某型渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)放油活門故障分析研究

鄧江

（中國(guó)南方航空工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，湖南株洲412002）

某型渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)放油活門故障分析研究

鄧江

（中國(guó)南方航空工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，湖南株洲412002）

某型渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)放油活門薄膜破裂會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)超溫或不正常停車。從理論上詳細(xì)分析放油活門故障產(chǎn)生的機(jī)理和故障的表現(xiàn)形式以及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的影響。

故障分析；放油活門；薄膜破裂；渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)

引言

某型渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)或停車過(guò)程中，產(chǎn)生了超溫、無(wú)法正常關(guān)車的情況，經(jīng)檢查，故障直接定位于放油活門故障。

1　放油活門結(jié)構(gòu)

某渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的超轉(zhuǎn)放油活門（17）主要包括主油路的放油活門（19）、40%活門（29）和超轉(zhuǎn)電磁活門（18）。40%活門由薄膜7、活塞8、彈簧9和挺桿10組成［1-2］。其結(jié)構(gòu)還有彈簧1、球活門2、球活門3、彈簧4、電磁活門5、雙層薄膜6、A室腔壓A、B室腔壓B等構(gòu)成。因此，該放油活門實(shí)際上是一個(gè)活門組件，如圖1所示。

圖1　放油活門結(jié)構(gòu)示意圖

2　放油活門工作原理

放油活門工作分以下兩個(gè)階段：

2.1發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和正常工作狀態(tài)

發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，在增壓活門打開(kāi)的同時(shí)（燃油壓力達(dá)到1.8 bar時(shí)），從燃調(diào)計(jì)量油針過(guò)來(lái)的燃油通過(guò)供油管流入主噴油系統(tǒng)（球活門3離開(kāi)其密封座），噴油壓力作用于雙層薄膜6下方，使球活門2壓在其密封座上，放油路關(guān)閉而供油路打開(kāi)。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后正常工作，放油活門一直維持這一狀態(tài)，其工作狀態(tài)原理如圖2所示。

2.2發(fā)動(dòng)機(jī)正常停車

在發(fā)動(dòng)機(jī)正常停車過(guò)程中，關(guān)閉燃油開(kāi)關(guān)后，在剩余泵后壓力作用下，40%活門組件將球活門3壓在其密封座上，而球活門2離開(kāi)其密封座，從而關(guān)閉供油路（球活門3切斷了供油管和噴油系統(tǒng)之間的通道），打開(kāi)放油路（通過(guò)球活門2使噴油系統(tǒng)與放油路相通），在空氣作用下，放掉噴油路內(nèi)的余油。發(fā)動(dòng)機(jī)停車后，泵后壓力為零，球活門2在彈簧1的作用下上移，壓在其密封座上，放油路關(guān)閉而供油路打開(kāi)。其放油活門工作狀態(tài)原理如圖3所示。

圖2　起動(dòng)和正常時(shí)工作狀態(tài)圖

圖3　正常停車時(shí)工作狀態(tài)圖

3　40%活門薄膜破裂對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)影響分析

由于40%活門的薄膜工作在燃油泵后壓力的環(huán)境中，通常泵后壓力比較大（一般泵后壓力為3.5MPa），所以該處薄膜的拉升強(qiáng)度要求比較高（一般要求5MPa），同時(shí)，因?yàn)槿加偷臐B透性很強(qiáng)，故薄膜的密封性要求也比較高，不能有燃油滲漏。如果因?yàn)楸∧さ睦龔?qiáng)度太小，40%活門工作一段時(shí)間，薄膜破裂，那么40%活門的薄膜上方未經(jīng)燃調(diào)控制的泵后壓力油就會(huì)經(jīng)過(guò)薄膜裂縫進(jìn)到甩油盤，從而增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的供油量，增加的燃油流量又不受燃調(diào)計(jì)量油針的控制，致使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)溫度上升過(guò)快，不易控制溫度，甚至出現(xiàn)超溫，或者在發(fā)動(dòng)機(jī)停車時(shí)，轉(zhuǎn)速和溫度不下降，發(fā)動(dòng)機(jī)不停車。

因此，經(jīng)過(guò)對(duì)40%活門薄膜檢查和分析，得出其破裂是導(dǎo)致該型渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)或停車過(guò)程中超溫和無(wú)法正常關(guān)車的直接原因。

4　結(jié)語(yǔ)

提高40%活門薄膜的拉伸強(qiáng)度和耐壓性，可降低放油活門的故障率，提高發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性。

［1］鄧海勇，姚靈革，施大明.某型渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)手冊(cè)［Z］.株洲:中國(guó)南方航空工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，2015.

［2］秦銀雷，齊永，香承虎.某型渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)超溫研究［G］.第二十八屆全國(guó)直升機(jī)年會(huì)論文，2012.

（編輯：王紅霖）

The Failure Analysis of Drain Valve of Some Type Turbo-Shaft Engine

Deng Jiang
（China National South Aviation IndustryLim ited Corporation，Zhuzhou Hunan 412002）

The diaphragm rupture of the drain valve of some type turbo-shaft enginemay cause abnormal operation of the engine，such as exceeding the gas temperature limitduring engine start，failing in engine shut-down.In this article we presentan analysis of the failure mechanism and the failure phenomena of the drain valve，and the influence on engine operation.

failure analysis；drainvalve；diaphragm rupture；turbo-shaftengine

V235.12

A

2095-0748（2016）17-0073-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.17.30

2016-07-22

鄧江（1986—），男，貴州晴隆人，本科，工程師，主要從事渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)使用維修技術(shù)研究。