功能。在航空发动机运行过程中,控制系统出现故障,系统会提示故障信息,包括故障类型、故障级别等,机组人员可根据故障信息决定是继续飞行还是返航排故;维修人员也可以按照信息提示的方向去查找故障部位。如某直升机飞行中右发参数提示有故障,查看故障页面显示故障代码“RESOL”,表示解算器故障;可能是机械液压组件、燃油泵或电缆有故障。直升机着陆后检查,发现发动机计量器的油针位置传感器插头有松动。通过故障诊断系统检测,可以缩小查找故障的范围,提高排故的效率。
(3)金属屑检测法。通过对滑油系统中出现的金属屑进行检测分析,查找故障部位。磁性金属检屑器装于航空发动机滑油系统回油路,当其磁性金属检屑器上吸附金属屑时,可通过对金属屑的形态、数量、材料进行分析,判断哪些零件可能发生了异常磨损。这种检测方法主要用于判别发动机轴承、齿轮等零件的异常磨损故障,是一种比较准确有效的方法。例如,某直升右发飞行后落地时,金属屑警告灯亮,检查发现带指示器的磁堵上有小片状金属屑,磁性金属检屑器和主滑油滤上也有较多小片金属屑。对收集的小片金属屑进行能谱分析,确定为轴承钢材料,初步分析是轴承磨损。发动机经返厂分解检查,找到了故障部位,是锥齿轮组合后部轴承磨损。
(4)滑油光谱分析法。通过滑油取样分析,可测出滑油中含有的金属元素种类及其含量。也可以根据历次滑油取样的分析结果,计算金属元素含量的增长情况,据此可推断哪类零件有磨损以及磨损速度如何。维护人员可按照维护资料给出的参照标准确定是否需要采取维修措施。这种方法主要适用滑油系统中发现细小粉末金属屑的情况。例如,某直升机右发地面维护检查时,发现滑油颜色变黑,M01单元体和滑油箱磁性金属检屑器上有黑色油泥,主滑油滤和其他磁性屑末检测器均未发现金属屑。滑油光谱分析Fe含量达16.7 ppm,维护手册规定的告警极限Fe含量为15 ppm。经检查,M05单元体主动齿轮轴颈及其轴承磨损。
(5)人工检测法。利用仪器,人工检测发动机系统或附件。例如,用三用表检测某一电路的电阻,判断其是否正常,用兆欧表检测电缆的绝缘性能是否良好,用专用检测仪检测某些附件是否正常等。常用人工检测法检查发动机各系统及其成品、附件,如滑油系统、燃油系统、电气系统和监控系统等。
(6)事件法。用相同型号的良好成品、附件串换有疑问的成附件以判断其是否正常。如果串换后系统或发动机恢复正常了,则可判断该可疑件是故障件。这种方法在发动机排故中被广泛采用,特别是对于比较容易拆装的成品、附件,是一种简单而有效的判别方法。
(7)拔插法。电气系统、监控系统和控制系统的某些故障,可通过拔出电气接头或数据接口,检查其状况后复装,看故障现象是否消失。航空发动机在气候比较潮湿或空气污染较重的条件下使用,尤其是停放一段时间后,电气连接部位可能因受潮、腐蚀、脏污等原因产生接触不良的情况。电气系统、监控系统和控制系统有时出现一些令人费解的故障现象,可先用拔插法检查。例如,某直升机右发通电检查时,发动机参数提示有故障,查看故障页面显示故障代码“BUS\\H”,表示直升机数据总线部分有故障。检查并重新安装发动机EECU 与直升机的数据接口后故障信息不再出现。
外场排故时,故障检查方法并不是一成不变的,可能受条件、环境限制,维护排故人员必须根据当时当地具体情况,灵活运用各种方法,必要时可因地制宜选择一些其他方法来解决问题,但不能违反基本操作规程和安全准则。
4.排故的注意事项
进行航空发动机维修排故工作时,应熟悉相关机型的结构性能和工作原理,工作中须遵守技术文件的相关规定,同时要注意安全防护。
(1)操作时采取必要的防护措施,操作过程中盖好各种孔口以防外来物进入,注意保持工作场所的清洁。
(2)使用的工具、扳手大小必须合适,不能太大,以免拧坏螺母。力矩扳手的量程要合适。
(3)分解零部件时,注意其安装顺序,必要时在分解过程中对零件做好标签或标记以便正确复装。不得在结合面间打入楔子,或用硬物撬动结合面的方法分解零部件。
(4)拆热部件上的螺钉、螺母时,可喷涂防黏结渗透液,让其渗透15~20 min后再拆分。
(5)清洗时,注意做好防静电、防火等安全措施。
(6)钛合金零件不得使用三氯乙烷等氯化物产品清洗。
(7)装配之前,应对有关零件进行必要的检查,如发现缺陷应及时处理、修复。
(8)装配时,对自锁的螺母、钢丝螺套应检查其锁紧力矩。直径6 mm以下的螺母、螺钉可用手感觉阻力矩大小来判断锁紧力矩。
(9)失去自锁作用的螺母或钢丝螺套不能继续使用,不能用敲打变形的方法试图恢复自锁作用。螺钉、螺母安装时螺纹上要涂发动机滑油润滑,并按规定力矩拧紧。
(10)花键、套齿部位安装时要用滑油润滑。
(11)做好劳动保护。处理滑油和其他对身体有害的化工产品时注意采取一定的防护措施。
(12)检查电气设备、使用压力容器类工具设备时,须遵守安全操作规程。
(13)做完维修工作后,要根据清单清点零件、配件、工具、擦布等物品,防止遗留在航空发动机或飞行器上。
(14)有关检查数据和维修工作情况应及时记载在发动机履历本上,如重要数据、维修工作和换件情况等。