发动机喘振故障的形成原因及防范措施(正式)
某辅机增压器喘振故障分析与排除
柴油机增压器喘振故障分析与排除杜善刚洪哲（驻军某部装备部）在柴油机维修中，咱们常常碰到柴油机废气涡轮增压器喘振故障，在柴油机各个工况下都有可能发生。
装备一台增压器的可能会瞬时或在一段时刻内重复发生喘振，装备多台增压器的可能会显现交替喘振。
其中引发缘故比较复杂，与柴油机本身、系统及人员操纵等诸方面因素都有较大的关系。
现以某船右主机喘振为例，将其喘振故障的缘故分析及处置进程综述如下。
一、故障现象柴油主机型号为12E390VA 型，额定转速为463转/分，双主机呈左右舷布置。
增压器型号为GZ380型，共计4台，左右排各2台，左排2台增压器分为前左、后左，右排2台增压器分为前右、后右。
柴油机每3缸排气供给一台增压器，增压方式为脉冲式增压。
前左、前右两台增压器利用前空气冷却器，冷却空气进入左右扫气箱。
后左、后右两台增压器利用后空气冷却器，冷却空气进入左右扫气箱。
在某次修理后的海试期间右主机发生增压器喘振，具体情形为：在主机加至360转/分后，2台主机运转正常。
达到规按时刻后加至390转/分时，右主机前右增压器当即发生振动并显现呼哧呼哧噪音，用手可感觉到增压器压气端向外吐气，其相关一、二、3号缸排烟温度迅速上升，达430℃左右（单缸排温最大值）。
柴油机转速降至360转/分后，喘振现象当即消失。
二、故障分析与解决结合本机型的具体结构特点，从柴油机利用角度动身，将凡能够引发柴油机废气涡轮增压器喘振的缘故罗列如下：一、空气系统阻力增加。
如消音器滤网阻塞、空冷器污垢阻塞、喷嘴环结碳或变形。
二、负荷转变太快。
如操作人员急加速或急减速。
3、供油系统工作不正常。
如喷油泵柱塞咬死、喷油器喷油压力太低个别缸断油或高压油管断裂等。
4、船体污底严峻、超载、大风浪等。
五、大气条件转变。
如机舱通风机未开或通路受阻，压气机空气流量受阻。
六、两台增压器并联工作时，彼其间工作不平稳。
7、涡轮排气背压高。
如废气道阻塞或废热锅炉排烟受阻等。
八、供空冷器冷却的海水系统故障。
喘振的原因及解决方法有哪些
喘振的原因及解决方法有哪些喘振是一种常见的故障，那么喘振是什么原因造成的呢？下面是店铺精心为你整理的喘振的原因及解决方法，一起来看看。
喘振的原因烟风道积灰堵塞或烟风道挡板开度不足引起系统阻力过大。
(我们有碰到过但不多);两风机并列运行时导叶开度偏差过大使开度小的风机落入喘振区运行(我们常碰到的情况是风机导叶执行机构连杆在升降负荷时脱出，使两风机导叶调节不同步引起大的偏差);风机长期在低出力下运转。
喘振的解决方法风机在喘振区工作时，流量急剧波动，产生气流的撞击，使风机发生强烈的振动，噪声增大，而且风压不断晃动，风机的容量与压头越大，则喘振的危害性越大。
故风机产生喘振应具备下述条件：a)风机的工作点落在具有驼峰形Q-H性能曲线的不稳定区域内;b)风道系统具有足够大的容积，它与风机组成一个弹性的空气动力系统;c)整个循环的频率与系统的气流振荡频率合拍时，产生共振。
旋转脱流与喘振的发生都是在Q-H性能曲线左侧的不稳定区域，所以它们是密切相关的，但是旋转脱流与喘振有着本质的区别。
旋转脱流发生在图5-18所示的风机Q-H性能曲线峰值以左的整个不稳定区域;而喘振只发生在Q-H性能曲线向右上方倾斜部分。
旋转脱流的发生只决定叶轮本身叶片结构性能、气流情况等因素，与风道系统的容量、形状等无关。
旋转对风机的正常运转影响不如喘振这样严重。
风机在运行时发生喘振，情况就不相同。
喘振时，风机的流量、全压和功率产生脉动或大幅度的脉动，同时伴有明显的噪声，有时甚至是高分贝的噪声。
喘振时的振动有时是很剧烈的，损坏风机与管道系统。
所以喘振发生时，风机无法运行。
防止喘振的措施1)使泵或风机的流量恒大于QK。
如果系统中所需要的流量小于QK时，可装设再循环管或自动排出阀门，使风机的排出流量恒大于QK. ;2)如果管路性能曲线不经过坐标原点时，改变风机的转速，也可能得到稳定的运行工况。
通过风机各种转速下性能曲线中最高压力点的抛物线，将风机的性能曲线分割为两部分，右边为稳定工作区，左边为不稳定工作区，当管路性能曲线经过坐标原点时，改变转速并无效果，因此时各转速下的工作点均是相似工况点。
航空发动机喘振故障分析
航空发动机喘振故障分析摘要：本文简要介绍了航空发动机喘振的概念和原理，分析了发动机喘振的机理和诱发因素。
通过介绍发动机喘振的主要特征，在分析压气机喘振因素的基础上，提出了中间级放气是一种结构简单、可操作性强的防喘振措施。
同时，多转子发动机具有工作范围广、效率高、不易喘振、适应性好、启动方便等优点，在航空发动机中得到了广泛应用。
总之，要有效地预防和控制发动机喘振问题，必须认真分析原因并采取相应的解决措施。
只有这样才能可靠地保证发动机组的长期稳定运行。
关键词：发动机；喘振；损伤；故障分析；措施1、前言发动机喘振会对航空发动机的运行造成严重危害，是其运行过程中的一种异常状态。
为了保障发动机稳定工作，本文详细论述了发动机喘振的机理和现象。
并就如何控制和预防发动机喘振故障提出了一系列措施和建议，以保证发动机的正常运行。
同时为了提高发动机的效率，保证人员的安全，提高设备操作性，必须采取必要的防喘振措施，以保障发动机的稳定运行。
2、基本概念2.1发动机简介发动机叶轮叶片的前部大多是弯曲的，称为导向轮。
利用快速旋转的叶片增加空气压力,它将气体导入工作叶轮，以减少气流的冲击损失。
小型增压器的发动机叶轮一般由导向轮和工作叶轮组成，在发动机叶轮出口设置扩散器，将叶轮内气体的动能转化为压力。
发动机壳体上一般设有进气口和出气口，进气口一般沿轴向布置，通流部分略有减小，以减小进口阻力，排气口一般设计成蜗杆形状的圆周扩张流道，使高速气流不断扩张，提高了增压器的整体效率。
发动机由涡轮驱动，其主要性能参数为：转速、流量、空气流量、增压比。
2.2喘振现象及判断发动机一旦发生喘振，音调会变低而沉闷，导致设备振动增大，主要表现为压力高、流量波动大。
发动机出口压力和流量波动大，转速不稳定，气压突然下降。
发动机排气温度升高，导致温度过高。
喘振严重时，气流阻断，发动机会熄火停机。
发动机一旦进入喘振状态，首先会引起发动机强烈的机械振动和端部过热，在很短的时间内会对设备部件造成严重损坏。
涡轮发动机喘振分析及预防措施概要
中国民用航空飞行学院高等教育自学考试毕业论文论题涡轮发动机喘振分析及预防措施姓名王强专业航空维修工程管理准考证号 068111342108指导教师杜英杰完成日期 2012年6月16日中国民用航空飞行学院涡轮发动机喘振分析及预防措施摘要发动机是飞机的心脏，发动机的正常运转保证了飞机的安全。
发动机的喘振是发动机的所有故障中最有危害性的一个。
现就从喘振的形成，发生的条件，预防措施及使用维护中注意的事项做以下浅析。
压气机喘振是气流沿压气机轴线方向发生的低频率，高振幅的震荡现象。
这种低频率高振幅的气流振荡是一种很大的激振力来源，它会导致发动机机件的强烈机械振动和热端超温，并在很短的时间内造成机件的严重损坏，所以在任何状态下都不允许压气机进入喘振区工作。
喘振时的现象是：发动机的声音由尖哨转变为低沉；发动机的振动加大；压气机出口总压和流量大幅度的波动；转速不稳定，推力突然下降并且有大幅度的波动；发动机的排气温度升高，造成超温；严重时会发生放炮，气流中断而发生熄火停车。
因此，一旦发生上述现象，必须立即采取措施，使压气机退出喘振工作状态。
关键词：涡轮发动机；喘振；超温；预防措施；Abstract：The engine is the heart of the plane’s engines ensures the normal operation of the security. The engine surge is the engine of the most dangerous of all faults. Now from the formation of the surge, the change in condition, the preventive measures and use maintenance notices do the following analyzed.Air compressor surge is along the axis of the compressor happened low frequency and high amplitude the oscillation of the phenomenon. This kind of low frequency oscillation amplitude of high flow is a big shock source; it can lead to engine parts of strong mechanical vibration and hot end of overheating, and in a very short period of time cause serious damage to illustrate, so in any state are not allowed into the compressor surge area work.Surge is the phenomenon: the voice of the engine by whistle into deep pointed; The engine vibration increase; Compressor export total pressure and flow of the fluctuation of greatly; Speed is not stable, thrust down and suddenly there is a big wave; The engine exhaust temperature, cause overheating; Serious while happens, the air of interrupts occurred parking stall.Therefore, once the occurrence of the above phenomenon, must take immediate measures to make the compressor exit surge working state.目录摘要 (2)前言 (5)第一章喘振的认识 (6)1.1压气机工作原理 (6)1.1.1基元级速度三角形 (6)1.1.2增压原理 (6)1.2喘振的定义 (8)1.3喘振的表现及危害 (9)1.4案例 (9)第二章造成发动机喘振的原因 (11)2.1气流分离 (11)2.2叶片槽道的扩压性 (13)2.3旋转失速 (14)第三章喘振的预防及应采取的措施 (15)3.1通过改进发动机结构设计以预防喘振 (15)3.2 通过设计喘振控制系统来防止喘振的发生 (16)3.2.1压气机中间级放气 (16)3.2.2可旋转导向叶片 (17)3.2.3控制供油规律 (19)3.3正确操作, 精心维护发动机 (19)3.4 飞行过程中发动机喘振采取的措施 (19)3.4.1 选取合适的主、副油路节流嘴直径 (19)3.4.2 提高升压限制器退出工作点 (20)3.4.3 选择动态性能较好的定压活门 (20)3.4.4 选择合适的层板节流器 (21)第四章结论 (21)第五章致谢 (22)第六章参考文献 (23)前言近几十年来, 随着航空事业的发展, 飞行器的安全性和可靠性越来越引起人们的重视, 特别是民用客机,一旦发生故障,轻则影响飞机的性能,重则机毁人亡,后果不堪设想。
飞机发动机喘振的预防措施探析
解 决 办 法 ： 取 合 适 的主 、 油 路 节 流 嘴 ， 选 副 降低 切油 过程 发 动机 供 油量 脉动 ， 高燃 烧 品质 。 提
２． ２
，
升 压 限 制器 投入 工作 点对 防 喘切 油 的影 响
小， 而供 油 量 却几 乎 保 持 不变 。这 样 ， 燃烧 室 中 的单
升 压 限制 器 和 流 量分 配器 共 同工作 ，按 在下降 ， 可能导致发
动机 富 油熄火 。
过 对 有关 发 射 武 器 引起 压 气 机 失速 喘振 的试 验 数 据
分 析 之后 ，一 般 认 为 引起 压 气 机失 速 喘 振 的 主要 原 因 ， 于发 射 武 器 时进 人 发 动机 的空气 质 量 、 量 减 在 流
１ 战 斗机 发射 武 器 时发 动 机 喘振 采 取 的 措 施
当战 斗机 发射 武器 时 ， 根 据 当时的飞行 状 态 和 应 武器种类 及其在 飞机 的位 置的不 同情况 ，预先控 制发 动机 （ 推进 系统 ） 关 的可调 机构 ， 时提 高发 动 机 的 有 短
喘振裕度 ， 防止发 动机 的喘振 、 火 和空 中停车 。 熄 国 内外 的研 究结 果 表 明 ， 当飞 机 发射 武 器 时 ， 发 动机 可 能 采 取 的预 防措 施有 ：合 理 的设 计 武器 的布 局 ； 取措 施 减 少尾 喷 燃 气 射 流直 接 进人 发 动 机 ； 采 在
位 加热 量 就显得 过 大 。尽 管 压气 机进 口流量 减小 了 ， 研制的 ， 其部 分 部 件 特性 和参 数 有所 变 化 ， 力 有 所 但 由于燃烧室 出口温度提高 ，仍然会造成涡轮导 向 推 使 增 加 。而其 控 制器 （ 节 器 ） 调 基本 上 还 沿用 已有 的 控 器 严重 堵 塞 。这种 严重堵 塞 ， 压气 机各 级气 流 冲角 加 大 ， 有 的级 间匹 配关 系遭 到破 坏 ， 而 导致 压 气 原 从 制 器 。 由于 其 推力 有 所 增 加 ， 然燃 油 流量 要 增 加 ， 必
喘振喘振裕度防喘措施
喘振是发动机的一种不正常的工作状态,是由压气机内的空气流量和压气机转速偏离设计状态过多而引发的。
喘振是发动机的致命故障,严重时可能导致空中停车甚至发动机致命损坏。
衡量发动机喘振性能的指标叫"喘振裕度",就是说发动机的进口流量变化多少会引发喘振,这个值一般都要求达到15％甚至20%以上。
早期的轴流式压气机多数为单转子轴流式压气机,即各级压气机是安装在同一根传动轴上、由同一个涡轮驱动并以相同转速工作的。
这种压气机结构比较简单,但是当单转子的发动机在工作中转数突然下降时(比如猛收小油门),气流的容积流量过大而形成堵塞,从而导致前面各级(低压压气机)叶片处于小流量大攻角的工作状态。
这时,就像飞机在大攻角飞行时出现失速一样,气流从压气机叶片后部开始分离,这种分离严重到一定程度,就会出现喘振。
在单转子轴流式压气机中,为了降低低压部分在这种情况下的攻角,只好在压气机前加装可调导流叶片以降低气流攻角,或者在压气机的中间级上进行放气,即空放掉一部分已经增压的空气来减少压气机低压部分的攻角。
为了提高压气机的工作效率并增加发动机喘振裕度,人们想到了用双转子来解决问题。
即让发动机的低压压气机和高压压气机工作在不同的转速之下,这样低压压气机与低压涡轮联动形成低压转子,高压压气机与高压涡轮联动形成高压转子。
由于低压压气机和高压压气机分别装在两个同心的传动轴上,当压气机的空气流量与转速前后矛盾时,它们就可以自动调节。
推迟了前面各级叶片上的气流分离,从而增加了喘振裕度。
然而双转子结构的发动机也并不是完美的。
在双转子结构的涡扇发动机上,由于风扇通常和低压压气机联动,风扇为迁就压气机而必须在高转数下运行,高转数带来的巨大离心力就要求风扇的叶片长度不能太长,涵道比自然也上不去,而涵道比越高的发动机越省油。
低压压气机为了迁就风扇也不得不降低转数和单级增压比,单级增压比降低的后果是不得不增加压气机风扇的级数来保持一定的总增压比。
发动机喘振故障浅析
发动机喘振故障浅析作者：芮刚来源：《中国科技纵横》2014年第17期【摘要】喘振是气流沿压气机轴线方向发生的低频率（每秒十几次）高振幅的一种气流振荡现象，它对压气机及发动机的工作有严重威胁，喘振的外部现象表现为放炮声，音调低沉，出现强烈的机械振动，即“前拥后堵”。
出口总压力脉动的波幅可达喘振点上压气机总压升高的75%，流量和速度也出现大幅度的脉动。
本文对发动机发生喘振时的故障现象及发动机防喘、消喘系统的工作原理作出了简要的阐述和分析。
【关键词】喘振防喘消喘1 发动机喘振原因分析发动机设有防喘和消喘两种机制。
防喘系统通过一系列防喘措施使发动机避免进入喘振状态，提高发动机的稳定工作范围。
消喘系统通过“减少进气、排气、切油”等措施使发动机脱离喘振状态。
安装在高压压气机第9级整流叶栅通道的喘振信号器将感受到的空气压力变化量转换成相应的电压信号，输送给发动机综合调节器，综合调节器根据高压转子转速N2，向发动机执行机构机载记录系统发出消喘信号。
如图1所示。
出现喘振信号的情况有两种：一是发动机气流通道发生喘振或有喘振趋势，喘振信号器向综合调节器发出电压信号；二是喘振信号器电路出现故障，发出“喘振”的虚假信号。
本文仅讨论发动机确实发生喘振的情况。
2 发动机的防喘措施设计发动机时通常采用以下方法防止喘振：①压气机中间级放气（对于增压比在10以上的多级压气机，防喘效果不明显）；②可转动的进口导流叶片和整流器叶片；③可变进口通道面积；④双轴（双转子）压气机。
3 消喘、防喘系统组成及工作原理消喘系统的功用是当发动机发生喘振（出现“K1”指令信号）时，通过控制发动机燃油供油量和几何通道，使发动机退出喘振状态。
采取的具体措施是减少进气量，短时间切油，放大喷口（消除前拥后堵），接通遭遇起动，恢复发动机原稳定状态。
防喘系统的功用是当发射导弹（出现“K2”指令信号）时，为了预防导弹尾气对发动机的影响，放下进气道斜板，减少发动机进气量；发动机加力状态时进行加力遭遇起动；减少低压和高压压气机的进气量；放大喷口以提高发动机的稳定裕度。
多种喘振原因及对策
多种喘振原因及对策北京博华信智科技股份有限公司王平中油大庆石化公司董玉华1、引言在多年对电力、冶金、石油化工、煤化工、油田、航空等行业轴流式压缩机和离心压缩机的状态监测及故障诊断工作中，发现不论是新投产的机组还是运行多年的机组，都可能由于各种不同的原因而引起喘振或旋转分离，经常看到因为喘振问题造成机组振动过大导致联锁停机、推力瓦磨损、径向瓦磨损、叶轮开裂、叶片断裂、部件磨损、管线开裂等等问题，引起喘振的原因很多，给企业造成重大经济损失[1,2]。
本文列举了13种作者亲手处理过的喘振原因，并给出7种典型喘振原因案例，包括相应对策及效果。
我们查阅了近几年国内几十篇关于论述喘振原因及治理的文章，发现论文作者所论述的喘振原因，多数集中在在压缩机本体范围，即原由与调整导叶、回流阀、放空阀、防喘阀、常规防喘设计及调整、注气、最小流量控制、内部冷却器堵塞、外部冷却器通流面积不匹配、叶轮结垢内部流道变窄等相关联[3-11]，基本可以验证本文列举及案例中所述的原因和提出的解决方法是之前极少提出和应用的，比如采用修改防喘控制逻辑的方法抑制喘振、采取提高反应器反应温度的方法抑制喘振、找出介质湿度是造成喘振的原因、提出实际生产中存在大于0.9倍频的喘振，扩大了喘振判定规则的范围等等，这些案例都没有资料可以参考和借鉴，而实际应用效果验证了解决问题方法的正确性。
同时本文在后面考虑对今后防喘控制的前景。
2、旋转分离与喘振常见的与不常见的原因对于离心与轴流式压缩机，由于入口流量低于性能曲线对应转速下的流量，因为叶片入口安装角的微小误差，会在某支或某几支叶片的非工作面发生边界层分离，并且沿着旋转方向依次发生，故称为旋转分离。
当流量进一步降低，旋转分离在所有流道和整级、整机发生，并与出口罐及管系联合作用，就会发展成喘振。
造成喘振的物理机理很简单，而对于一起起发生在具体机组上的喘振故障，所引起喘振的具体原因，却是形形色色、各种不同的存在：（1）透平压缩机进口管线、或出口管线以及机内通流截面局部堵塞引起的；（2）中油辽宁某石化的乙烯气离心压缩机组的喘振是防喘系统控制逻辑问题造成，每天损失产值过亿圆；（3）中石化武汉某石化开工过程中乙烯气透平压缩机组喘振是由于入口罐引液不足问题造成，损坏了干气密封；（4）中油东北某石化空分装置透平压缩机的喘振是因为环境湿度过大造成的；（5）山东某石化丙烯气透平压缩机喘振是入口气体温度过低造成的；（6）华能公司某电厂的多轴式离心压缩机引起的喘振是环境粉尘造成的，造成机组无法运行；（7）神华某煤化工企业甲醇气透平压缩机喘振是工艺系统反应收率低引起的，每年损失1.8亿圆；（8）西南某石化丙烯气循环压缩机喘振是机后换热器管束粘结物料问题引起的；（9）东北某石化甲烷气透平压缩机喘振是降速过程转速与流量不匹配问题引起的；（10）中海油某石化透平压缩机喘振是现场没有进行实际气体防喘标定造成的；（11）东北某石化焦化装置透平压缩机喘振是选型过大引起；（12）中油、中石化多台新比隆二氧化碳透平压缩机喘振是设计问题造成的，因为生产装置所需流量下，很难实现流量与压力、叶轮直径、叶道宽度相匹配；（13）西北某煤化工企业透平压缩机喘振是改造问题引起的，即叶轮直径改的过大等等。
航空发动机防喘振措施
航空发动机防喘振措施
航空发动机作为飞机的“心脏”，是飞机飞行的关键部件之一。
然而，在飞机飞行过程中，发动机可能会出现喘振现象，严重影响机组人员
的安全和飞行的稳定性。
因此，采取一系列防喘振措施成为了航空发
动机设计和制造的重要要求。
下面就航空发动机防喘振措施进行列表划分：
一、结构优化
1.轮盘翼叶片设计：航空发动机的翼片是发动机关键部件之一，轮盘翼叶片相比其他设计具有更好的抗振性能，能够有效减少喘振现象。
2.减小进气管直径：进气管的变形是引起喘振的主要原因之一，通过减小进气管直径能够降低进气管的变形，减少喘振现象。
二、控制技术
1.控制系统设计：采取先进的控制系统设计，可以降低发动机喘振的发生概率，从而保证飞机的安全性和稳定性。
2.数值模拟：通过数值模拟技术，可以更好地了解发动机喘振的发生机理，为制定有效的防喘振措施提供科学依据。
三、材料优化
1.材料选择：采用高强度、高耐久性的材料，能够提高发动机的抗振性能，减少喘振现象的发生。
2.表面处理：通过表面处理的方式，可以增强材料的抗振强度，提高其稳定性和可靠性。
四、试验验证
1.全速端喘振试验：在发动机设计阶段，通过全速端喘振试验可以验证设计方案的合理性和有效性，为后续的制造和使用提供科学依据。
2.极限载荷试验：采用极限载荷试验可以模拟极端工作环境，验证发动机的抗振强度和稳定性，为防止喘振提供科学依据。
总之，航空发动机防喘振措施的实施需要综合考虑多方面因素，从结构、控制技术、材料和试验验证等方面入手，逐步优化发动机的设计和制造，从而提高发动机的抗振性能，保证飞机的安全性和稳定性。
涡轮发动机结构之压气机—压气机喘振原因和防喘方法
机坪周围, 以免发动机工作时, 吸入外来物
反复通、堵塞，向前流、回流，最终形成喘振
二 喘振根本原因
强烈振动
看 排气温度急剧上升 转速不稳
听 声音低沉
二 喘振根本原因
喘振根本原因
W严重偏离设计方向，过陡
回顾：气流攻角定义
压气机叶栅进气方向过陡，对应的攻角为：
A 攻角为正 B 攻角为负 C 攻角为0
提交
二 喘振根本原因
防喘方法?
喘振根本原因
一 喘振现象及危害
发动机的声音由尖哨转变为低沉 发动机的振动加大 喘振 压气机出口总压和流量大幅度的波动 时的 现象 转速不稳定, 推力突然下降并且有大幅度的波动 发动机的排气温度升高, 造成超温
严重时会发生放炮, 气流中断而发生熄火停车
喘振
喘振的危害 气流在压气机轴线方向发生的低频率、高振幅的振荡现象
压气机 喘振原因和防喘方法
压气机
压气机是否稳定增压直接影响发动机的正常工作
案例现象
某型发动机地面试车，起动后当转速达到85%左右，试车员发现：
明显振动、排气温度迅速增加、转速不稳定
案例现象
某型发动机地面试车，起动后当转速达到85%左右，试车员发现：
明显振动、排气温度迅速增加、转速不稳定
查找原因 确定该起故障是由压气机喘振所导致
三 防喘基本方法
思考
影响攻角i大小的因素
三 防喘基本方法
思考
改变i
影响攻角i大小的因素
改变 C方向 改变 C大小
改变 U大小
三 防喘基本方法
改变i
使i恢复到设计值 i 0
机车柴油机增压喘振原因及预防措施
北京交通大学毕业设计（论文）姓名：潘宁北京交通大学远程与继续教育学院中文摘要喘振是离心式压缩机特性的一个特殊问题,是压缩机入口气量减少到一定程度后产生的一种“飞动”现象。
发生喘振时,机器强烈振动并伴有吼声,运行操作极不稳定。
增压的方法：增压就是柴油机上装一台增压器来提高进气空气的压力，根据增压器所用能量来源的不同，增压基本上可分为三类：机械增压、废气涡轮增压、复合增压。
在各种各样的增压方法中，废气涡轮增压最简单、经济，机车柴油机几乎都采用废气涡轮增压器。
重点介绍废气涡轮增压器的结构和工作原理以及如何避免增压喘振的问题。
采用增压技术的优点：①功率大幅度的提高。
②比容积和比重量小。
③经济性得到改善。
缺点：①热负荷增大。
②机械负荷增大。
③出现工况不匹配的问题。
目录一废气涡轮增压器 ..............................错误！未定义书签。
1 .1 涡轮增压器的总体结构及型号错误！未定义书签。
二离心式压气机结构和工作原理错误！未定义书签。
1 离心式压气机的基本结构 .......... 错误！未定义书签。
2 压气机的流量特性 ...................... 错误！未定义书签。
3 压气机通流部分的气体流动 ...... 错误！未定义书签。
三涡轮机的结构和工作原理 ........ 错误！未定义书签。
1 涡轮机基本结构和工作原理 ...... 错误！未定义书签。
2 涡轮机的特性 .............................. 错误！未定义书签。
四增压器喘振 ................................ 错误！未定义书签。
五涡轮增压器 ................................ 错误！未定义书签。
1 压气机喘振 .................................. 错误！未定义书签。
2 增压空气压力下降 ...................... 错误！未定义书签。
某型发动机喘振故障机理分析
某型发动机喘振故障机理分析作者：张林张衍峰来源：《科技创新导报》 2013年第16期1作者简介：张林（1976年5月——）男，辽宁省北镇市人，本科，工程师主要研究：航空动力工作单位名称及邮编：沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司航空维修服务分公司110042。
张林张衍峰（中航工业黎明辽宁沈阳 110042）摘要：针对发动机使用中出现的喘振故障，结合发动机防喘措针对发动机喘振故障机理进行分析，并提出发动机维护建议。
关键词：喘振调节机构防喘中图分类号：V233. 95 文献标识码：A文章编号1672-3791(2013)06(a)-0000-001 引言某型发动机地面试车或空中出现多起喘振故障。
本文主要叙述发动机喘振机理和常见防喘措施，并对该型发动机典型喘振故障机理进行分析，希望对该型发动机使用和维护有所帮助。
2 发动机喘振机理及常见防喘措施发动机在实际运行中，并不总是在设计状态下工作的。
当运行条件发生变化时，其压气机工况点会偏离设计点，在一定条件下会产生不稳定流动。
压气机喘振是发动机一种典型不稳定工况，其特征是气流沿压气机轴向方向发生的低频率、高振幅的气流振荡现象，压气机的空气流量在不同截面上均随时间变化。
这种低频率高振幅的气流振荡是一种很大的激振力来源，它会导致发动机强烈机械振动和热端超温，并在极短时间内造成机件的严重损坏。
利用速度三角形理论解释喘振发生机理如下：当气流攻角i在零度左右时，气流绕流叶片的流动损失最小，压气机效率ηC最高。
攻角偏离越大，流动损失越大，压气机效率越低。
图(a)表示正攻角i过大导致叶背分离以及图 (b)表示负攻角i过大导致叶盆分离的流动情况。
由于叶背是吸力面，很容易造成分离区扩大，以致堵塞整个通道，压气机发生喘振。
在压气机工况偏离设计状态时，改变叶片相对于气流的位置，通道大小和转速高低来减小压气机几何和气流的不适应状态，因此改变进口气流速度三角形的形状，保持进入叶片的气流方向和设计时基本一致，这种几何和气流不适应的情况就可以改变。
喘振的原因及解决方法（共2篇）
喘振的原因及解决方法(共2篇)喘振的原因及解决方法1、 负荷过低喘振是离心式压缩机的固有特性。
当压缩机吸气口压力或流量突然降低，低过最低允许工况点时，压缩机内的气体由于流量发生变化会出现严重的旋转脱离，形成突变失速（指气体在叶道进口的流动方向和叶片进口角出现很大偏差），这时叶轮不能有效提高气体的压力，导致压缩机出口压力降低。
但是系统管网的压力没有瞬间相应的降下来，从而发生气体从系统管网向压缩机倒流，当系统管网压力降至低于压缩机出口压力时，气体又向管网流动。
如此反复，使机组与管网发生周期性的轴向低频大振幅的气流振荡现象。
离心冷水机组在低负荷运行时，压缩机导叶开度减小，参与循环的制冷剂流量减少。
压缩机排量减小，叶轮达到压头的能力也减小。
而冷凝温度由于冷却水温未改变而维持不变，则此时就可能发生旋转失速或喘振。
2、 冷凝压力过高当机组负荷过高时，冷却水温度不能及时降低，就会造成冷凝温度增高，冷凝压力也就随之增高，当增加至接近于排气压力时，冷凝器内部分制冷剂气体会倒流，此时也会发生喘振。
对于任何一台离心式压缩机，当排量小到某一极度限点或冷凝压力高于某一极度限点时就会发生喘振现象。
冷水机组是否在喘振点区域运行，主要取决于机组的运行工况。
喘振运行时离心式制冷机的一种不稳定运行状态，会导致压缩机的性能显著恶化，能效降低；大大加剧整个机组的振动，喘振使压缩机的转子和定子原件经受交变力的动应力；压力失调引起强烈的振动，使密封和轴承损坏，甚至发生转子和定子元件相碰等；叶轮动应力加大。
1、改变压缩机转速对压缩机加装变频驱动装置，将恒速转动改为变速转动。
在低负荷状态运行时，通过同时调节倒流叶片开度和电机转速，调节机组运行状态，可控制离心机组迅速避开喘振点，避免喘振对机组的伤害，确保机组运行安全。
同时，变频离心机运行在部分负荷工况时，低转速运行，降低了电机噪音，并能缓解与建筑物产生共振现象。
航空发动机的喘振
随着航空工业的快速发展，喘振研究在20世纪中期进入发展阶段，研究重点转向解决实际工程问题，并开始广泛应 用在航空发动机设计、制造和维护中。
深入探索阶段
进入21世纪，喘振研究进入深入探索阶段，研究领域不断拓宽，研究方法不断创新，对喘振的机理和特 性有了更深入的理解，为解决实际工程问题提供了更有效的方案。
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05 航空发动机喘振的实际案 例分析
案例选择的标准和来源
01
案例应具有代表性
选择的案例应能代表航空发动机 喘振的典型情况，以便更好地说 明问题。
02
案例应具有实际应 用价值
所选案例应来源于实际运行的航 空发动机，以便更好地反映实际 情况。
03
案例应具有广泛性
为了全面了解航空发动机喘振的 情况，所选案例应涵盖不同类型 的航空发动机。
喘振的预防措施
定期维护和检查
按照制造商推荐的维护计划，定期对发动机进行维护和检查，确 保发动机处于良好的工作状态。
控制燃油流量
根据飞行条件和发动机状态，合理控制燃油流量，避免燃油过多或 过少导致喘振。
调整发动机进气口角度
根据飞行高度和速度，适时调整发动机进气口角度，优化进气气流， 防止喘振发生。
喘振的控制技术
从案例中获得的启示与建议
启示一
航空发动机喘振的原因多种 多样，需要针对具体情况进 行分析和解决。
启示二
进气道、压气机和进口温度 等因素都可能引发航空发动 机喘振，需要在设计和使用 过程中充分考虑这些因素。
建议一
加强航空发动机喘振的监测 和预警，以便及时发现和解 决问题。
建议二
在设计和制造过程中要充分 考虑各种可能引发喘振的因 素，并采取相应的预防措施。
发动机喘振故障原因
发动机喘振故障原因嘿，咱今儿就来聊聊发动机喘振故障原因这档子事儿。
你说这发动机啊，就好比人的心脏，要是它出了毛病，那可不得了！发动机喘振，就像是人喘不上气一样。
你想想，要是你跑着跑着突然喘不上气了，那得多难受啊！这发动机喘振也是这么个道理。
那为啥会出现喘振呢？咱先说说燃油的事儿。
这燃油就好比是发动机的“粮食”，要是这“粮食”质量不行，或者给的量不对，发动机能乐意吗？它可不就闹脾气啦！就好像你吃饭，给你一碗嗖了的饭，或者给你一大盆你根本吃不完的饭，你也得不高兴呀。
还有空气这一块。
空气就像是发动机的“氧气”，没有足够的新鲜“氧气”，它能好好工作吗？要是进气道堵了，或者有啥东西妨碍了空气的进入，那发动机不就跟人缺氧似的，能不喘振吗？再说说零件老化的问题。
这发动机用久了，就跟咱人老了似的，身体的零件也会出毛病啊。
什么叶片磨损啦，密封件不行啦，这些都会影响发动机的正常运转。
你想想，你要是腿不利索了，还能好好走路吗？发动机也一样啊！然后就是操作不当啦。
有些人开车那叫一个猛，猛踩油门，猛踩刹车的，这发动机能受得了吗？就跟人一样，你总不能一会儿拼命跑，一会儿又突然停下来，那身体肯定吃不消啊。
咱可不能小瞧了这发动机喘振，它要是严重起来，那后果可不堪设想！你的车可能就直接趴窝啦，这多耽误事儿啊！所以咱平时得多注意保养，该换的零件及时换，加油也得加好油，开车的时候也别太任性。
咱对自己的车好，车才能好好为咱服务呀，你说是不是这个理儿？咱可别等到出了问题才后悔莫及，平时就得细心照料着。
这样，咱才能和咱的车一起顺顺利利地在路上跑，开开心心地享受驾驶的乐趣呀！总之，发动机喘振故障原因咱得搞清楚，也得重视起来，别不当回事儿啊！。
发动机防喘措施
发动机防喘措施嘿，朋友们！咱今天来聊聊发动机防喘措施这档子事儿。
你想想，发动机就好比是汽车的心脏，要是它出了啥毛病，那车还不得趴窝呀！而喘振呢，就像是心脏的一次小抽搐，可得好好防着。
咱先说这空气滤清器吧，就像人的口罩一样，得保持干净。
要是它被灰尘啥的堵住了，那空气进不来，发动机可不就难受啦，喘振说不定就找上门了。
所以啊，咱得定期检查和更换这个“小口罩”，别让它拖了发动机的后腿。
还有那进气道，也得时刻留意着。
你说要是进气道里有啥异物或者不顺畅了，空气咋能好好地流进发动机呢？这就好比人呼吸的时候鼻子被堵住了一部分，能舒服吗？所以平时开车的时候多留点心，别让啥乱七八糟的东西跑进去了。
再来说说油门的控制。
咱不能一脚油门踩到底，又猛地松开，这就跟人跑步似的，一会儿拼命跑，一会儿又突然停下，谁受得了呀！这样对发动机可不好，容易引发喘振呢。
咱得温柔点儿对待它，慢慢地踩，慢慢地松，让发动机有个适应的过程。
另外啊，发动机的保养可太重要了。
就像人要定期体检一样，发动机也需要好好维护。
按时换机油、检查各种零部件，让它一直处在一个良好的状态。
你想想，你对它好，它能不好好工作吗？它要是不好好工作，你不就头疼啦？咱还得注意发动机的温度。
温度太高或太低都不行。
太热了就跟人发烧似的，肯定不舒服呀；太冷了又像人冻僵了，也没法好好干活呀。
所以要保证冷却系统正常工作，让发动机处在一个合适的温度环境里。
你说这发动机防喘措施是不是很重要啊？要是不注意这些，等发动机喘振了，那可就麻烦啦！到时候车开不了，耽误事儿不说，还得花不少钱去修呢！咱可不能因小失大呀！大家平时一定要多留意这些细节，让咱的发动机健健康康的，这样咱才能开开心心地开车呀！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
什么是“喘振”？如何“防喘振”？这篇文章终于讲明白了~
什么是“喘振”？如何“防喘振”？这篇文章终于讲明白了~一一喘振定义喘振，顾名思义就象人哮喘一样，风机出现周期性的出风与倒流，相对来讲轴流式风机更容易发生喘振，严重的喘振会导致风机叶片疲劳损坏。
流体机械及其管道中介质的周期性振荡，是介质受到周期性吸入和排出的激励作用而发生的机械振动。
例如，泵或压缩机运转中可能出现的喘振过程是：流量减小到最小值时出口压力会突然下降，管道内压力反而高于出口压力，于是被输送介质倒流回机内，直到出口压力升高重新向管道输送介质为止；当管道中的压力恢复到原来的压力时,流量再次减少,管道中介质又产生倒流，如此周而复始。
喘振的产生与流体机械和管道的特性有关，管道系统的容量越大，则喘振越强，频率越低。
一旦喘振引起管道、机器及其基础共振时，还会造成严重后果。
为防止喘振，必须使流体机械在喘振区之外运转。
在压缩机中，通常采用最小流量式、流量-转速控制式或流量-压力差控制式防喘振调节系统。
当多台机器串联或并联工作时，应有各自的防喘振调节装置。
二风机喘振的现象•风机抽出的风量时大时小，产生的风压时高时低，系统内气体的压力和流量也发生很大的波动。
•风机的电动机电流波动很大，最大波动值有50A左右。
•风机机体产生强烈的振动，风机房地面、墙壁以及房内空气都有明显的抖动。
•风机发出“呼噜、呼噜”的声音，使噪声剧增。
•风量、风压、电流、振动、噪声均发生周期性的明显变化，持续一个周期时间在8s左右。
三喘振原因根据对轴流式通风机做的大量性能试验来看，轴流式通风机的p －Q性能曲线是一组带有驼峰形状的曲线（这是风机的固有特性，只是轴流式通风机相对比较敏感），如左图所示。
当工况点处于B点（临界点）左侧B、C之间工作时，将会发生喘振，将这个区域划为非稳定区域。
发生喘振，说明其工况已落到B、C之间。
离心压缩机发生喘振，根本原因就是进气量减少并达到压缩机允许的最小值。
理论和实践证明：能够使离心压缩机工况点落入喘振区的各种因素，都是发生喘振的原因。
航空发动机的喘振
3
喘振的预防和控制
喘振的预防和控制
防喘 为保证涡轮发动机在所有瞬态和稳态工作条件下都不发生喘振, 就需要从改进发动机结构设计和设计防喘控制系统入手,使涡轮 发动机有较大的喘振裕度
喘振边界
喘振的预防和控制
防喘措施
1、采用双转子或三转子结构。 压气机工作状态偏离设计值时,双转子或三转子发动机的高低压 转子会自动地调整转速,用通过改变动叶的切线速度的办法来改 变工作叶轮进口处气流的相对速度方向，以减小攻角，达到防喘 的目的。
目录
1
喘振的概述
2
喘振的发生机理
3
喘振的预防和控制
3、进口可转倒流叶片和可转整流叶片
喘振的发生机理 3、进口可转倒流叶片和可进口处会产生气流分离现象。 2、压气机中间级放气。 说白了喘振也就是由于压气机在非设计状态下工作时，叶栅上气流分离，使流动不畅，造成气流流动时而堵塞时而通畅的周期往复性
喘振的预防和控制
其它防喘措施
4、压气机可变进口通道面积 5、机匣处理 6、控制供油规律 7、正确操作, 精心维护发动机
谢谢
攻角的概念
喘振的发生机 理
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发动机的喘振
ZZ
目录
1
喘振的概述
2
喘振的发生机理
3
喘振的预防和控制
一、喘振的概述
概述
航空发动机是飞机的心脏, 而发动机的喘振问题一直制约着涡轮发 动机的发展, 影响发动机的性能, 甚至造成发动机的严重损坏，是 发动机的所有故障中最有危害性的一个，是对民用客机安全以及 整个航空事业发展的巨大威胁。
振4、荡压现气基象机。元可变级进口速通度道面三积 角形
这时,气流将冲向叶片凸面(背面) ,形成负攻角( i < 0)。 压气机喘振是指非正常工况下气流沿压气机轴线方向发生的低频率（通常有几赫或十几赫）、高振幅(强烈的压强和流量波动)的气流振 荡现象。
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发动机喘振故障的形成原因及防范措施(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.
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文件编号：KG-AO-4642-29 发动机喘振故障的形成原因及防范
措施(正式)
使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。
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摘要：涡轴8系列发动机为自由涡轮式的涡轮轴发动机，具有性能比较先进，尺寸小，重量轻，结构简单，工作可靠，使用维护方便的特点。
发动机的压气机由一级跨音轴流压气机和一级超音离心压气机组成的混合式压气机，具有结构简单、重量轻、增压比高、性能平稳的特点。
本文根据发动机的压气机工作原理分析喘振的原因并提出维护建议及防止喘振的措施。
关键词：发动机喘振空气压力故障
1失速与喘振的概述
工作叶轮进口处相对失速的方向与叶片弦线之间的夹角叫做攻角。
影响攻角的因素有两个：一是转速，另一个是工作叶轮进口处的绝对速度（包括大小和方
向）。
在攻角过大的情况下，会使气流在叶背处发生分离，这种现象叫做失速。
失速区九朝着与叶片旋转方向相反的方向移动。
这种移动失速比周围速度要小，所以站在绝对坐标系上观察时，失速区以较低的转速与压气机叶轮做同方向的旋转运动，称为旋转失速。
2发动机内部空气系统
发动机工作时，外界空气经直升机上的进气道流入压气机，首先在轴流压气机中得到压缩，然后再进入离心压气机被进一步压缩。
压缩后的高压空气进入燃烧室，与燃油混合燃烧，生成高压高温的燃气。
从燃烧室出来的燃气流向涡轮，首先在燃气发生器涡轮中膨胀做功，带动压气机工作；然后燃气进入自由涡轮中进一步膨胀做功，从而向外提供功率，驱动直升机旋翼等工作。
2.1 篦齿（或称迷宫）封严装置的密封原理。
篦齿封严装置（或称迷宫封严装置）是利用篦齿前后空气的压差来达到密封目的。
增压空气从压力高的一侧通过篦齿装置很小的间隙流向压力低的一侧，空气的
流量被限制得尽可能小，而且始终沿从压力高到压力低的方向流动，如此，压力较低的那一侧（例如滑油腔）就被空气密封，滑油不能从篦齿处泄出。
2.2发动机前部的内部空气流路。
引用轴流压气机后的压缩空气（p1′），用于压气机前后轴承篦齿封严装置的密封。
压缩空气经离心压气机叶轮前面的间隙进入，一部分对压气机后轴承密封，另一部分经轴上的孔进入轴流压气机轴内腔，对压气机前轴承进行密封，同时加温压气机轴流转子前端的整流帽罩，防止低温时结冰。
2.3发动机中部的内部空气流路。
引用离心压气机后的压缩空气（p2），用于甩油盘篦齿封严装置的密封（密封燃油）、燃气发生器后轴承篦齿封严装置的密封、燃气发生器涡轮导向器和涡轮盘的冷却。
2.4发动机后部的内部空气流路。
引用p2压缩空气密封自由涡轮前轴承、利用外界大气po冷却燃气发生器后轴承座和自由涡轮导向器。
自由涡轮前轴承的密封空气，是利用装在涡轮机匣上的引气接头将p2空
气引出，经外部空气导管送到减速器机匣上的空气接头，再经机匣内部通道送到自由涡轮前轴承篦齿封严装置进行密封。
3压气机放气活门
3.1放气活门的作用
放气活门的作用，是在燃气发生器转速较低时放掉一部分轴流压气机出口的空气
（p1′），防止压气机喘振。
同时也有利于起动时转子加速。
压气机工作时p2/po与ng的关系如图1所示。
图1
虚线所示为放气活门关闭时情况，在ng较低（p2/po较小）时，压气机工作线离喘振线较近，因此容易进入喘振区。
当放气活门打开时，空气流量g′增加，因而压气机工作线离喘振线较远，喘振裕度较大，工作中就不会发生喘振。
放气活门安装在压气机机匣锥形段上方，放气活门打开时，部分p1′空气经活门排入外界大气。
放气
活门开闭界限根据p2/po值确定，与一定工作条件（大气温度、高度）下的ng对应。
调定的p2/po≈6.1
地面标准大气条件下，加速过程中，ng≈92%时活门关闭。
减速过程中，ng≈91%时活门打开
3.2气动式放气活门
气动式放气活门根据p2和po空气压力自动控制活门的关闭和打开。
放气活门控制部分有感受p2和po的膜盒组，膜盒内部作用着p2空气压力，膜盒外部作用着po空气压力，当p2/po上升到调定值时，膜盒因伸长而关小薄膜控制腔的泄漏口，控制腔（节流嘴b下游）压力升高，薄膜左移关闭活塞腔（节流嘴a下游）的泄漏口，活塞腔内压力升高，活塞克服弹簧力下移，通过扇形齿轮将活门关闭。
3.3放气活门工作界限
放气活门关、开界限的检查要在飞行中进行，检查时应关闭所有空气引气开关，而且要缓慢地改变ng 转速。
4喘振的原因及预防措施
4.1产生喘振的原因
喘振的根本原因是由于气流攻角过大，在叶背处发生分离而且这种气流分离扩展道整个叶栅通道。
因此压气机叶栅完全失去扩压能力，不能将气流推向后方，克服后面较强的反压，由于流量急剧下降。
不仅如此，由于动叶叶栅失去扩压能力，后面的高压气体可能倒流至前面。
这样，压气机后面的反压降的很低，整个压气机流路这一瞬间变得通畅。
4.2喘振发生条件
喘振发生条件有：发动机转速减小而偏离设计值，相对速度的方向变陡，流量系数变小；压气机进口总温升高，热空气难以压缩，压气机增压比小于设计值；压气机空气流量骤然减小，如推油门过快，供油量增加过猛；发动机进口流场畸变；着陆滑跑速度低时仍用高反推；进气口结冰；发动机翻修质量差，外来物损伤，防喘机构工作不正常等。
4.3防喘措施
由于压气机是根据设计点的气动参数进行设计的，当工作在非设计状态时，各级的速度三角形和设计点不同，既是非设计点的参数与压气机的几何形状不协调，这时各级的流量系数大大偏离了设计值，造成气流攻角过大或过小，产生了喘振。
防喘的原理是压气机在非设计状态下通过一些措施也能保持与压气机几何形状相适应的速度三角形，从而使攻角不要过大或过小。
防止压气机失速和喘振的方法常用放气活门、压气机静子叶片可调和采用多转子。
参考文献
[1]发动机维护手册.
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