某型机低压风扇导向器叶片转角摆动故障分析

韩晓辉+张毕+庞顺清

摘 要：通过某次典型的低压风扇导向器叶片转角摆动故障，分析了某型机电子-机械液压控制系统控制低压风扇导向器叶片的工作原理，找出了某型机低压风扇导向器叶片摆动的原因，为后续的发动机相关故障的排故提供了有益的经验参考。

关键词：风扇导向器；电子调节器；控制通道

中图分类号：V232.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）04-0086-01

某型机在使用中，出现多起低压风扇导向器叶片角度θ1摆动的故障，由于该故障涉及的影响因素较多，在故障分析时错综复杂难理思路。如果从导向器控制系统的原理分析，并结合故障的状态和形貌可以快速定位故障点，避免盲目的更换成附件或增加排故开车时间。

1 风扇进口导流叶片调节系统工作原理

为了保证发动机工作的安全，提高发动机的喘振裕度和空气流量，某型机风扇导向器叶片采用可变弯度的叶片，由控制系统根据发动机的工作状态改变进口导向器叶片尾部角度，即所谓的θ1可调。

风扇进口导向器叶片转角控制系统有两套系统，一套是主调节系统即电子-液压机械调节系统。另一套是备用控制系统完全采用机械液压控制。该备用系统在主控制系统的综合电子调节器出现故障的情况下，自动切换到备用的液压机械控制系统。

1.1 主调节系统

主调节系统是电子—液压机械调节系统。功用是电子调节器根据发动机低压转子换算转速的变化，调节风扇进口导流叶片转角，使风扇稳定工作，具体工作流程如图1所示。

电子调节器采集低压转子转速传感器和进口空气温度传感器的信号，转换成正比n1换算的电压，进入程序生成器中，同時位移传感器采集的低压转角信号进入调节器的程序生成器，产生失调信号，再经过脉冲调节器形成占空比信号Sa，作用在主泵调节器上的电磁活门上，形成主泵调节器中控制低压导向器转角的控制油压，使转角θ1按照θ1=f（n1np）控制规律转动。

发动机处于稳定工作状态时，脉冲占空系数Sa为50%，进口导流叶片转角与发动机工作状态处在适应的动态平衡位置。当推油门时风扇进口导流叶片朝增大发动机空气流量方向转动，生成的Sa小于50%的信号，随着转速不断增大，Sa根据相关换算逐渐增大，趋向50%，最后达到新的动态平衡。

1.2 备用调节系统

风扇进口导流叶片液压机械调节系统，它是按照θ1=f（n2np）调节规律进行控制的。该调节系统采用开环调节原理，功用是根据高压压气机转子的换算转速，调节风扇进口导流叶片尾部转角，转速增大时θ1角度按照相关曲线增大，保证风扇在所有状态都能稳定地工作。

2 发动机故障现象

某型机地面开车时，当油门杆从慢车推至高压转子大转速过程中，出现低压导向器叶片转角θ1摆动量超标，同时Sa占空系数也出现摆动量异常。

2.1 进行相关导线的测量检查

根据上面原理介绍，进行线路检查，包括导通性和绝缘性检查，并清洗相关插头，无异常后进行下面步骤。

2.2 判断摆动真假

进行发动机地面开车，确认转角θ1摆动真假。该发动机低压导向器叶片转角的测量有两个传感器，一个是位移传感器，其信号进入电子调节器并在数据采集器上指示为θ1，另一个同步传感器感受叶片转角信号后直接给到地面检测车。如果地面检测车叶片转角指示器不摆，那么有可能发动机并没有出现真正的摆动。从监控软件和地面检测车显示，可以判断是没有出现真实的摆动。为了进一步判断故障点通过地面检测车按动Sa=0按钮，断开电子调节器导向器控制，由备份调节系统控制风扇导向器叶片转角，看其是否摆动。经此次地面试车后，该故障查找范围缩小至图1虚线所框出的环节。

2.3 深入查找电子-机械液压控制系统的故障环节

在图1虚线所包含的路线中，产生故障的相关因素仍然很多，需要逐项排除。由于电子调节器拆卸简单，更换起来比较容易，因此首先更换电子调节器进行试验，排故开车后θ1曲线仍然摆动，由此排除电子调节器的故障。

2.4 确认故障点

经过多次判读相关参数，确认与低压转子传感器、进口温度传感器和电缆关系不大，最后果断更换位移传感器。换新品后重新开车验证故障排除。检查拆下的传感器安装部位后，发现θ1位移传感器有一针松动，从而断定该处损伤是造成θ1曲线的摆动原因所在。

3 结语

通过对低压风扇导向器控制系统的控制的原理分析，明确故障发生是主控制系统的原因还是备用机械液压控制系统的原因，在众多的相关因素中确定故障所在的主线路，顺着控制流程的思路寻找故障的细节，配合电气系统的排查，找出故障点，避免反复不定多次重复换件，造成发动机修理成本的增加，同时也影响正常使用。