1電動燃油增壓泵結(jié)構(gòu)及供油原理

目前SR20型飛機多使用DUKES公司電動燃油增壓泵(件號:5217一00一3),該型電動燃油增壓泵電路為兩線輸入一線接地,通過兩路輸入線路提供高壓(PRIME)和低壓(BooST)兩種工作模式。該型電動燃油增壓泵可分為直流電機和供油泵體兩個部分,通過四個螺栓連接兩部分,如圖1所示。增壓泵機上安裝后為直立狀態(tài),電機在上,直流電機下部為余油腔,并帶有余油孔,供油泵體滲出的燃油進入余油腔后,通過余油孔及連接的飛機余油管排出。供油泵體兩側(cè)為飛機燃油供油管連接孔,連接供油管后電動燃油增壓泵串接在飛機供油管路中。

圖1電動燃油增壓泵(件號:5217一00一3)分解圖

供油泵體上部為旋轉(zhuǎn)葉片式供油腔,中部為燃油進出接口,下部為壓力調(diào)節(jié)腔,各腔均與燃油進出接口相連,如圖2所示。電動燃油增壓泵工作時,通過電機帶動供油腔轉(zhuǎn)軸葉片抽吸泵進口燃油加壓輸出,實現(xiàn)發(fā)動機啟動注油或發(fā)動機工作時的增壓供油。

圖2供油腔

供油腔上部壓盤用于固定葉片轉(zhuǎn)軸并提供泵體密封,壓盤周邊為密封膠圈,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)有補償墊片、彈簧和釋壓回油活門。釋壓回油活門上有旁通瓣,可向泵出口方向打開。

當電動燃油增壓泵工作在高壓位,泵出口壓力超過彈簧力時,釋壓回油活門上的旁通瓣關閉,釋壓回油活門向彈簧方向移動,打開回油通道,部分燃油回到泵體燃油進口通道重新循環(huán),從而降低電動燃油增壓泵輸出燃油壓力至預設值,如圖4所示。

圖4增壓泵高壓供油原理圖

當電動燃油增壓泵工作在低壓位時,泵出口壓力小于彈簧力,彈簧將釋壓回油活門壓緊,釋壓回油活門上的旁通瓣關閉,泵出口壓力僅與電機轉(zhuǎn)速有關。當電動燃油增壓泵不工作時,彈簧將釋壓回油活門壓緊,釋壓回油活門上的旁通瓣受抽吸作用打開,發(fā)動機驅(qū)動泵通過電動燃油增壓泵供油腔通道和釋壓回油活門上的旁通瓣抽吸燃油,如圖5所示。

圖5電動燃油增壓泵旁通供油原理圖

該型電動燃油增壓泵使用的電機為串勵直流電機,三根供電線路分別對應高速位(PRIME)、低速位(BooST)兩種轉(zhuǎn)速輸入連接和接地。通過電動燃油增壓泵接通開關PRIME位置或BooST位置分別接通電機的高、低轉(zhuǎn)速供電線路,令電動燃油增壓泵滿足啟動注油和增壓兩種燃油輸出壓力的需要。如圖6所示,電機低速位,供電進入電機后,經(jīng)過上端蓋上安裝的一個串接滑動變阻器至定子勵磁繞組,人工調(diào)定滑動變阻器可以改變電機工作電流從而影響電機轉(zhuǎn)速,達到調(diào)整低壓供油的目的:電機高速位,供電直接進入勵磁繞組,不受該滑動變阻器影響。即電動燃油增壓泵低壓位的輸出壓力可通過改變電機后端蓋上的低壓位滑動變阻器電阻值來調(diào)整,高壓位輸出壓力則靠壓力調(diào)節(jié)腔上的調(diào)壓螺塞進行調(diào)整。電機轉(zhuǎn)子繞組通過一組碳刷供電。

圖6電機分解圖

電機轉(zhuǎn)子上下各有一個軸承,下部軸承緊靠電機體下部余油腔。電機為非密封結(jié)構(gòu),當余油腔積油較多時,積存的燃油可能會滲入電機體,造成轉(zhuǎn)子下部軸承被燃油浸泡。

2電動燃油增壓泵密封性檢查

2.1密封性能差異

SR20型飛機電動燃油增壓泵電機與供油泵體之間通過壓盤上的o型密封膠圈和軸封來實現(xiàn)供油泵體的密封。電機與供油泵體之間還有一個積油空腔,電動燃油增壓泵的密封失效時,滲漏的燃油會通過積油空腔經(jīng)余油管排出。

如果電動燃油增壓泵的密封膠圈或軸封膠圈出現(xiàn)問題,如老化、破損,會導致電動燃油增壓泵的密封性失效,還可能造成電動燃油增壓泵電機出現(xiàn)故障,導致電動燃油增壓泵不工作或供油壓力不足。

電動燃油增壓泵的密封失效,當飛機處于停放狀態(tài)時,因電動燃油增壓泵安裝位置高于油箱,泵體和余油管均無燃油滲漏現(xiàn)象:當電動燃油增壓泵工作時,因電動燃油增壓泵電機驅(qū)動供油泵體部分進行供油,泵體燃油壓力升高,燃油通過電機與供油泵體部分接合處和余油管滲出:當電動燃油增壓泵不工作且發(fā)動機處于運行狀態(tài)時,發(fā)動機驅(qū)動泵抽油,電動燃油增壓泵處于負壓狀態(tài),外界空氣通過密封失效處進入油路,造成發(fā)動機工作不穩(wěn)定。

經(jīng)上述分析發(fā)現(xiàn),當飛機處于停放狀態(tài)時,維護人員無法通過目視檢查發(fā)現(xiàn)電動燃油增壓泵滲漏故障:當電動燃油增壓泵工作時,通過目視檢查判斷電動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型飛機維護手冊[3],具體電動燃油增壓泵滲漏檢查步驟為:

(1)在電動燃油增壓泵余油排油管出口放置接油杯:

(2)將油門桿拉至慢車位:

(3)將混合比桿拉至關斷位:

(4)將電瓶1開關置開位:

(5)將電動燃油增壓泵開關置PRIME位并至少保持20S:

(6)將電瓶1開關置關位:

(7)確認電動燃油增壓泵余油排油管應無燃油滲漏:

(8)若電動燃油增壓泵余油排油管有燃油滲出,需更換電動燃油增壓泵。

此方式僅限于檢查電動燃油增壓泵工作時的滲漏情況,對于發(fā)動機工作且未使用電動燃油增壓泵時,電動燃油增壓泵處于負壓狀態(tài)的滲漏進氣情況是無法直接檢查的。

3電動燃油增壓泵密封性檢查改進

電動燃油增壓泵密封性測試改進方式總體思路是通過模擬發(fā)動機驅(qū)動泵工作時電動燃油增壓泵供油腔和出口管路處于負壓(真空)狀態(tài),引入負壓壓力表,檢查該負壓(真空)是否能保持,以確定電動燃油增壓泵密封性。

目前SR20型飛機、發(fā)動機以及電動燃油增壓泵廠家DUKES公司均未提供電動燃油增壓泵(件號:5217-00-3)的相關負壓參數(shù),故發(fā)動機工作時,電動燃油增壓泵出口管路的最大負壓可采取下列方式取值:

(1)在電動燃油增壓泵與主燃油濾之間安裝一個帶有閥門的負壓表:

(2)啟動發(fā)動機之前,使用電動燃油增壓泵注油時,關閉負壓表閥門,防止燃油進入負壓表:

(3)當發(fā)動機啟動后,通過機械泵抽油,電動燃油增壓泵處于負壓狀態(tài)。此時打開負壓表閥門,負壓表指示當前管路負壓值。

經(jīng)過電動燃油增壓泵出口管路的最大負壓值測試數(shù)據(jù)采集工作,確定了發(fā)動機正常工作時,電動燃油增壓泵出口管路的最大負壓值為0.005MPa,如表1所示。

最后確定電動燃油增壓泵密封性測試改進后的具體方法為:

(1)脫開電動燃油增壓泵進出口管路:

(2)使用堵頭將電動燃油增壓泵進口密封:

(3)將抽真空設備接入電動燃油增壓泵出口接頭:

(4)使用抽氣設備進行抽氣,將電動燃油增壓泵出口管路負壓值抽至0.01MPa(略大于發(fā)動機正常工作時的實際壓力值):

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

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

(7)如果電動燃油增壓泵出口管路負壓值保持不變,則電動燃油增壓泵通過負壓滲氣功能測試,表明該電動燃油增壓泵密封性良好。

4結(jié)語

SR20型飛機電動燃油增壓泵密封性測試方式改進后,無須拆解電動燃油增壓泵,僅脫開電動燃油增壓泵進出口管路即可完成測試,檢查電動燃油增壓泵密封性是否良好。該檢查方式能更加直接、明了地指示電動燃油增壓泵的密封性,有效保證電動燃油增壓泵的工作性能,確保發(fā)動機工作穩(wěn)定正常。