發(fā)動機渦輪冷卻控制系統(tǒng)常見故障分析

李志寬

(沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責(zé)任公司,遼寧沈陽 110043)

發(fā)動機渦輪冷卻控制系統(tǒng)常見故障分析

李志寬

(沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責(zé)任公司,遼寧沈陽 110043)

發(fā)動機渦輪冷卻系統(tǒng)是發(fā)動機重要系統(tǒng)之一,為渦輪提供冷卻空氣,在實際使用過程中,會發(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,這樣會使發(fā)動機效率下降,另外一種是在滿足接通條件下,沒有接通,報“渦輪冷卻系統(tǒng)故障”,這時會影響發(fā)動機安全使用。

渦輪冷卻 微動電門 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)動機的工作狀態(tài)，調(diào)節(jié)發(fā)動機的冷卻空氣流量，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)動機綜合調(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)動機油門桿的指令，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，發(fā)動機自動調(diào)節(jié)器向噴口加力調(diào)節(jié)器電磁活門發(fā)出信號，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。如果上述兩信號之一都不滿足，但油門桿轉(zhuǎn)角不小于(62+3)°，這時定壓活門來油經(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，渦輪冷卻控制附件上的微動電門接通，向自動調(diào)節(jié)器輸送渦輪冷卻系統(tǒng)接通信號，同時座艙內(nèi)發(fā)動機冷卻燈燃亮。

當(dāng)上述三個信號都不滿足時，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：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)℃時或冷卻系統(tǒng)的27V電源電壓中斷或存在“自動調(diào)節(jié)器故障”信號時，通道采用向電磁活門斷電的方法接通渦輪冷卻；當(dāng)油門桿達到(62＋3)時，通過油門桿接通渦輪冷卻故障，經(jīng)以上分析可知，發(fā)動機渦輪冷卻系統(tǒng)慢車工作的原因有以下幾種：

(1)自動調(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，針對上述原因?qū)Πl(fā)動機進行如下檢查工作：

(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，活塞桿處于伸長狀態(tài)，檢查活塞桿是否卡滯。

(2)冷卻控制附件測量檢查微動電門，自動調(diào)節(jié)器自檢，檢查自動調(diào)節(jié)器和微動電門是否出現(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)動機比較是否較低。

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)℃時或冷卻系統(tǒng)的27V電源電壓中斷或存在“自動調(diào)節(jié)器故障”信號時，通道采用向電磁活門斷電的方法接通渦輪冷卻。如果有這些信號其中一個，而微動電門沒有渦冷接通的信號，則報“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)冷卻控制附件測量檢查微動電門，自動調(diào)節(jié)器自檢，檢查自動調(diào)節(jié)器和微動電門是否故障。

(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)動機出現(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)動機比較該發(fā)動機較低，導(dǎo)致該發(fā)動機分油活門在慢車狀態(tài)處在打開位置，所以發(fā)動機慢車一直處于渦輪冷卻接通狀態(tài)。此種故障點有：渦輪冷卻控制附件、微動電門、線路、自動調(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)動機未滿足渦輪冷卻接通條件。

發(fā)動機報出“渦輪冷卻系統(tǒng)故障”原因是發(fā)動機達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，此種故障點有：渦輪冷卻控制附件、微動電門、線路、自動調(diào)節(jié)器。在該狀態(tài)發(fā)動機滿足渦輪冷卻接通條件。

[1]鄧明.航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動機原理與構(gòu)造.國防工業(yè)出版社,2012.

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