某渦扇發動機起動負油壓差問題淺析

■ 駱正軍 羅文歡 謝革新/成都航利（集團）實業有限公司

1 故障現象

某飛機地面試車時，檢查發現其渦扇發動機起動油壓差△PТКС為負值，正常標準為0～1.5kgf/cm2。

2 檢查情況

2.1 試車檢查

發動機裝至上次修理進行檢驗試車的試車臺上，選擇流量為461kg/h的當量噴嘴（標準為（470±10）kg/h），按 要 求 測 量 壓 力P主調后、PТКОЛ和PТД105А。

1）入廠狀態測量。不調整發動機起動油壓，2次測量P主調后、PТКОЛ、PТД105А，△PТКС分別為0.12kgf/cm2、0.26kgf/cm2，均為正值。

2）調整起動油壓至中限測量。調整P38，順擰1/8圈，2次測量P主調后、PТКОЛ、PТД105А， △PТКС分 別 為0.2kgf/cm2、0.05kgf/cm2，均為正值。

3）調整起動油壓至上限測量。調整P38，順擰1/8圈，2次測量P主調后、PТКОЛ、PТД105А，△PТКС分別為0.31kgf/cm2、0.24kgf/cm2，均為正值。

4）測量過程中，檢查主燃油分配器至燃油總管進口導管之間的密封情況良好。

2.2 分解檢查

1）燃燒室單元體檢查。對裝配在燃燒室機匣上的燃油總管進行密封試驗，未見泄漏，如圖1所示。檢查燃燒室機匣、火焰筒、空氣-空氣熱交換器組件、燃油總管等，未見燒蝕等異常情況。

圖1 裝配在燃燒室機匣上的燃油總管密封試驗

2）燃油總管檢查。對燃油總管進行外觀檢查和密封試驗，無泄漏，如圖2所示。檢查燃油總管流量合格，與出廠流量相比無明顯變化。

圖2 燃油總管單獨密封試驗

3）檢查Ⅱ級噴口、Ⅰ、Ⅱ級旋流器，無裂紋，如圖3所示。

圖3 Ⅱ級噴口、Ⅰ、Ⅱ級旋流器

4）檢查主燃油分配器至燃油總管進口之間導管的錐面，無損傷。

5）復查發動機上次修理記錄，試車副油路油壓差、燃油總管修理、主燃燒室裝配等均符合要求。

3 機理分析

3.1 起動副油路油壓差測量原理及作用

測量對比起動副油路壓差的目的是檢查燃油總管和燃油噴嘴有無異常堵塞和泄漏，公式為△PТКС=（PТКОЛPТД105А）。當起動副油路壓差超過標準上限時，可能存在噴嘴積炭堵塞情況；當起動油壓差為負值時，燃油總管、噴嘴等可能存在泄漏情況。從發動機結構原理分析，燃油從主泵調節器供出后，流經燃油滑油熱交換器，在主燃油分配器進行流量分配，最終進入帶噴嘴的燃油總管，在燃燒室進行霧化燃燒，如圖4所示。當主燃油分配器后燃油壓力一定時，噴嘴前壓力主要受燃油總管、噴嘴密封性及噴嘴堵塞情況影響。

圖4 供油路線圖（局部）

3.2 影響因素分析

根據工作原理，起動油壓差為負值的影響因素可能與燃油泄漏、起動油壓和測壓系統相關。

1）燃油泄漏：當測壓點到燃油噴嘴之間有泄漏時，會導致不裝當量噴嘴時PТКОЛ壓力值偏小，起動油壓差為負。

2）起動油壓：不同起動油壓下流量不同，壓力損失不同，可能導致起動油壓差有差異。

3）測壓系統：

a.當量噴嘴。由于當量噴嘴的流量范圍為（470±10）kg/h，當選用流量不同的當量噴嘴進行測量時，測得的PТД105А壓力會不同，有可能導致起動油壓差為負。

b.排油導管。當量噴嘴后使用不同材質、長度、規格的排油導管，均對排油阻力有影響，測得的PТД105А壓力會不同，有可能導致起動油壓差為負。

3.3 故障原因分析

該發動機經臺架試車檢查，起動油壓在上、中、下限各測量2次起動油壓差，均為正值，分解檢查確認燃油總管、噴嘴未見泄漏，可排除因發動機起動油壓和燃油泄漏導致起動油壓差為負的可能。

廠內試車檢查起動油壓差為正，故障未復現，外場測量起動油壓差為負可能與內外場測壓系統存在差異有關。

4 解決驗證

為檢驗起動油壓差為負的影響因素，按表1進行了調整，成功處置了該現象。

從表1可看出，外場測量起動油壓差為負與起動油壓、內外場測壓系統差異，特別是排油導管變形節流有關。

表1 起動油壓測量調整情況（單位kgf/cm2）

5 排查流程

針對上述情況，制定排故檢查流程：

1）首先孔探檢查燃油總管及管路是否有裂紋、泄漏等故障，如有裂紋、泄漏，需按規定處理發動機；

2）如果沒有發現裂紋、泄漏等故障，則在允許范圍內調整P38調整釘，通過調整發動機起動油壓來檢查起動油壓差；

3）如果執行了上述兩項檢查與調整后起動油壓差仍為負值，則在部隊更換合格的當量噴嘴進行對比試驗；

4）更換為工廠的壓力表、壓力表測量管和排油導管，進行對比測量。

通過逐項排查，一般可以排除起動油壓差為負的現象，同時需根據測壓對比情況，盡量統一內外場測壓的方法和手段。

6 結論

1）本文的排故方法對其他相關液壓測量問題也有借鑒意義，應從多方面進行分析判斷，特別是測壓系統背壓的影響，開展不同狀態的對比試驗，利用試驗數據分析判斷排故的方法和措施。

2）發動機外場起動油壓差為負時，首先需排除發動機燃油總管和噴嘴泄漏的可能，也要考慮起動油壓差為負與內外場測壓系統差異有關（當量噴嘴、壓力表是否檢定合格），尤其是與排油導管變形節流相關。

3）建議外場定期校驗當量噴嘴，校驗標準為：當噴嘴前壓力為1.32MPa時，噴嘴流量應為（470±10）kg/h。