某型機(jī)低壓風(fēng)扇導(dǎo)向器葉片轉(zhuǎn)角擺動(dòng)故障分析

韓曉輝+張畢+龐順清

摘 要：通過某次典型的低壓風(fēng)扇導(dǎo)向器葉片轉(zhuǎn)角擺動(dòng)故障，分析了某型機(jī)電子-機(jī)械液壓控制系統(tǒng)控制低壓風(fēng)扇導(dǎo)向器葉片的工作原理，找出了某型機(jī)低壓風(fēng)扇導(dǎo)向器葉片擺動(dòng)的原因，為后續(xù)的發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)故障的排故提供了有益的經(jīng)驗(yàn)參考。

關(guān)鍵詞：風(fēng)扇導(dǎo)向器；電子調(diào)節(jié)器；控制通道

中圖分類號(hào)：V232.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）04-0086-01

某型機(jī)在使用中，出現(xiàn)多起低壓風(fēng)扇導(dǎo)向器葉片角度θ1擺動(dòng)的故障，由于該故障涉及的影響因素較多，在故障分析時(shí)錯(cuò)綜復(fù)雜難理思路。如果從導(dǎo)向器控制系統(tǒng)的原理分析，并結(jié)合故障的狀態(tài)和形貌可以快速定位故障點(diǎn)，避免盲目的更換成附件或增加排故開車時(shí)間。

1 風(fēng)扇進(jìn)口導(dǎo)流葉片調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作原理

為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作的安全，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的喘振裕度和空氣流量，某型機(jī)風(fēng)扇導(dǎo)向器葉片采用可變彎度的葉片，由控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)改變進(jìn)口導(dǎo)向器葉片尾部角度，即所謂的θ1可調(diào)。

風(fēng)扇進(jìn)口導(dǎo)向器葉片轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)有兩套系統(tǒng)，一套是主調(diào)節(jié)系統(tǒng)即電子-液壓機(jī)械調(diào)節(jié)系統(tǒng)。另一套是備用控制系統(tǒng)完全采用機(jī)械液壓控制。該備用系統(tǒng)在主控制系統(tǒng)的綜合電子調(diào)節(jié)器出現(xiàn)故障的情況下，自動(dòng)切換到備用的液壓機(jī)械控制系統(tǒng)。

1.1 主調(diào)節(jié)系統(tǒng)

主調(diào)節(jié)系統(tǒng)是電子—液壓機(jī)械調(diào)節(jié)系統(tǒng)。功用是電子調(diào)節(jié)器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)低壓轉(zhuǎn)子換算轉(zhuǎn)速的變化，調(diào)節(jié)風(fēng)扇進(jìn)口導(dǎo)流葉片轉(zhuǎn)角，使風(fēng)扇穩(wěn)定工作，具體工作流程如圖1所示。

電子調(diào)節(jié)器采集低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速傳感器和進(jìn)口空氣溫度傳感器的信號(hào)，轉(zhuǎn)換成正比n1換算的電壓，進(jìn)入程序生成器中，同時(shí)位移傳感器采集的低壓轉(zhuǎn)角信號(hào)進(jìn)入調(diào)節(jié)器的程序生成器，產(chǎn)生失調(diào)信號(hào)，再經(jīng)過脈沖調(diào)節(jié)器形成占空比信號(hào)Sa，作用在主泵調(diào)節(jié)器上的電磁活門上，形成主泵調(diào)節(jié)器中控制低壓導(dǎo)向器轉(zhuǎn)角的控制油壓，使轉(zhuǎn)角θ1按照θ1=f（n1np）控制規(guī)律轉(zhuǎn)動(dòng)。

發(fā)動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)定工作狀態(tài)時(shí)，脈沖占空系數(shù)Sa為50%，進(jìn)口導(dǎo)流葉片轉(zhuǎn)角與發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)處在適應(yīng)的動(dòng)態(tài)平衡位置。當(dāng)推油門時(shí)風(fēng)扇進(jìn)口導(dǎo)流葉片朝增大發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量方向轉(zhuǎn)動(dòng)，生成的Sa小于50%的信號(hào)，隨著轉(zhuǎn)速不斷增大，Sa根據(jù)相關(guān)換算逐漸增大，趨向50%，最后達(dá)到新的動(dòng)態(tài)平衡。

1.2 備用調(diào)節(jié)系統(tǒng)

風(fēng)扇進(jìn)口導(dǎo)流葉片液壓機(jī)械調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它是按照θ1=f（n2np）調(diào)節(jié)規(guī)律進(jìn)行控制的。該調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用開環(huán)調(diào)節(jié)原理，功用是根據(jù)高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的換算轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)風(fēng)扇進(jìn)口導(dǎo)流葉片尾部轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)速增大時(shí)θ1角度按照相關(guān)曲線增大，保證風(fēng)扇在所有狀態(tài)都能穩(wěn)定地工作。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)故障現(xiàn)象

某型機(jī)地面開車時(shí)，當(dāng)油門桿從慢車推至高壓轉(zhuǎn)子大轉(zhuǎn)速過程中，出現(xiàn)低壓導(dǎo)向器葉片轉(zhuǎn)角θ1擺動(dòng)量超標(biāo)，同時(shí)Sa占空系數(shù)也出現(xiàn)擺動(dòng)量異常。

2.1 進(jìn)行相關(guān)導(dǎo)線的測(cè)量檢查

根據(jù)上面原理介紹，進(jìn)行線路檢查，包括導(dǎo)通性和絕緣性檢查，并清洗相關(guān)插頭，無異常后進(jìn)行下面步驟。

2.2 判斷擺動(dòng)真假

進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)地面開車，確認(rèn)轉(zhuǎn)角θ1擺動(dòng)真假。該發(fā)動(dòng)機(jī)低壓導(dǎo)向器葉片轉(zhuǎn)角的測(cè)量有兩個(gè)傳感器，一個(gè)是位移傳感器，其信號(hào)進(jìn)入電子調(diào)節(jié)器并在數(shù)據(jù)采集器上指示為θ1，另一個(gè)同步傳感器感受葉片轉(zhuǎn)角信號(hào)后直接給到地面檢測(cè)車。如果地面檢測(cè)車葉片轉(zhuǎn)角指示器不擺，那么有可能發(fā)動(dòng)機(jī)并沒有出現(xiàn)真正的擺動(dòng)。從監(jiān)控軟件和地面檢測(cè)車顯示，可以判斷是沒有出現(xiàn)真實(shí)的擺動(dòng)。為了進(jìn)一步判斷故障點(diǎn)通過地面檢測(cè)車按動(dòng)Sa=0按鈕，斷開電子調(diào)節(jié)器導(dǎo)向器控制，由備份調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制風(fēng)扇導(dǎo)向器葉片轉(zhuǎn)角，看其是否擺動(dòng)。經(jīng)此次地面試車后，該故障查找范圍縮小至圖1虛線所框出的環(huán)節(jié)。

2.3 深入查找電子-機(jī)械液壓控制系統(tǒng)的故障環(huán)節(jié)

在圖1虛線所包含的路線中，產(chǎn)生故障的相關(guān)因素仍然很多，需要逐項(xiàng)排除。由于電子調(diào)節(jié)器拆卸簡(jiǎn)單，更換起來比較容易，因此首先更換電子調(diào)節(jié)器進(jìn)行試驗(yàn)，排故開車后θ1曲線仍然擺動(dòng)，由此排除電子調(diào)節(jié)器的故障。

2.4 確認(rèn)故障點(diǎn)

經(jīng)過多次判讀相關(guān)參數(shù)，確認(rèn)與低壓轉(zhuǎn)子傳感器、進(jìn)口溫度傳感器和電纜關(guān)系不大，最后果斷更換位移傳感器。換新品后重新開車驗(yàn)證故障排除。檢查拆下的傳感器安裝部位后，發(fā)現(xiàn)θ1位移傳感器有一針?biāo)蓜?dòng)，從而斷定該處損傷是造成θ1曲線的擺動(dòng)原因所在。

3 結(jié)語

通過對(duì)低壓風(fēng)扇導(dǎo)向器控制系統(tǒng)的控制的原理分析，明確故障發(fā)生是主控制系統(tǒng)的原因還是備用機(jī)械液壓控制系統(tǒng)的原因，在眾多的相關(guān)因素中確定故障所在的主線路，順著控制流程的思路尋找故障的細(xì)節(jié)，配合電氣系統(tǒng)的排查，找出故障點(diǎn)，避免反復(fù)不定多次重復(fù)換件，造成發(fā)動(dòng)機(jī)修理成本的增加，同時(shí)也影響正常使用。