發動機消喘系統工作原理

劉闖 芮剛

(中航工業沈陽黎明航空發動機有限責任公司,遼寧沈陽 110043)

發動機消喘系統工作原理

劉闖 芮剛

(中航工業沈陽黎明航空發動機有限責任公司,遼寧沈陽 110043)

喘振的產生與流體機械和管道的特性有關,管道系統的容量越大,則喘振越強,頻率越低。流體機械的喘振會破壞機器內部介質的流動規律性,產生機械噪聲,引起工作部件的強烈振動,加速軸承和密封的損壞。一旦喘振引起管道、機器及其基礎共振時,還會造成嚴重后果。為防止喘振,必須使流體機械在喘振區之外運轉。在壓縮機中,通常采用最小流量式、流量-轉速控制式或流量-壓力差控制式防喘振調節系統。本文主要闡述發動機消喘系統工作原理。

消喘 噴口 調節

1 消喘系統的功用

發動機出現喘振時自動退出喘振狀態,所采取的措施：

①短時間接通消喘系統的同時,轉動高壓壓氣機靜子葉片;

②增大尾噴口臨界截面積;

③接通遭遇起動,隨后恢復發動機原來的工作狀態。

2 消喘系統的組成

①合調節器。綜合調節器防喘保護通道的功用是,當發動機出現喘振和超溫時,通過控制發動機燃油通道和幾何通道,來消除發動機喘振和超溫,并將發動機恢復到原穩定狀態。

②空氣壓力受感部。接收高壓壓氣機后的空氣總壓(P02)和靜壓(P2),并把空氣總壓和靜壓輸送到喘振信號器。安裝位置在高壓壓氣機第九級整流葉片中間的通道內。

③喘振信號器。變壓器式,測量壓差的工作范圍0.1～2.2千克力/厘米2。測量壓差△PCK的數值和符號,并向防喘保護裝置傳輸電信號。安裝位置外涵道的前機匣上。

④主泵調節器。

3 消喘系統工作過程

當出現喘振征兆時,壓差△PCK發生變化。在△PCK作用下,喘振信號器的膜片變形。膜片的變形通過頂桿傳到銜鐵上,當銜鐵移動時就改變了線圈的磁回路的間隙,因此喘振信號器的輸出電壓發生變化,該輸出電壓被傳輸到發動機綜合調節器的防喘保護裝置。

防喘保護裝置發出接通發動機防喘保護系統并恢復原有工作狀態的“K1”指令。 “K1”指令接通電磁活門ИМ3(接通1.5±0.2秒,斷開0.5±0.2秒),電磁活門ИМ3接通從定壓活門向發動機斷油活門分流活門控制腔的供油。分油活門向上移動到限動位置的同時,接通從計量開關的活塞控制腔的放油、接通從齒輪泵向燃油分配器的分配油針控制腔的供油、并接通從定壓活門向活塞和噴口加力調節器活塞的控制腔的供油。隨動活塞移動到最小燃油流量限動器處,燃油分配器的分配油針中斷對主燃燒室的供油,這導致n1和n2下降。“K1”指令從電磁活門ИМ3上取消之后,消喘系統的所有元件均恢復原位。發動機以加速自動器的供油規律所確定的速度恢復到原來的工作狀態。

如果在取消指令“K1” 之后電磁活門ИМ3仍然保持接通狀態,則由液壓繼電器的分流活門斷開系統,在來自定壓活門經層板節流器P41進入的燃油的壓力的作用下分油活門向上移動,遮蓋從隨動活塞控制腔的放油,遮住從定壓活門向活塞和盆口加力調節器活塞控制腔的供油,擋住從汲油部件向燃油分配器控制腔的供油。發動機以加速自動器的供油規律所確定的速度恢復到原來的工作狀態。發動機切油周期(0.5±0.2)秒,恢復(1.5±0.2)秒。

4 發動機氣流通道調節過程

4.1 噴管臨界截面面積重調機構的工作

當發動機消除喘振系統工作時,油泵調節器輸出定壓油信號,該定壓油作用在噴管重調機構活塞下腔。活塞在油壓力作用下,克服彈簧力帶動傳動撥桿上移,由于傳動撥桿與差動機構齒輪軸不在一個平面內,使傳動撥桿繞齒輪軸轉動,通過差動機構帶動帶誤差凸輪的齒輪轉動,并使誤差凸輪也轉動,誤差凸輪杠桿再帶動分油活門襯筒上移,打開活塞上腔的回油路,使分油活門上移,開大噴管臨界截面面積,增大發動機壓氣機的穩定裕度。

當發動機消除喘振系統退出工作時,油泵調節器輸出的定壓油信號取消,噴管重調機構活塞下腔通低壓油,活塞在彈簧力作用下下移,傳動撥桿退出對差動機構的作用,噴管臨界截面面積恢復原來狀態。

4.2 高壓壓氣機導流葉片調節系統的工作

當消除喘振系統工作時,重調電磁活門ИМ3通電,定壓活門來油輸入到高壓壓氣機導流葉片重調器重調機構活塞右腔,使活塞左移,通過杠桿機構帶動分油活門右移,作動筒活塞左腔來油,右腔回油,作動筒活塞右移,使導流葉片朝減小發動機空氣流量方向轉動,增大了發動機的穩定工作裕度。當重調電磁活門斷電時,電磁活門切斷定壓活門的來油,重調機構活塞在彈簧力作用下,恢復到原工作狀態。