某型发动机防喘故障分析

张香华 李中生 王立志

摘 要：某型航空发动机配装我国先进战机，该型发动机独有的防喘功能，使战机生存能力大大增强。本文以某型发动机防喘检查时出现的故障为出发点，通过研究防喘系统组成和原理，针对地面试车出现的故障，进行理论分析，确立故障发生的原因是副油燃油压力变化导致转速下降量发生变化。本文开展的研究，为航空发动机地面防喘检查，外场使用维护和故障排除提供了借鉴。

关键词：发动机；防喘；故障；分析

中图分类号：V263 文献标志码：A

1 故障现象

某型号发动机进行地面首次试车时，防喘功能检查，N1转速下降至68%，规定值为68%～74%，符合要求。试车中由于慢车状态副油路压力为1.58 MPa，不符合规定要求，地面试车操作人员调整主泵压力分布器活门调整螺钉，将慢车状态副油路压力调整为1.75MPa。

第二次地面试车时，防喘功能检查，N1转速下降至55%，不符合规定，将漏油节流嘴更换为1.8mm（节流嘴规格要求为1.8mm～2.5mm）， 防喘检查N1转速下降至60%，参数不合格。操作人员将副油压力由1.75MPa减小为1.68MPa。

第三次地面试车时，防喘功能检查，地面试车检查防喘功能，N1转速下降至70%，符合规定。

发动机参数试车合格后，正常情况下每次开车不会出现大的变化。该发动机通过调整燃油压力，导致不同次地面试车，转速出现很大的变化，在以往发生的试车中没有出现过，因此无经验可寻。

2 某型发动机防喘系统组成

某型发动机防喘系统组成，如图1所示。核心部分是数字式防喘控制器，它和飞机大气数据、武器管理系统、发动机电气系统、主泵调节器、放油电磁阀和进气道斜板控制器共同组成防喘系统。

3 防喘系统工作原理

某型发动机防喘控制系统用于飞机武器发射时，防止发动机喘振和停车，在全加力状态，通过降低主泵供油量及发动机副油路放油，使发动机转速转低，短时退出加力而提高发动机稳定工作裕度。防喘控制系统的执行机构由主泵调节器上的K活门和放油电磁开关共同组成，如图2所示。

当K活門工作时，将主泵中的供油斜盘角度减小，从而减小供油量。放油电磁开关的进口接发动机副油路，出口接发动机漏油盒。放油电磁开关工作时，会将发动机副油路中的燃油通过电磁开关RDK-34放出到漏油盒中，之后，高压压气机引气吹除漏油盒中废弃燃油至大气。

台架防喘系统调整，通过改变放油电磁开关出口的节流嘴大小改变放油量，节流嘴面积越小，副油路在单位时间内的漏油量也相应减小。

4 防喘系统故障分析

某型发动机发生防喘切油故障，均是N1转速值高于规定值，其原因是放油电磁开关工作异常，导致副油路燃油未能完全排出或部分排出，燃油下降量小于规定值，N1转速下降量亦未达标。

该发动机防喘切油故障，表现为N1转速低于规定值，可以理解为发动机防喘系统切油量大于设计指标，导致N1转速下降量过大。放油电磁开关是一个开、关电磁阀，没有流量调节功能，出现卡滞、异常情况等只能降低排油量，不会增加排油量，与故障现象不符，因此可以排除放油电磁开关对故障的影响。

为进一步确定切油量大的原因，将放油电磁开关短接，即发动机副油路不放油，单独由主泵切油，验证故障现象。试车进行防喘检查，N1转速下降至70%。由于前期没有相关数据积累，因此无法判定主泵降油量是否符合标准，但可以认定主泵不是切油量大的原因（如果主泵单独切油，N1转速下降至68%以下，则判定主泵是切油量大的原因），因此后续排故方案集中在如何降低副油路漏油量上。

该型发动机上安装的节流嘴为1.8mm，已经达到最小限度。考虑降低副油路的燃油压力来降低排油量，副油路压力调整是通过主泵上的压力分布器活门调整螺钉实现的，从调整前后的试车参数上看，慢车状态副油路压力由1.75MPa减小为1.68MPa，全加力状态副油路压力由3.84MPa减小为3.81MPa。副油路压力降低，副油路排油量减少，N1转速下降量相应减少。

从压力分布器的结构及功能上看，压力分布器是根据燃油压力的大小将燃油分配给燃烧室的主、副油路，调整螺钉在影响慢车状态副油路压力的同时还会影响最大状态下的副油路压力，但影响发动机总供油量，亦不会对发动机推力等性能指标产生影响。

结语

某型发动机台架试车进行防喘功能检查时，参数不符合规定，传统思维通过调整放油节流嘴进行调整，当调整手段无法解决时，需要根据发动机工作原理，重新制定排故措施，本文通过分析发动机副油路在防喘功能检查时的工作特点，采用调低慢车状态下的副油压力方式，使全加力工作时的副油压力降低。当防喘放油时，副油路放油量相对减少，N1转速下降量则提高。

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