1電動(dòng)燃油增壓泵結(jié)構(gòu)及供油原理

目前SR20型飛機(jī)多使用DUKES公司電動(dòng)燃油增壓泵(件號(hào):5217一00一3),該型電動(dòng)燃油增壓泵電路為兩線輸入一線接地,通過(guò)兩路輸入線路提供高壓(PRIME)和低壓(BooST)兩種工作模式。該型電動(dòng)燃油增壓泵可分為直流電機(jī)和供油泵體兩個(gè)部分,通過(guò)四個(gè)螺栓連接兩部分,如圖1所示。增壓泵機(jī)上安裝后為直立狀態(tài),電機(jī)在上,直流電機(jī)下部為余油腔,并帶有余油孔,供油泵體滲出的燃油進(jìn)入余油腔后,通過(guò)余油孔及連接的飛機(jī)余油管排出。供油泵體兩側(cè)為飛機(jī)燃油供油管連接孔,連接供油管后電動(dòng)燃油增壓泵串接在飛機(jī)供油管路中。

圖1電動(dòng)燃油增壓泵(件號(hào):5217一00一3)分解圖

供油泵體上部為旋轉(zhuǎn)葉片式供油腔,中部為燃油進(jìn)出接口,下部為壓力調(diào)節(jié)腔,各腔均與燃油進(jìn)出接口相連,如圖2所示。電動(dòng)燃油增壓泵工作時(shí),通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)供油腔轉(zhuǎn)軸葉片抽吸泵進(jìn)口燃油加壓輸出,實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)注油或發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的增壓供油。

圖2供油腔

供油腔上部壓盤(pán)用于固定葉片轉(zhuǎn)軸并提供泵體密封,壓盤(pán)周邊為密封膠圈,中央轉(zhuǎn)軸部分帶有軸封和膠圈,如圖3所示,防止泵體部分的燃油滲漏。

圖3壓盤(pán)密封件分解圖

供油泵體下部壓力調(diào)節(jié)腔的調(diào)壓螺塞用于調(diào)整電動(dòng)燃油增壓泵高壓輸出燃油壓力,壓力調(diào)節(jié)螺塞內(nèi)有補(bǔ)償墊片、彈簧和釋壓回油活門(mén)。釋壓回油活門(mén)上有旁通瓣,可向泵出口方向打開(kāi)。

當(dāng)電動(dòng)燃油增壓泵工作在高壓位,泵出口壓力超過(guò)彈簧力時(shí),釋壓回油活門(mén)上的旁通瓣關(guān)閉,釋壓回油活門(mén)向彈簧方向移動(dòng),打開(kāi)回油通道,部分燃油回到泵體燃油進(jìn)口通道重新循環(huán),從而降低電動(dòng)燃油增壓泵輸出燃油壓力至預(yù)設(shè)值,如圖4所示。

圖4增壓泵高壓供油原理圖

當(dāng)電動(dòng)燃油增壓泵工作在低壓位時(shí),泵出口壓力小于彈簧力,彈簧將釋壓回油活門(mén)壓緊,釋壓回油活門(mén)上的旁通瓣關(guān)閉,泵出口壓力僅與電機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)。當(dāng)電動(dòng)燃油增壓泵不工作時(shí),彈簧將釋壓回油活門(mén)壓緊,釋壓回油活門(mén)上的旁通瓣受抽吸作用打開(kāi),發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵通過(guò)電動(dòng)燃油增壓泵供油腔通道和釋壓回油活門(mén)上的旁通瓣抽吸燃油,如圖5所示。

圖5電動(dòng)燃油增壓泵旁通供油原理圖

該型電動(dòng)燃油增壓泵使用的電機(jī)為串勵(lì)直流電機(jī),三根供電線路分別對(duì)應(yīng)高速位(PRIME)、低速位(BooST)兩種轉(zhuǎn)速輸入連接和接地。通過(guò)電動(dòng)燃油增壓泵接通開(kāi)關(guān)PRIME位置或BooST位置分別接通電機(jī)的高、低轉(zhuǎn)速供電線路,令電動(dòng)燃油增壓泵滿足啟動(dòng)注油和增壓兩種燃油輸出壓力的需要。如圖6所示,電機(jī)低速位,供電進(jìn)入電機(jī)后,經(jīng)過(guò)上端蓋上安裝的一個(gè)串接滑動(dòng)變阻器至定子勵(lì)磁繞組,人工調(diào)定滑動(dòng)變阻器可以改變電機(jī)工作電流從而影響電機(jī)轉(zhuǎn)速,達(dá)到調(diào)整低壓供油的目的:電機(jī)高速位,供電直接進(jìn)入勵(lì)磁繞組,不受該滑動(dòng)變阻器影響。即電動(dòng)燃油增壓泵低壓位的輸出壓力可通過(guò)改變電機(jī)后端蓋上的低壓位滑動(dòng)變阻器電阻值來(lái)調(diào)整,高壓位輸出壓力則靠壓力調(diào)節(jié)腔上的調(diào)壓螺塞進(jìn)行調(diào)整。電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)一組碳刷供電。

圖6電機(jī)分解圖

電機(jī)轉(zhuǎn)子上下各有一個(gè)軸承,下部軸承緊靠電機(jī)體下部余油腔。電機(jī)為非密封結(jié)構(gòu),當(dāng)余油腔積油較多時(shí),積存的燃油可能會(huì)滲入電機(jī)體,造成轉(zhuǎn)子下部軸承被燃油浸泡。

2電動(dòng)燃油增壓泵密封性檢查

2.1密封性能差異

SR20型飛機(jī)電動(dòng)燃油增壓泵電機(jī)與供油泵體之間通過(guò)壓盤(pán)上的o型密封膠圈和軸封來(lái)實(shí)現(xiàn)供油泵體的密封。電機(jī)與供油泵體之間還有一個(gè)積油空腔,電動(dòng)燃油增壓泵的密封失效時(shí),滲漏的燃油會(huì)通過(guò)積油空腔經(jīng)余油管排出。

如果電動(dòng)燃油增壓泵的密封膠圈或軸封膠圈出現(xiàn)問(wèn)題,如老化、破損,會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)燃油增壓泵的密封性失效,還可能造成電動(dòng)燃油增壓泵電機(jī)出現(xiàn)故障,導(dǎo)致電動(dòng)燃油增壓泵不工作或供油壓力不足。

電動(dòng)燃油增壓泵的密封失效,當(dāng)飛機(jī)處于停放狀態(tài)時(shí),因電動(dòng)燃油增壓泵安裝位置高于油箱,泵體和余油管均無(wú)燃油滲漏現(xiàn)象:當(dāng)電動(dòng)燃油增壓泵工作時(shí),因電動(dòng)燃油增壓泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)供油泵體部分進(jìn)行供油,泵體燃油壓力升高,燃油通過(guò)電機(jī)與供油泵體部分接合處和余油管滲出:當(dāng)電動(dòng)燃油增壓泵不工作且發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵抽油,電動(dòng)燃油增壓泵處于負(fù)壓狀態(tài),外界空氣通過(guò)密封失效處進(jìn)入油路,造成發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)定。

經(jīng)上述分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)飛機(jī)處于停放狀態(tài)時(shí),維護(hù)人員無(wú)法通過(guò)目視檢查發(fā)現(xiàn)電動(dòng)燃油增壓泵滲漏故障:當(dāng)電動(dòng)燃油增壓泵工作時(shí),通過(guò)目視檢查判斷電動(dòng)燃油增壓泵滲漏程度也有一定難度。

2.2一般檢查要求

依據(jù)SR20型飛機(jī)維護(hù)手冊(cè)[3],具體電動(dòng)燃油增壓泵滲漏檢查步驟為:

(1)在電動(dòng)燃油增壓泵余油排油管出口放置接油杯:

(2)將油門(mén)桿拉至慢車(chē)位:

(3)將混合比桿拉至關(guān)斷位:

(4)將電瓶1開(kāi)關(guān)置開(kāi)位:

(5)將電動(dòng)燃油增壓泵開(kāi)關(guān)置PRIME位并至少保持20S:

(6)將電瓶1開(kāi)關(guān)置關(guān)位:

(7)確認(rèn)電動(dòng)燃油增壓泵余油排油管應(yīng)無(wú)燃油滲漏:

(8)若電動(dòng)燃油增壓泵余油排油管有燃油滲出,需更換電動(dòng)燃油增壓泵。

此方式僅限于檢查電動(dòng)燃油增壓泵工作時(shí)的滲漏情況,對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)工作且未使用電動(dòng)燃油增壓泵時(shí),電動(dòng)燃油增壓泵處于負(fù)壓狀態(tài)的滲漏進(jìn)氣情況是無(wú)法直接檢查的。

3電動(dòng)燃油增壓泵密封性檢查改進(jìn)

電動(dòng)燃油增壓泵密封性測(cè)試改進(jìn)方式總體思路是通過(guò)模擬發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵工作時(shí)電動(dòng)燃油增壓泵供油腔和出口管路處于負(fù)壓(真空)狀態(tài),引入負(fù)壓壓力表,檢查該負(fù)壓(真空)是否能保持,以確定電動(dòng)燃油增壓泵密封性。

目前SR20型飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)以及電動(dòng)燃油增壓泵廠家DUKES公司均未提供電動(dòng)燃油增壓泵(件號(hào):5217-00-3)的相關(guān)負(fù)壓參數(shù),故發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),電動(dòng)燃油增壓泵出口管路的最大負(fù)壓可采取下列方式取值:

(1)在電動(dòng)燃油增壓泵與主燃油濾之間安裝一個(gè)帶有閥門(mén)的負(fù)壓表:

(2)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)之前,使用電動(dòng)燃油增壓泵注油時(shí),關(guān)閉負(fù)壓表閥門(mén),防止燃油進(jìn)入負(fù)壓表:

(3)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,通過(guò)機(jī)械泵抽油,電動(dòng)燃油增壓泵處于負(fù)壓狀態(tài)。此時(shí)打開(kāi)負(fù)壓表閥門(mén),負(fù)壓表指示當(dāng)前管路負(fù)壓值。

經(jīng)過(guò)電動(dòng)燃油增壓泵出口管路的最大負(fù)壓值測(cè)試數(shù)據(jù)采集工作,確定了發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),電動(dòng)燃油增壓泵出口管路的最大負(fù)壓值為0.005MPa,如表1所示。

最后確定電動(dòng)燃油增壓泵密封性測(cè)試改進(jìn)后的具體方法為:

(1)脫開(kāi)電動(dòng)燃油增壓泵進(jìn)出口管路:

(2)使用堵頭將電動(dòng)燃油增壓泵進(jìn)口密封:

(3)將抽真空設(shè)備接入電動(dòng)燃油增壓泵出口接頭:

(4)使用抽氣設(shè)備進(jìn)行抽氣,將電動(dòng)燃油增壓泵出口管路負(fù)壓值抽至0.01MPa(略大于發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的實(shí)際壓力值):

(5)保持壓力10min,觀察負(fù)壓表指示的電動(dòng)燃油增壓泵出口管路壓力值是否有下降:

(6)如果電動(dòng)燃油增壓泵出口管路負(fù)壓值降低,則負(fù)壓滲氣功能測(cè)試未通過(guò),表明該電動(dòng)燃油增壓泵有滲漏故障:

(7)如果電動(dòng)燃油增壓泵出口管路負(fù)壓值保持不變,則電動(dòng)燃油增壓泵通過(guò)負(fù)壓滲氣功能測(cè)試,表明該電動(dòng)燃油增壓泵密封性良好。

4結(jié)語(yǔ)

SR20型飛機(jī)電動(dòng)燃油增壓泵密封性測(cè)試方式改進(jìn)后,無(wú)須拆解電動(dòng)燃油增壓泵,僅脫開(kāi)電動(dòng)燃油增壓泵進(jìn)出口管路即可完成測(cè)試,檢查電動(dòng)燃油增壓泵密封性是否良好。該檢查方式能更加直接、明了地指示電動(dòng)燃油增壓泵的密封性,有效保證電動(dòng)燃油增壓泵的工作性能,確保發(fā)動(dòng)機(jī)工作穩(wěn)定正常。