直9系列直升機關泵停車故障分析

周軍 李維寶 郝鋼

摘要：針對直9系列直升機關泵停車故障，通過描述故障現象和調查故障發生時機，分析探討了故障產生原因，確定了故障的排除措施，得到幾點啟示，對外場排故有一定的借鑒作用。

關鍵詞：直9系列直升機;wz8發動機;停車

0引言

直9系列直升機是目前陸軍航空兵部隊的主戰機種之一，該系列直升機配裝wz8系列發動機。自交付使用以來，共發生16起關閉油箱增壓泵時發動機熄火停車故障，該故障嚴重危及飛行安全。故障發生后，多次組織攻關排查，直至2013年才徹底排除。

1故障現象

直9系列直升機在地面起動發動機時，接通油箱增壓泵1分鐘后，按起動按鈕起動發動機成功。按照飛行手冊的規定，此時需關斷增壓泵并檢查其工作是否良好，目的是確保直升機飛行過程中增壓泵工作正常。正常情況下，關閉增壓泵做檢查，發動機不會熄火停車。但實際在進行該項檢查時，多次出現發動機燃氣發生器轉速Ng、渦輪后燃氣溫度T4等參數的大幅波動，甚至熄火停車。

2故障排查

2.1故障調查

根據故障現象調查發現，本故障存在三個特點。一是發生時機，熄火停車的直升機一般都是新機的首次開車、直升機長期停放后第一次開車或直升機定檢后第一次開車;二是與直升機所處的環境沒有關系;三是故障發生后，故障不重現。

2.2故障分析

對與故障相關的因素進行排查分析。正常工作的發動機雖然發生熄火停車故障，但故障后發動機狀態良好，由此可以判定停車的原因有兩個方面，即富油熄火停車和貧油熄火停車。發動機空氣流道不會存在異常，空氣流量正常，那么導致問題發生的只能是發動機的燃油流量異常。由于在發動機燃油泵正常的情況下，燃油流量不會突然增加，那么只能是燃油流量突然減少導致的發動機貧油熄火停車，即燃油流量在油箱增壓泵關閉時出現了突然變小的情況。

再進一步分析，在發動機燃油泵和油箱增壓泵均正常的情況下，燃油流量突然變小，只能是直升機到發動機的油路出現了問題。最初，判斷出現故障的原因是燃油泄露導致，并且采取了防泄漏措施，加強了對燃油系統泄漏情況的檢查，但關泵停車問題仍時有發生。最后，通過進一步分析故障發生的特點和現象，發現燃油管路中存在未排盡的空氣，在進行關泵檢查工作時，發生了發動機燃油泵氣塞問題，導致進入發動機燃燒室的燃油流量突然減少。

發動機燃油泵氣塞必須具備兩個條件：一是管路里有氣體能隨燃油進入齒輪泵，二是齒輪泵出口存在燃油，將空氣封閉在齒輪泵中。發動機工作時齒輪泵存在燃油是不言而喻的。為查找燃油管路中的空氣，對發動機低壓燃油系統（見圖1）進行逐一排查，發現燃油壓力傳感器管道由于安裝位置末端上翹，使得管路內不僅存在空氣，而且在增壓泵工作1分鐘時不會被排出，但在發動機進行關泵停車動作時這部分空氣才可能進入發動機的燃油管路，從而進入發動機燃油泵，造成齒輪泵內氣塞，流量降低，從而導致發動機熄火停車。

根據發生故障的時機特點，判斷在故障發生時直升機燃油管路中沒有燃油，此時管道中的氣體壓力為當地氣壓，假定為1個大氣壓，管道容積為V;在接通增壓泵后，燃油將管道中的空氣壓縮后，氣壓為1.2個大氣壓，氣體容積為V1;在關閉增壓泵時，氣體壓力為0.8個大氣壓，容積為V2。根據氣體狀態方程，在溫度不變的情況下，PV=常數，結果是V2>V，即此時從測壓管中有一股空氣進入燃油管路。經計算，V2-V=3.5cm3，見圖2。故障發生后，管路中的空氣就被排出，這也是為什么只在三個特定時機出現發動機關泵停車故障，且故障發生后不會立即復現的原因。

2.3排故措施

上述分析表明，由于測壓管路的安裝角度問題，打開增壓泵后管路中的空氣是無法排出的。如果改變測壓管路的安裝角度，使管路末端不上翹，那么氣體就是可以排出的，也就不會發生關泵停車故障。因此，排故措施是將測壓管路的安裝角度控制在90°以內。

2.4故障排查驗證

理論分析，發動機停車的原因是燃油增壓泵關閉后形成氣塞，使得發動機工作異常，導致熄火停車。通過在試車臺和直升機上的排查驗證，確定了故障原因并驗證了改進措施。

3啟示

從16起直9系列直升機關泵停車故障的發生、調查、分析和驗證，得到以下幾點啟示。

1）異常現象必有對應的原因。

2）專業基礎對排除故障非常重要。

3）在問題未經再現情況下，不能輕易下結論。

4）不能就事論事，要善于發現規律（停放、定檢）。

5）高度重視油路，確保不積氣，包括燃油、滑油、液壓油。