■ 馮飛飛 李鵬輝 馮濤 鐘晨煒 謝佳駿/成都航利（集團(tuán)）實(shí)業(yè)有限公司

某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)在地面試車及空中飛行時(shí),由模擬電子控制器（即綜合調(diào)節(jié)器）、液壓—機(jī)械控制器共同控制其燃油流量、氣流通道、滑油壓力以及溫度等參數(shù)。在最大工作狀態(tài)下,高、低壓轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速能夠達(dá)到每分鐘上萬轉(zhuǎn),因此對(duì)其各個(gè)參數(shù)的控制極為嚴(yán)格,且對(duì)于各種突發(fā)故障都有應(yīng)對(duì)措施。例如,當(dāng)綜合調(diào)節(jié)器故障時(shí),斷開綜合調(diào)節(jié)器,將液壓機(jī)械部分最大轉(zhuǎn)速調(diào)定值降低,從而保證飛行的安全性。

綜合調(diào)節(jié)器用來調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)并向控制裝置、機(jī)載記錄設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備傳遞信號(hào)。綜合調(diào)節(jié)器控制主燃油泵調(diào)節(jié)器、噴口—加力燃油控制器、加力點(diǎn)火定量調(diào)節(jié)器等,完成以下任務(wù)：（1）控制加力的接通和傳送加力接通的信號(hào)；（2）控制燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī)的工作并給出極限狀態(tài)信號(hào)；（3）根據(jù)N2和t4控制渦輪冷卻的接通和斷開；（4）根據(jù)進(jìn)口空氣溫度t1調(diào)節(jié)（限制）最大狀態(tài)和加力狀態(tài)的低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n1、高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速N2和低壓渦輪后燃?xì)鉁囟萾4……如果綜合調(diào)節(jié)器故障,就無法根據(jù)進(jìn)口溫度實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的功能,因此在最初設(shè)計(jì)時(shí),為保證飛行安全,在綜合調(diào)節(jié)器故障時(shí),降低由液壓—機(jī)械控制器調(diào)節(jié)的最大轉(zhuǎn)速值。

在發(fā)動(dòng)機(jī)試車時(shí)模擬綜合調(diào)節(jié)器故障,由主燃油泵調(diào)節(jié)器將N2最大轉(zhuǎn)速降低。在臺(tái)架試車時(shí),偶爾出現(xiàn)調(diào)整主燃油泵調(diào)節(jié)器后,N2最大轉(zhuǎn)速值不下降或下降值較小的情況,嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)。本文對(duì)此故障進(jìn)行研究分析,找出有效的解決辦法,同時(shí)可提高外場(chǎng)排故的成功率。

1 故障現(xiàn)象

某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)在地面試車時(shí),需要檢查各個(gè)狀態(tài)的試車參數(shù),模擬和驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)在高空飛行中各種狀態(tài)下的參數(shù)信息,其中在高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速N2調(diào)整至95%并工作一定時(shí)間后,需將N2最大轉(zhuǎn)速重調(diào)電磁活門ИМ7斷電,檢查高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的下降量,模擬綜合調(diào)節(jié)器故障。某臺(tái)次發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過兩次檢查后其轉(zhuǎn)速下降量始終只有1%,未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),通過調(diào)整主燃油泵調(diào)節(jié)器上的P14螺釘,轉(zhuǎn)速下降量仍無變化,試車無法正常進(jìn)行。

2 故障原因分析

此類故障在以往的試車中并未出現(xiàn),且P14調(diào)整螺釘已無余量,說明在N2最大轉(zhuǎn)速重調(diào)電磁活門ИМ7斷電后主燃油泵調(diào)節(jié)器內(nèi)部的轉(zhuǎn)速控制器調(diào)節(jié)的N2最大轉(zhuǎn)速改變較小。

由圖1轉(zhuǎn)速控制器控制原理圖可知,綜合調(diào)節(jié)器工作正常時(shí),N2最大轉(zhuǎn)速重調(diào)電磁活門通電,活門打開,從定壓活門經(jīng)節(jié)流嘴重調(diào)活塞上腔的油回流至低壓腔,活塞上腔油壓很小,在活塞下腔彈簧力作用下,活塞停在最上端,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速控制器的工作不產(chǎn)生影響。

在模擬綜合調(diào)節(jié)器故障時(shí),N2最大轉(zhuǎn)速重調(diào)電磁活門ИM7斷電,活門關(guān)閉回油路,定壓活門來油直接作用在重調(diào)活塞上腔,活塞克服彈簧力下移到底,搖臂在拉簧力作用下,繞固定支點(diǎn)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)油門桿操縱搖臂的活動(dòng)支點(diǎn)繞與油門凸輪的接觸點(diǎn)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),降低了對(duì)N2轉(zhuǎn)速控制器的調(diào)準(zhǔn)彈簧力,從而降低N2轉(zhuǎn)速。

在試車時(shí)主要調(diào)整P14調(diào)整螺釘,由圖1可知,通過外擰P14螺釘,控制桿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)上傳動(dòng)軸向右移動(dòng),放松了對(duì)N2轉(zhuǎn)速控制器的調(diào)準(zhǔn)彈簧,作用在擺錘活門右邊的彈簧力減小,使得轉(zhuǎn)速控制器調(diào)節(jié)的N2轉(zhuǎn)速減小。目前在P14調(diào)整尺寸范圍內(nèi),轉(zhuǎn)速無變化。通過對(duì)轉(zhuǎn)速控制器結(jié)構(gòu)的分析,發(fā)現(xiàn)P42調(diào)整釘同樣可以改變N2轉(zhuǎn)速。外擰P42調(diào)整釘,重調(diào)活塞下移,通過拉簧作用使得搖臂順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),放松對(duì)轉(zhuǎn)速控制桿的作用力,轉(zhuǎn)速控制桿以溫度凸輪為支點(diǎn)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),通過下傳動(dòng)桿、控制桿,使得上傳動(dòng)桿對(duì)擺錘活門右側(cè)彈簧的作用力相比未對(duì)P42調(diào)整時(shí)有所減小,從而降低N2轉(zhuǎn)速控制器的N2轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)值。

圖1 轉(zhuǎn)速控制器控制系統(tǒng)圖

3 故障驗(yàn)證及總結(jié)

基于上述分析,在試車臺(tái)上將主燃油泵調(diào)節(jié)器上的P42螺釘外擰2圈,重新試車使高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速N2調(diào)整至95%并工作一定時(shí)間后,將ИМ7電磁活門斷電,此時(shí)N2轉(zhuǎn)速下降明顯,但仍未下降到工藝范圍內(nèi),通過對(duì)P14螺釘進(jìn)行輔助調(diào)整調(diào)整,最終N2轉(zhuǎn)速下降量合格,故障得到排除。

發(fā)動(dòng)機(jī)的液壓系統(tǒng)極為復(fù)雜,主要是由電子-液壓控制系統(tǒng)與機(jī)械-液壓控制系統(tǒng)共同控制,因此無論是在試車時(shí)還是在飛行中,都要重點(diǎn)掌握其結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)圖,了解和掌握各個(gè)油路的影響,否則任何結(jié)構(gòu)的缺陷、裝配的不完美都有可能造成故障的發(fā)生。

[1] 樊思齊. 航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社,2008.