現(xiàn)代通用航空領域活塞發(fā)動機驅動的干式真空泵主要用于給姿態(tài)儀、航向儀等機載氣動儀表提供真空源。簡要介紹了現(xiàn)代通用航空領域活塞發(fā)動機驅動的干式真空泵的結構特點和工作原理，收集、整理了某飛行學校機隊的真空泵故障數(shù)據(jù)，對真空泵故障模式進行了全面、系統(tǒng)的分類分析，并針對不同的故障模式研究對應的檢查方法或預防措施，以延長真空泵壽命，提高真空泵的可靠性。

　　某飛行學校的飛機故障數(shù)據(jù)調查顯示：真空系統(tǒng)（ATA37）故障占機隊總故障的5.8%，真空泵故障占真空系統(tǒng)的故障的60.8%，同時真空泵也是機群故障率最高的部件之一。實踐表明在使用過程中，活塞發(fā)動機驅動的干式真空泵具有平均壽命短、壽命差異很大、經(jīng)常突然失效等特點。這直接導致了機隊可靠性水平下降，嚴重影響了飛行安全，并且給維修部門的預防性維修造成了很大的困難。

1、真空泵的結構和工作原理

　　目前通航飛機廣泛使用干式真空泵。干式真空泵為容積式葉片泵，它是由發(fā)動機通過花鍵驅動的剪切尼龍軸（見圖1） 驅動真空泵內的石墨轉子和安裝在轉子滑槽中的石墨葉片在鋁質真空泵殼體內高速旋轉（見圖2），高速旋轉的葉片在離心力的作用下緊貼橢圓形鋁質真空泵殼體，將真空泵內部空間分為相互隔離的吸氣和排氣腔，在偏心殼體內旋轉的葉片通過改變吸氣腔局部容積，使吸氣腔抽真空（壓力小于外界大氣壓力）在系統(tǒng)內產生真空度。為了滿足飛機上安裝的氣動儀表的需求，真空泵產生的真空度通過真空度調節(jié)器調整到16931.93 Pa 左右（具體范圍取決機上氣動儀表的安裝）。

　　干式真空泵的剪切尼龍軸起保護發(fā)動機作用。當真空泵發(fā)生故障卡死時，真空泵驅動軸繼續(xù)轉動，剪切尼龍軸受到的剪切力超過設定值而斷開，將故障卡死的真空泵與發(fā)動機本體傳動機構隔離，避免了發(fā)動機的內部損傷。干式真空泵的核心部件（轉子和葉片）均由石墨制成，葉片在轉動中與橢圓形的鋁質殼體摩擦而磨損的同時，產生的石墨粉塵又對葉片起到潤滑作用，降低葉片的磨損和溫度，即泵具有自潤滑作用。

2、真空泵故障模式

　　從干式真空泵在航空領域開始應用時起，工程技術人員就不斷的對真空泵故障模式進行著研究和分析。通過改進設計，優(yōu)化結構，完善真空泵的維護方法等提高真空泵的壽命和可靠性。

2.1、溶劑污染

　　滑油或滑油蒸汽進入真空泵內部會迅速污染石墨，將起潤滑作用的石墨粉變成有害的污泥，損壞真空泵。滑油來自于發(fā)動機，在特定條件下可能進入真空泵（如：真空泵墊子損壞；被忽略的滑油滲漏被吹到發(fā)動機后部；機匣通氣時滑油蒸氣被吸入真空泵）。

　　另一種污染的原因是清洗飛機時，水或清洗劑進入真空泵。溶劑可能會從真空泵排氣管或驅動密封處進入真空泵。

　　為了解決溶劑污染問題，制造廠商在真空泵安裝座上設計了滑油漏油孔，向下安裝的排氣管。日常維護中，當發(fā)現(xiàn)真空泵被滑油污染后，必須檢查確定滑油的來源（如：真空泵安裝座密封等），并徹底排除故障。清潔飛機時，應特別注意防止水或清潔劑進入真空泵。

2.2、外來物損傷（FOD）

　　石墨是脆性材料容易脆斷。少量的橡膠管碎片（如：安裝真空泵時搖動管子時偶然脫落的碎片），甚至是以前的真空泵遺留在管路中的碳粒等雜質都會造成真空泵的突然失效。這類失效通常發(fā)生在新真空泵安裝后很短時間內。空氣中的灰塵能夠滿足真空泵的配合要求。它們小到可以通過氣濾進入真空系統(tǒng)，并與潤滑粉在摩擦表面混合，增大磨損速率并最終導致真空泵提前失效。飛機上裝備有氣動陀螺時，座艙空氣通常是真空泵抽氣的地方。當飛機上的成員吸煙時，香煙的煙霧包含的顆粒小到能夠通過氣濾進入真空系統(tǒng)。

　　為了防止外來物損傷，制造廠商明確規(guī)定禁止在安裝真空泵接頭時使用密封帶（見圖3 和圖4）或其它螺紋密封劑。日常維護中，應注意檢查真空系統(tǒng)軟管，及時更換老化的軟管；更換失效真空泵（特別是更換卡死的故障真空泵）時，應徹底清潔真空系統(tǒng)管路和真空調節(jié)器，并更換真空濾；在安裝軟管到真空泵接頭時，不能切割軟管的內層（以方便安裝）。

　　據(jù)TEMPEST 公司統(tǒng)計，95%的真空泵提前失效是由于溶劑污染和外來物損傷造成。