某型发动机进气系统故障分析

某型发动机进气系统故障分析

作者：潘凡

来源：《中国新技术新产品》2015年第17期

摘要：本文对某发动机进气器系统典型故障进行总结，结合发动机进气系统结构，分析故障原因，确定故障诊断与排除程序，有助于提高发动机台架试车过程中进气系统故障的排除效率，具有重要的实用价值。

关键词：故障树；FTA；故障分析；可调导向器

中图分类号：TM314 文献标识码：A

1 绪论

发动机是飞机上最重要的组成部分，发动机能否正常稳定的工作，直接影响飞机的飞行安全；航空发动机台架试车是检验发动机装配质量及性能参数的关键步骤。在发动机台架试车过程中准确判断发动机工作状态，及时发现发动机异常情况，提前预知发动机故障，对于飞行安全有着重要意义。某型发动机进气系统为消除发动机喘振隐患，采用风扇进口导流叶片后半部变弯度调节，和压气机前三级导流叶片可变开度的技术，已达到提高发动机的工作稳定性，增加压气机喘振裕度的目的。发动机台架试车过程中，要求对进气道整流系统工作稳定性进行检查。检查过程中，进气系统常出现的故障有两类。本文结合发动机进气调节系统的调节规律和工作原理，对两类故障进行简要地分析和研究，给出某型发动机进气系统故障排除程序。

2 风扇进口导流叶片调节系统工作原理

发动机流道系统结构如图1所示，风扇进口导流叶片调节系统分为主要调节系统和备份调节系统。

主调节系统（电子—液压机械调节系统），它是根据发动机低压转子的换算转速调节风扇进口导流叶片转角，使风扇稳定地工作。

备用调节系统（液压机械调节系统），它是根据高压压气机转子的换算转速，调节风扇进口导流叶片尾部转角，保证发动机工作的稳定性。

3 风扇进口导流叶片调节系统典型故障分析

3.1 常出现的进气系统故障分类

（1）主调节系统故障。

（2）风扇进口导流叶片虽进入主调节系统控制，但风扇进口导流叶片不正常工作，这包括风扇进口导流叶片角度摆动超标、平衡占空系数变化等。

要从发动机工作原理上分析上述故障产生的原因，首先需要消化发动机有关资料，对风扇进口导流叶片系统的组成、功能以及工作原理有深入透彻的理解和分析，参考某型发动机有关排故手册，制定典型故障的排除方案。

3.2 主调节系统故障分析与排除

某型号发动机风扇进口导流叶片主调节系统原理如图1所示，由于是闭环控制系统，系统内每一个环节都会对风扇进口导流叶片角度造成影响。发动机处于稳定工作状态时，电子部分的脉冲占空系数平衡占空系数为50%，风扇进口导流叶片角度随发动机转速缓慢变化，在某一稳态，转速无变化时，风扇进口导流叶片角度也应该相对稳定，无明显摆动。如出现摆动故障，试车操作工需通知试车工艺人员进行排故工作。

按图2进行排故工作。检查电磁活门，电磁活门状态正常，无衬筒卡死或偏移。更换综和调节器后，排故开车。如故障再次出现，确定为主调节系统故障。先检查电气线路。再检查综合调节器发送的控制指令是否错误。检查脉宽调制器。用电阻箱给综调发送模拟信号，检查综调输出信号稳定，如无摆动，即可排除脉宽调制器故障的可能。第二步检查“校正装置故障”检查程序给定装置，用电阻箱模拟大气温度传感器给综调发稳定地的温度信号，参数仍然摆动，排除大气温度传感器影响。最后检查低压转速传感器减速器问题，更换低压转速传感器的减速器后，排故开车。通过以上排故过程，绝大部分故障可被消除。

3.3 平衡占空系数变化故障分析与排除

平衡占空系数异常变化只与综合调节器的脉宽调制器和主泵的平衡占空系数调整节流器有关，首先检查脉宽调制器。用电阻箱给综调发送模拟信号，检查综调输出信号稳定，如无摆动，排除了脉宽调制器故障的可能。第二步检查平衡占空系数调整节流器。更换节流层板，如更换层板后故障未排除，则是层板节流器安装座内有气体引起的。

根据节流层板结构进行分析，由于更换节流层板需要将发动机燃油系统泄压，换上新的层板节流器后有可能存有部分气体，并且该处气体很难排掉就留存在节流层板处，相当于减小了节流层板流量，造成首次检查平衡占空系数值不准确，经过多次试车该处气体逐渐随燃油排掉。这种现象是由于主泵节流层板安装座加工差异造成的，个别批次会存在该问题，在外场使用中没有影响，无需排除。

结论

本文通过对发动机风扇进口导流叶片系统系统故障的广泛收集和总结，深入分析故障产生的原因，形成操作性较强的两种典型故障诊断与排除程序，可指导实际故障排除工作。

参考文献

[1]发动机技术说明书[Z].沈阳发动机设计研究所，2006.

[2]谢寿生.某型飞机双涵道加力涡轮喷气发动机[D].空军工程学院，1993.

[3]刘长福，等.航空发动机结构分析[M].西安：西北工业大学出版社，2006.