JT9D發動機的防喘、排故流程及故障分析

郭懷軍

摘要：該文具體以JT9D發動機的防喘措施及排故流程來分析在維護工作中應注意的問題，另外，還要注意喘振不是故障的終點，喘振很容易引起EGT超溫，甚至發動機空中停車。下面將逐一分析。

關鍵詞：JT9D 發動機 防喘 排故 故障

中圖分類號：V231 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）05（b）-0071-02

1 JT9D簡介

JT9D是美國普拉特·惠特尼公司研制生產的一種高涵道比大推力渦輪風扇發動機，它是專為寬機身客機研制的發動機，如圖1。裝機對象為美國波音公司B747、B767，麥克唐納·道格拉斯公司DC-10，空中客車公司A300和A310，波音公司空中指揮機E-4A。

Ⅰ-發動機站位號；Ⅱ-低壓壓氣機進口；Ⅲ-高壓壓氣機Ⅳ-燃燒室；Ⅴ-高壓渦輪；Ⅵ-低壓渦輪；Ⅶ-排氣

圖中數字代表站位號：2-低壓壓氣機進口；3-高壓壓氣機進口；3.4-高壓壓氣機第4級；3.5-高壓壓氣機第5級；4-壓氣機出口；5-高壓渦輪進口；6-低壓渦輪進口；7-低壓渦輪出口。

2 JT9D的防喘措施

（1）壓氣機中間級放氣：JT9D發動機在第4，第9級處有放氣裝置，分別為3.0、3.5站位。3.5啟動放氣子系統的作用是提高發動機的啟動特性和防止壓氣機喘振的發生；前后放氣子系統的作用是防止壓氣機喘振；反推放氣系統的作用是反推時打開第4、第9級放氣閥以確保壓氣機穩定工作。

（2）可調靜子葉片：JT9D內涵壓氣機的第一級進口導流葉片和第5、第6.、第7級高壓壓氣機的整流葉片均是可調的。可調靜子葉片角度由EVBC控制，位置的確定以PT3 和PS3為基礎。葉片完全打開時角度為7°，葉片完全關閉時為-36°。

（3）JT9D為雙轉子發動機，在一定程度上的也是有效的防喘措施。

3 故障分析和排除步驟

3.1 喘振故障分析

喘振的原理在前面已經簡單說明，現在從工程實踐的角度分析喘振發生的原因。

（1）從故障數據統計分析可以看出，JT9D發動機引發喘振最為普遍的原因是VSV、3.5放氣系統發生故障，所以日常維護的重點之一可集中在上述系統。

（2）3.0、VBV系統故障、反推放氣系統非正常工作也容易引起發動機喘振的發生。

（3）8級單向活門的不正常工作，PT3系統工作不正常，葉片尖部過度磨損都會造成發動機加/減速喘振，喘振后一切正常。

（4）維護檢查時燃油泵壓力值不小于580Psi。在校裝發動機時必須將VSV工作點調出陰影區，以減少5-8級葉片的工作應力。

2 喘振類型及排故步驟

根據發動機的不同工作階段，對應地可將喘振分為4種類型，即反推操作時喘振、加速時喘振、減速時喘振、穩定工作時喘振。根據不同的類型有對應的排故方法和步驟。

4 討論與總結

分析上述排故程序可以得出以下結論：

（1）檢查的重點主要集中在3.0、3.5放氣系統，進氣區域和滑油濾、磁堵、PS3、PT3壓力管。

（2）排故時采用的方法依次從簡到繁，從更換部件到拆裝整臺發動機，不能隨意調換順序。

（3）對于每一類故障，都有對應的排故流程，應嚴格按照流程操作，不能隨意調換順序。

（4）若順序有更改，以最新的TSM（排故手冊）和ASM（飛機簡圖手冊）為準。

4.1 喘振引起的EGT超溫

測量出的EGT溫度是4～6個探頭的平均溫度，可以防止因探頭位置差異及個別探頭失效導致的無信號。而實踐證明，EGT超溫大多是人為因素造成的。例如國航B2552的JT9D-7R4E發動機在9000m高空發生喘振，導致EGT超溫20℃，事后檢查原因是維護人員忘打開保險，致使3.0放氣活門操作臂上一螺栓脫落，防喘不起作用，引起EGT嚴重超溫。

4.2 喘振引起的空中停車

1996年4月26日，有一MD11/PW4462用戶在起飛時2發喘振并振動增加，EGT達762℃，飛行員關停該發并繼續飛行。地面檢查進氣道和排氣管無異常，在基地檢查發現HPC機匣在IGV聯動環處有數處燒穿，分解發現有一片HPC7葉片在根部連接處斷裂。建議改進葉片在葉根處加強噴丸強度。

1996年6月24日，有一A310/PW4158用戶在剛起飛滑跑抬頭之后1發喘振，機組拉回油門按故障程序執行，飛行繼續。下一航段，也在起飛抬頭之后該發再次喘振。排故時發現HPC可調靜子葉片作動器的調節有誤。

多次故障分析證明，影響發動機喘振的決定因素不僅包括發動機的設計、制造、“事后”及時的結構改進，而且與使用和維修人員的技術素質、工作責任心也直接相關。因此建議：應首先加強員工的培訓，培養其良好的工作作風；其次認真分析故障發生的起因及排故方法，總結經驗，從而提高發動機的利用率和可靠性，使之產生更大的經濟價值和社會價值。

參考文獻

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