WZ-8發(fā)動機(jī)放氣活門故障分析

袁彪 劉戀

摘要：航空發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)有防喘振裝置防止發(fā)動機(jī)喘振，WZ-8發(fā)動機(jī)采用放氣活門中間級放氣的方式解決喘振問題，放氣活門故障會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)喘振裕度下降，可靠性降低， 影響飛行品質(zhì)，甚至是影響飛行安全。通過對放氣活門故障原理的研究，分析產(chǎn)生的原因，結(jié)合歷史故障數(shù)據(jù)總結(jié)排故方法，能有效的避免重復(fù)故障的產(chǎn)生，優(yōu)化預(yù)防性工作內(nèi)容，縮短排故時(shí)間，提高機(jī)務(wù)維護(hù)質(zhì)量。

Abstract： Aero-engine is designed with anti-surge device to prevent engine surge. WZ-8 engine adopts the way of exhaust valve intermediate stage to solve the surge problem. The bleed-valve device fault will lead to the decrease of surge margin and reliability of engine. Influencing flight quality even affect flight safety. Research on the fault principle of bleed-valve and analysis of the causes，combining historical fault date，and it is applied to the aircraft fault monitoring system. Effective avoidance of repeated failures. Optimizing the content of prevention work.shorten troubleshooting time. Improving maintenance quality.

關(guān)鍵詞：發(fā)動機(jī)喘振;故障;放氣活門

Key words： engine surge;fault;bleed-valve

中圖分類號：V263.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）11-0157-02

1? 故障現(xiàn)象

某部一架Z-X直升機(jī)在晝間簡單氣象飛行時(shí)，懸停檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)左發(fā)動機(jī)Ng在92%時(shí)表顯放氣活門卡滯不關(guān)閉。由于該現(xiàn)象系偶發(fā)性，梳理其故障原因及排除方法，對于該型直升機(jī)的維護(hù)具有較大的參考價(jià)值。

2? 原理分析

放氣活門的作用，是在燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)速較低時(shí)放掉一部分軸流壓氣機(jī)出口的空氣（P1′），防止壓氣機(jī)喘振如圖1所示。同時(shí)也有利于起動時(shí)轉(zhuǎn)子加速。

壓氣機(jī)工作時(shí)P2/Po與G′（空氣流量）的關(guān)系如圖2所示，虛線所示為放氣活門關(guān)閉時(shí)情況，在Ng較低（P2/Po較?。r(shí)，壓氣機(jī)工作線離喘振線較近，因此容易進(jìn)入喘振區(qū)。當(dāng)放氣活門打開時(shí)，空氣流量G′增加，因而壓氣機(jī)工作線離喘振線較遠(yuǎn)，喘振裕度較大，工作中就不會發(fā)生喘振。

放氣活門安裝在壓氣機(jī)機(jī)匣錐形段上方如圖3所示，放氣活門打開時(shí)，部分P1′空氣經(jīng)活門排入外界大氣。

放氣活門開閉界限根據(jù)P2/Po值確定，與一定工作條件（大氣溫度、高度）下的Ng對應(yīng)。

調(diào)定的P2/Po≈6.1。

地面標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，加速過程中，Ng≈92%時(shí)活門關(guān)閉;減速過程中，Ng≈91%時(shí)活門打開。

氣動式放氣活門原理如圖4所示。

氣動式放氣活門根據(jù)P2和Po空氣壓力自動控制活門的關(guān)閉和打開。

放氣活門內(nèi)有感受P2和Po的膜盒組，膜盒內(nèi)部作用著P2空氣壓力，膜盒外部作用著Po空氣壓力，當(dāng)P2/Po上升到調(diào)定值時(shí)，膜盒因伸長而關(guān)小薄膜控制腔的泄漏口，控制腔（節(jié)流嘴B下游）壓力升高，薄膜左移關(guān)閉活塞腔（節(jié)流嘴A下游）的泄漏口，活塞腔內(nèi)壓力升高，活塞克服彈簧力將活門關(guān)閉。

發(fā)動機(jī)減速過程中，當(dāng)P2/Po下降到調(diào)定值時(shí)，膜盒收縮，薄膜右移，活塞腔內(nèi)壓力降低，活塞在彈簧力作用下打開活門。

放氣活門上還設(shè)有一個微型開關(guān)，放氣活門打開時(shí)，微型開關(guān)接通，指示旗顯示，而當(dāng)放氣活門關(guān)閉時(shí)，開關(guān)斷開，指示旗消失。

3? 排故過程

先對調(diào)左右發(fā)動機(jī)的放氣活門微動開關(guān)插頭（圖4 （F）/圖5），如果故障現(xiàn)象出現(xiàn)轉(zhuǎn)移，則可定位是微動開關(guān)到指示旗的這段線路和部件故障，通過懸停試飛故障現(xiàn)象依舊，排除航電原因，確認(rèn)為機(jī)械原因?qū)е隆?/p>

用針筒對放氣活門活塞邊緣與導(dǎo)筒間注入23699號潤滑油進(jìn)行潤滑，故障依舊，排除機(jī)械卡滯原因。

對調(diào)左右發(fā)的放氣活門主體，故障現(xiàn)象發(fā)生轉(zhuǎn)移，可以確認(rèn)該發(fā)放氣活門主體或主體的機(jī)械部附件故障。

繼續(xù)分析工作原理，結(jié)合該直升機(jī)連續(xù)一周飛行是的野外起降科目，且駐地連續(xù)出現(xiàn)沙塵天氣，懷疑空氣濾（圖4（L））堵塞影響P2氣的通過，導(dǎo)致膜盒內(nèi)壓力達(dá)不到要求，無法關(guān)閉泄露口導(dǎo)致放氣活門活塞無法克服彈簧力無法關(guān)閉放氣口。

取下故障放氣活門P2氣濾保護(hù)螺帽（圖6）取出氣濾（圖7）檢查并清洗，安裝時(shí)注意氣濾三角頭朝上圓頭在下（圖8），切勿裝反。懸停試飛，故障現(xiàn)象消失，故障排除。

4? 維護(hù)建議

渦軸8A發(fā)動機(jī)100小時(shí)定檢并無清洗放氣活門P2空氣濾的工作內(nèi)容，根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)和這次故障分析，建議在發(fā)動機(jī)100小時(shí)定檢時(shí)增加清洗放氣活門氣濾的工作內(nèi)容，且在沙塵等惡劣氣象條件下飛行和特殊飛行科目時(shí)應(yīng)該適當(dāng)縮短檢查和清洗氣濾的時(shí)間，建議50小時(shí)做一次特定檢查，根據(jù)氣濾的工況實(shí)施清洗。

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