某型发动机应急放油故障判断

杨俊

摘要：本文从发动机应急放油控制机理出发，通过对发动机应急放油状态的控制逻辑和工作原理进行分析，对造成发动机应急放油不成功的相关因素行了分类，最终确定了应急放油附件两个电磁铁故障的故障表现模式和故障定位方式，经外场实践验证，方法简单可行。

关键词：发动机;应急放油附件;控制逻辑;故障

1 引言

发动机应急放油功能是加力式涡扇发动机的重要组成部分，用于发动机应急状态放掉飞机油箱富余燃油以确保飞机应急着陆的安全。

本文从发动机应急放油控制机理出发，通过对发动机应急放油状态的控制逻辑和工作原理进行分析，对造成发动机应急放油不成功的相关因素行了分类，最终确定了两个电磁铁故障的故障表现模式和故障定位方式，经外场实践验证，方法简单可行。

2.问题提出

我厂研制的某型应急放油附件在配装发动机过程中发生的主要故障是应急放油不成功，主要表现为产品配装发动机使用时飞机下达应急放油指令后发动机未正常进行放油或放油异常（发动机放出一小股油后中断放油）两种现象。

由于目前外场条件有限，无相关设备可以对产品状态进行检测，外场排故时均是采取逐步排除电缆、电磁铁、更换相关产品的方式，排故工作量大、成本较高，本文立足于在外场有限条件下准确快速判断我厂产品工作状态，为主机排故提供技术支持，进而提高排故效率，简化排故工作流程。

3 机理分析

3.1 发动机放油技术条件

某型发动机技术条件规定：发动机正常放油应具备的条件如下：

1.发动机工作在非加力状态;

2.发动机高压涡轮转速N2≥55%;

3.飞机燃油箱剩余燃油量大于1500升;

4.应急放油附件两个电磁活门均正常工作;

3.2工作原理

应急放油附件主要由放油活门组件、放油/进油电磁铁、断油活门组件、进油活门组成。

在飞机座舱应急放油开关关闭状态下，应急放油附件未接通时，进油、放油电磁活门不通电，进油电磁活门关闭分油活门下腔回油路，分油活门下腔为密闭腔（燃油不可压缩），活门在下腔弹簧力作用下处于上极限位置，切断断油活门上腔回油路和高压油通往加力燃油泵进口活门的燃油通路，加力泵进口活门处于关闭位置，进入加力泵的燃油流量较小，经加力泵增压后的燃油流量和压力均较小，仅用于燃油填充和系统散热;同时，放油电磁活门未通电处于关闭位置，进油活门上腔为密闭腔，放油活门处于下极限关闭位置;加力泵来油与应急放油附件通往加力燃烧室的燃油通道被切断。

当飞机座舱打开应急放油开关，进油电磁活门通电打开，分油活门下腔燃油通道打开，分油活门在上腔加力泵填充燃油作用下克服下腔弹簧弹力下移，应急放油附件进口高压油（加力泵出口燃油）与通往加力燃油泵进口活门通路沟通，加力泵出口高压燃油经分油活门通往加力泵打开加力泵进口活门，同时断油活门上腔燃油与回油通道沟通，断油活门上腔燃油经分油活门向低压系统放油;放油电磁活门通电，进油活门上腔回油通道打开，进油活门在加力泵出口燃油压力作用下克服上腔弹簧弹力上移打开，加力泵出口来油经放油活门、断油活门通往加力燃烧室放出。

3.3方案设计

根据原理分析可知，发动机非加力状态时，应急放油附件进油电磁铁控制加力泵出口燃油通道关闭和开启，控制应急放油附件进口来油的正常供给;放油电磁活门控制应急放油附件出口放油通道的关闭和开启，控制应急放油附件进口来油的关断。由于加力泵来油进入应急放油附件后仅有放油出口D一个放油通道，根据燃油流量守恒、负载决定压力的原则，可以通过判断加力泵出口（应急放油附件进口）燃油压力的变化来判定放油电磁铁和进油电磁铁通道的工作情况。

放油电磁铁和进油电磁铁通道均由一个电磁活门和一个控制活门组成，在排除活门卡滞这种硬故障外，就只有电磁活门异常工作一种情况，电磁活门异常工作主要由电磁阀异常和供电异常两种情况组成，判断出那一路通道异常即可通过简单通断电缆、调换插头及测量电缆电阻等方式准确定位故障。而对于时通时不通、短暂放油后切断的情况更可一次性排除应急放油附件的情况。

如图2，在应急放油附件进口C（加力泵出口）与加力泵出口之间的管路上接燃油压力测量表（外场具备）。

1.进口电磁活门工作正常、出口电磁活门工作正常;

加力泵进口活门正常打开，加力泵出口燃油压力迅速增加;由于出口活门正常打开，燃油经放油活门、断油活门放出，P值压力升高至一定压力后稳定;根据实测压力;未接通前，测量P稳定在2.5MPa左右，接通后，测量P稳定在2.5MPa左右。

2.进口电磁活门工作正常、出口电磁活门工作不正常;

加力泵进口活门正常打开，加力泵出口燃油压力迅速增加;由于出口活门关闭，出口燃油通道关闭，P值压力迅速升高。根据实测压力;未接通前，测量P稳定在2.5MPa左右，接通后，测量P值压力迅速升高。

3.进口电磁活门工作不正常、出口电磁活门工作正常;

加力泵进口活门关闭，未通电时加力泵出口燃油压力为加力泵正常出口压力2.5MPa;当飞机座舱通电，随着出口打开，该压力会表现出先降低后恢复再降的周期性变化，这主要是由于当放油活门打开，燃油打开断油活门排出后，压力降低，当降低到低于放油活门开启压力时，断油活门会切断燃油通道。

4.进口电磁活门工作不正常、出口电磁活门工作不正常;

加力泵进口活门关闭，加力泵出口燃油压力为加力泵正常出口压力;由于出口活门关闭，随着飞机座舱通电，该压力稳定在2.5MPa。

根据上述情况判断出放油通道或进油通道工作情况后，通过测量电磁铁电阻或串接进油电磁铁和出口电磁铁插头的方式即可

进油通道异常，放油通道正常：

调换插头，如进油通道正常，则应急放油附件进油电磁阀前端电缆及设备故障，发动机排故;调换插头，如进油通道仍然异常，应急放油附件进油电磁铁异常或进油活门卡滞，应急放油附件排故;

进油通道正常，放油通道异常：

调换插头，如放油通道正常，则应急放油附件放油电缆及前端设备故障，发动机排故;调换插头，如放油仍然异常，应急放油附件放油电磁铁异常或进油活门卡滞，应急放油附件排故;

进油通道异常，放油通道异常：

首先拆除应急放油附件插头，开车测量发动机给电。

5 结论

通过本文的研究，在外场有限条件下，通过一块压力表测量加力泵出口燃油压力可知道应急放油附件进油通道和放油通道工作情况，通过实测压力的动态数据可以判断发动机综合调节器供电或应急放油附件通道的实时工作狀态，结合故障现象可快速判断应急方放油附件的工作状态并为发动机排故提供参考，尤其对于间隙性、偶发性等发动机不稳定放油故障，具备快速判断、定位作用，大大简化外场排故的效率。

参考文献

[1] 李志广.航空发动机设计手册.航空工业出版社.2002

[2] 罗扬信.张加桢.航空喷气发动机自动控制设计手册.国防工业出版社.1982

[3] 谢寿生.XX-31X加力涡扇发动机.空军工程大学工程学院.2002