李志寬

(沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司,遼寧沈陽 110043)

發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪冷卻控制系統(tǒng)常見故障分析

李志寬

(沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司,遼寧沈陽 110043)

發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪冷卻系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)重要系統(tǒng)之一,為渦輪提供冷卻空氣,在實(shí)際使用過程中,會(huì)發(fā)生渦輪冷卻系統(tǒng)的異常,其中一種典型故障為非正常接通,這樣會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)效率下降,另外一種是在滿足接通條件下,沒有接通,報(bào)“渦輪冷卻系統(tǒng)故障”,這時(shí)會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)安全使用。

渦輪冷卻 微動(dòng)電門 分油活門 控制附件

1 渦輪冷卻控制系統(tǒng)功用及組成

1.1 渦輪冷卻控制系統(tǒng)的功用

渦輪冷卻控制系統(tǒng)的功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻空氣流量，保證渦輪正常工作。

1.2 渦輪冷卻控制系統(tǒng)的組成

由自動(dòng)調(diào)節(jié)器渦輪冷卻控制通道、斷流活門、冷卻控制附件、空氣濾、電磁活門和分流活門組成。

1.2.1 斷流活門

斷流活門是渦輪冷卻控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它根據(jù)上部的控制氣壓力大小，來控制斷流活門的開關(guān)，從而控制冷卻空氣量的大小。

1.2.2 冷卻控制附件

渦輪冷卻控制附件根據(jù)噴口加力調(diào)節(jié)器電磁活門和分流活門的油壓力指令，控制斷流活門活塞上腔氣壓力的大小，控制斷流活門的開關(guān)。

1.2.3 空氣濾

空氣濾的功用是過濾輸往渦輪冷卻控制附件和噴管氣壓作動(dòng)筒高壓氣體中的雜質(zhì)。

1.2.4 電磁活門

電磁活門的作用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)綜合調(diào)節(jié)器的指令，控制渦輪冷卻控制附件活塞上部的油壓力。

1.2.5 分油活門

分油活門是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)油門桿的指令，控制去渦輪冷卻控制附件活塞上部的油壓。

2 渦輪冷卻控制系統(tǒng)工作原理

渦輪冷卻控制附件的工作過程是當(dāng)高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于等于(91．5±1)%，或者渦輪后燃?xì)鉁囟却笥诘扔?863±15)K時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)器向噴口加力調(diào)節(jié)器電磁活門發(fā)出信號(hào)，電磁活門工作，定壓活門來油作用到渦輪冷卻控制附件活塞上腔。如果上述兩信號(hào)之一都不滿足，但油門桿轉(zhuǎn)角不小于(62+3)°，這時(shí)定壓活門來油經(jīng)分流活門作用到渦輪冷卻控制附件活塞上腔。于是活塞在油壓力作用下下移，關(guān)閉空氣熱交換器到空氣控制壓力管路的氣路，同時(shí)打開空氣控制壓力管路到大氣的通路，因此，斷流活門活塞上腔氣壓力減小，斷流活門打開，增大輸往渦輪的冷卻空氣流量，與此同時(shí)，渦輪冷卻控制附件上的微動(dòng)電門接通，向自動(dòng)調(diào)節(jié)器輸送渦輪冷卻系統(tǒng)接通信號(hào)，同時(shí)座艙內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻燈燃亮。

當(dāng)上述三個(gè)信號(hào)都不滿足時(shí)，噴口加力調(diào)節(jié)器停止向渦輪冷卻控制附件活塞上腔輸送壓力油，活塞在彈簧力和氣壓力作用下，上移到底，斷流活門活塞上腔通高壓控制壓力氣體，斷流活門關(guān)閉。至此渦輪冷卻控制系統(tǒng)由“熱態(tài)”轉(zhuǎn)為“冷態(tài)”。

3 常見故障原因分析

常見故障主要有兩個(gè)：渦輪冷卻異常接通故障和“渦輪冷卻系統(tǒng)故障”。

3.1渦輪冷卻異常接通故障

3.1.1 渦輪冷卻異常接通故障

由自動(dòng)調(diào)節(jié)器渦輪冷卻控制通道工作原理可知當(dāng)出現(xiàn)高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n2≥(91．5±1)%，或渦輪后燃?xì)鉁囟萒4≥(863±15)℃時(shí)或冷卻系統(tǒng)的27V電源電壓中斷或存在“自動(dòng)調(diào)節(jié)器故障”信號(hào)時(shí)，通道采用向電磁活門斷電的方法接通渦輪冷卻；當(dāng)油門桿達(dá)到(62＋3)時(shí)，通過油門桿接通渦輪冷卻故障，經(jīng)以上分析可知，發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪冷卻系統(tǒng)慢車工作的原因有以下幾種：

(1)自動(dòng)調(diào)節(jié)器出現(xiàn)故障。

(2)冷卻系統(tǒng)無27V電源電壓。

(3)自動(dòng)調(diào)節(jié)器到電磁活門線路斷路。

(4)冷卻控制附件活塞桿卡滯。

(5)冷卻控制附件微動(dòng)電門質(zhì)量問題。

(6)加力泵提供油壓低，導(dǎo)致分油活門在慢車或其它狀態(tài)處在打開位置。

(7)噴口加力調(diào)節(jié)器提供油壓低，導(dǎo)致分油活門在慢車或其它狀態(tài)處在打開位置。

(8)主泵調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器提供油壓低，導(dǎo)致分油活門在慢車或其它狀態(tài)處在打開位置。

3.1.2 渦輪冷卻異常接通故障排除

為排除此故障，針對(duì)上述原因?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行如下檢查工作：

(1)渦冷系統(tǒng)接通工作原理可知活塞桿卡滯故障現(xiàn)象應(yīng)是渦輪冷卻系統(tǒng)不能正常斷開，而不是渦輪冷卻系統(tǒng)一直處于接通狀態(tài)?？梢允褂每滋絻x檢查渦輪冷卻控制附件，活塞桿處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，檢查活塞桿是否卡滯。

(2)冷卻控制附件測(cè)量檢查微動(dòng)電門，自動(dòng)調(diào)節(jié)器自檢，檢查自動(dòng)調(diào)節(jié)器和微動(dòng)電門是否出現(xiàn)故障。

(3)通電檢查插頭是否存在27V電壓，檢查電源是否出現(xiàn)故障。

(4)檢查自動(dòng)調(diào)節(jié)器到電磁活門線路斷路。

(5)檢查加力泵后油壓，與正常發(fā)動(dòng)機(jī)比較是否較低。

3.2“渦輪冷卻系統(tǒng)故障”

3.2.1 “渦輪冷卻故障”

當(dāng)出現(xiàn)高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n2≥(91．5±1)%，或渦輪后燃?xì)鉁囟萒4≥(863±15)℃時(shí)或冷卻系統(tǒng)的27V電源電壓中斷或存在“自動(dòng)調(diào)節(jié)器故障”信號(hào)時(shí)，通道采用向電磁活門斷電的方法接通渦輪冷卻。如果有這些信號(hào)其中一個(gè)，而微動(dòng)電門沒有渦冷接通的信號(hào)，則報(bào)“渦輪冷卻故障”。

3.2.2“渦輪冷卻故障”排除

(1)可以使用孔探儀檢查渦輪冷卻控制附件，觀察活塞桿是否卡滯。

(2)冷卻控制附件測(cè)量檢查微動(dòng)電門，自動(dòng)調(diào)節(jié)器自檢，檢查自動(dòng)調(diào)節(jié)器和微動(dòng)電門是否故障。

(3)通電檢查插頭存在27V電壓，檢查電源是否故障。

(4)檢查自動(dòng)調(diào)節(jié)器到電磁活門線路導(dǎo)通性和絕緣性。

4 結(jié)語

發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)慢車狀態(tài)或其它狀態(tài)渦輪冷卻系統(tǒng)一直工作的故障原因是分油活門后油壓與正常發(fā)動(dòng)機(jī)比較該發(fā)動(dòng)機(jī)較低，導(dǎo)致該發(fā)動(dòng)機(jī)分油活門在慢車狀態(tài)處在打開位置，所以發(fā)動(dòng)機(jī)慢車一直處于渦輪冷卻接通狀態(tài)。此種故障點(diǎn)有：渦輪冷卻控制附件、微動(dòng)電門、線路、自動(dòng)調(diào)節(jié)器、加力泵、噴口加力調(diào)節(jié)器、主泵調(diào)節(jié)器。在該狀態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)未滿足渦輪冷卻接通條件。

發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)出“渦輪冷卻系統(tǒng)故障”原因是發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到了渦輪冷卻接通的條件，而渦輪冷卻系統(tǒng)沒有給出“渦輪冷卻已接通”的信號(hào)，此種故障點(diǎn)有：渦輪冷卻控制附件、微動(dòng)電門、線路、自動(dòng)調(diào)節(jié)器。在該狀態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)滿足渦輪冷卻接通條件。

[1]鄧明.航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)原理與構(gòu)造.國(guó)防工業(yè)出版社,2012.

[2]王琴芳.航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)原理.南京航空航天大學(xué)出版,2002.