某型渦軸發動機放油活門故障分析研究

鄧江

（中國南方航空工業（集團）有限公司，湖南株洲412002）

某型渦軸發動機放油活門故障分析研究

鄧江

（中國南方航空工業（集團）有限公司，湖南株洲412002）

某型渦軸發動機放油活門薄膜破裂會導致發動機起動時超溫或不正常停車。從理論上詳細分析放油活門故障產生的機理和故障的表現形式以及對發動機工作狀態的影響。

故障分析；放油活門；薄膜破裂；渦軸發動機

引言

某型渦軸發動機起動或停車過程中，產生了超溫、無法正常關車的情況，經檢查，故障直接定位于放油活門故障。

1　放油活門結構

某渦軸發動機的超轉放油活門（17）主要包括主油路的放油活門（19）、40%活門（29）和超轉電磁活門（18）。40%活門由薄膜7、活塞8、彈簧9和挺桿10組成［1-2］。其結構還有彈簧1、球活門2、球活門3、彈簧4、電磁活門5、雙層薄膜6、A室腔壓A、B室腔壓B等構成。因此，該放油活門實際上是一個活門組件，如圖1所示。

圖1　放油活門結構示意圖

2　放油活門工作原理

放油活門工作分以下兩個階段：

2.1發動機起動和正常工作狀態

發動機起動時，在增壓活門打開的同時（燃油壓力達到1.8 bar時），從燃調計量油針過來的燃油通過供油管流入主噴油系統（球活門3離開其密封座），噴油壓力作用于雙層薄膜6下方，使球活門2壓在其密封座上，放油路關閉而供油路打開。發動機起動后正常工作，放油活門一直維持這一狀態，其工作狀態原理如圖2所示。

2.2發動機正常停車

在發動機正常停車過程中，關閉燃油開關后，在剩余泵后壓力作用下，40%活門組件將球活門3壓在其密封座上，而球活門2離開其密封座，從而關閉供油路（球活門3切斷了供油管和噴油系統之間的通道），打開放油路（通過球活門2使噴油系統與放油路相通），在空氣作用下，放掉噴油路內的余油。發動機停車后，泵后壓力為零，球活門2在彈簧1的作用下上移，壓在其密封座上，放油路關閉而供油路打開。其放油活門工作狀態原理如圖3所示。

圖2　起動和正常時工作狀態圖

圖3　正常停車時工作狀態圖

3　40%活門薄膜破裂對發動機工作狀態影響分析

由于40%活門的薄膜工作在燃油泵后壓力的環境中，通常泵后壓力比較大（一般泵后壓力為3.5MPa），所以該處薄膜的拉升強度要求比較高（一般要求5MPa），同時，因為燃油的滲透性很強，故薄膜的密封性要求也比較高，不能有燃油滲漏。如果因為薄膜的拉升強度太小，40%活門工作一段時間，薄膜破裂，那么40%活門的薄膜上方未經燃調控制的泵后壓力油就會經過薄膜裂縫進到甩油盤，從而增加了發動機的供油量，增加的燃油流量又不受燃調計量油針的控制，致使發動機起動時溫度上升過快，不易控制溫度，甚至出現超溫，或者在發動機停車時，轉速和溫度不下降，發動機不停車。

因此，經過對40%活門薄膜檢查和分析，得出其破裂是導致該型渦軸發動機起動或停車過程中超溫和無法正常關車的直接原因。

4　結語

提高40%活門薄膜的拉伸強度和耐壓性，可降低放油活門的故障率，提高發動機可靠性。

［1］鄧海勇，姚靈革，施大明.某型渦軸發動機維護手冊［Z］.株洲:中國南方航空工業（集團）有限公司，2015.

［2］秦銀雷，齊永，香承虎.某型渦軸發動機起動超溫研究［G］.第二十八屆全國直升機年會論文，2012.

（編輯：王紅霖）

The Failure Analysis of Drain Valve of Some Type Turbo-Shaft Engine

Deng Jiang
（China National South Aviation IndustryLim ited Corporation，Zhuzhou Hunan 412002）

The diaphragm rupture of the drain valve of some type turbo-shaft enginemay cause abnormal operation of the engine，such as exceeding the gas temperature limitduring engine start，failing in engine shut-down.In this article we presentan analysis of the failure mechanism and the failure phenomena of the drain valve，and the influence on engine operation.

failure analysis；drainvalve；diaphragm rupture；turbo-shaftengine

V235.12

A

2095-0748（2016）17-0073-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.17.30

2016-07-22

鄧江（1986—），男，貴州晴隆人，本科，工程師，主要從事渦軸發動機使用維修技術研究。