WZ-8發動機放氣活門故障分析

袁彪 劉戀

摘要：航空發動機設計有防喘振裝置防止發動機喘振，WZ-8發動機采用放氣活門中間級放氣的方式解決喘振問題，放氣活門故障會導致發動機喘振裕度下降，可靠性降低， 影響飛行品質，甚至是影響飛行安全。通過對放氣活門故障原理的研究，分析產生的原因，結合歷史故障數據總結排故方法，能有效的避免重復故障的產生，優化預防性工作內容，縮短排故時間，提高機務維護質量。

Abstract： Aero-engine is designed with anti-surge device to prevent engine surge. WZ-8 engine adopts the way of exhaust valve intermediate stage to solve the surge problem. The bleed-valve device fault will lead to the decrease of surge margin and reliability of engine. Influencing flight quality even affect flight safety. Research on the fault principle of bleed-valve and analysis of the causes，combining historical fault date，and it is applied to the aircraft fault monitoring system. Effective avoidance of repeated failures. Optimizing the content of prevention work.shorten troubleshooting time. Improving maintenance quality.

關鍵詞：發動機喘振;故障;放氣活門

Key words： engine surge;fault;bleed-valve

中圖分類號：V263.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）11-0157-02

1? 故障現象

某部一架Z-X直升機在晝間簡單氣象飛行時，懸停檢查時發現左發動機Ng在92%時表顯放氣活門卡滯不關閉。由于該現象系偶發性，梳理其故障原因及排除方法，對于該型直升機的維護具有較大的參考價值。

2? 原理分析

放氣活門的作用，是在燃氣發生器轉速較低時放掉一部分軸流壓氣機出口的空氣（P1′），防止壓氣機喘振如圖1所示。同時也有利于起動時轉子加速。

壓氣機工作時P2/Po與G′（空氣流量）的關系如圖2所示，虛線所示為放氣活門關閉時情況，在Ng較低（P2/Po較?。r，壓氣機工作線離喘振線較近，因此容易進入喘振區。當放氣活門打開時，空氣流量G′增加，因而壓氣機工作線離喘振線較遠，喘振裕度較大，工作中就不會發生喘振。

放氣活門安裝在壓氣機機匣錐形段上方如圖3所示，放氣活門打開時，部分P1′空氣經活門排入外界大氣。

放氣活門開閉界限根據P2/Po值確定，與一定工作條件（大氣溫度、高度）下的Ng對應。

調定的P2/Po≈6.1。

地面標準大氣條件下，加速過程中，Ng≈92%時活門關閉;減速過程中，Ng≈91%時活門打開。

氣動式放氣活門原理如圖4所示。

氣動式放氣活門根據P2和Po空氣壓力自動控制活門的關閉和打開。

放氣活門內有感受P2和Po的膜盒組，膜盒內部作用著P2空氣壓力，膜盒外部作用著Po空氣壓力，當P2/Po上升到調定值時，膜盒因伸長而關小薄膜控制腔的泄漏口，控制腔（節流嘴B下游）壓力升高，薄膜左移關閉活塞腔（節流嘴A下游）的泄漏口，活塞腔內壓力升高，活塞克服彈簧力將活門關閉。

發動機減速過程中，當P2/Po下降到調定值時，膜盒收縮，薄膜右移，活塞腔內壓力降低，活塞在彈簧力作用下打開活門。

放氣活門上還設有一個微型開關，放氣活門打開時，微型開關接通，指示旗顯示，而當放氣活門關閉時，開關斷開，指示旗消失。

3? 排故過程

先對調左右發動機的放氣活門微動開關插頭（圖4 （F）/圖5），如果故障現象出現轉移，則可定位是微動開關到指示旗的這段線路和部件故障，通過懸停試飛故障現象依舊，排除航電原因，確認為機械原因導致。

用針筒對放氣活門活塞邊緣與導筒間注入23699號潤滑油進行潤滑，故障依舊，排除機械卡滯原因。

對調左右發的放氣活門主體，故障現象發生轉移，可以確認該發放氣活門主體或主體的機械部附件故障。

繼續分析工作原理，結合該直升機連續一周飛行是的野外起降科目，且駐地連續出現沙塵天氣，懷疑空氣濾（圖4（L））堵塞影響P2氣的通過，導致膜盒內壓力達不到要求，無法關閉泄露口導致放氣活門活塞無法克服彈簧力無法關閉放氣口。

取下故障放氣活門P2氣濾保護螺帽（圖6）取出氣濾（圖7）檢查并清洗，安裝時注意氣濾三角頭朝上圓頭在下（圖8），切勿裝反。懸停試飛，故障現象消失，故障排除。

4? 維護建議

渦軸8A發動機100小時定檢并無清洗放氣活門P2空氣濾的工作內容，根據工作經驗和這次故障分析，建議在發動機100小時定檢時增加清洗放氣活門氣濾的工作內容，且在沙塵等惡劣氣象條件下飛行和特殊飛行科目時應該適當縮短檢查和清洗氣濾的時間，建議50小時做一次特定檢查，根據氣濾的工況實施清洗。

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