某型發動機防喘故障分析

張香華 李中生 王立志

摘 要：某型航空發動機配裝我國先進戰機，該型發動機獨有的防喘功能，使戰機生存能力大大增強。本文以某型發動機防喘檢查時出現的故障為出發點，通過研究防喘系統組成和原理，針對地面試車出現的故障，進行理論分析，確立故障發生的原因是副油燃油壓力變化導致轉速下降量發生變化。本文開展的研究，為航空發動機地面防喘檢查，外場使用維護和故障排除提供了借鑒。

關鍵詞：發動機；防喘；故障；分析

中圖分類號：V263 文獻標志碼：A

1 故障現象

某型號發動機進行地面首次試車時，防喘功能檢查，N1轉速下降至68%，規定值為68%～74%，符合要求。試車中由于慢車狀態副油路壓力為1.58 MPa，不符合規定要求，地面試車操作人員調整主泵壓力分布器活門調整螺釘，將慢車狀態副油路壓力調整為1.75MPa。

第二次地面試車時，防喘功能檢查，N1轉速下降至55%，不符合規定，將漏油節流嘴更換為1.8mm（節流嘴規格要求為1.8mm～2.5mm）， 防喘檢查N1轉速下降至60%，參數不合格。操作人員將副油壓力由1.75MPa減小為1.68MPa。

第三次地面試車時，防喘功能檢查，地面試車檢查防喘功能，N1轉速下降至70%，符合規定。

發動機參數試車合格后，正常情況下每次開車不會出現大的變化。該發動機通過調整燃油壓力，導致不同次地面試車，轉速出現很大的變化，在以往發生的試車中沒有出現過，因此無經驗可尋。

2 某型發動機防喘系統組成

某型發動機防喘系統組成，如圖1所示。核心部分是數字式防喘控制器，它和飛機大氣數據、武器管理系統、發動機電氣系統、主泵調節器、放油電磁閥和進氣道斜板控制器共同組成防喘系統。

3 防喘系統工作原理

某型發動機防喘控制系統用于飛機武器發射時，防止發動機喘振和停車，在全加力狀態，通過降低主泵供油量及發動機副油路放油，使發動機轉速轉低，短時退出加力而提高發動機穩定工作裕度。防喘控制系統的執行機構由主泵調節器上的K活門和放油電磁開關共同組成，如圖2所示。

當K活門工作時，將主泵中的供油斜盤角度減小，從而減小供油量。放油電磁開關的進口接發動機副油路，出口接發動機漏油盒。放油電磁開關工作時，會將發動機副油路中的燃油通過電磁開關RDK-34放出到漏油盒中，之后，高壓壓氣機引氣吹除漏油盒中廢棄燃油至大氣。

臺架防喘系統調整，通過改變放油電磁開關出口的節流嘴大小改變放油量，節流嘴面積越小，副油路在單位時間內的漏油量也相應減小。

4 防喘系統故障分析

某型發動機發生防喘切油故障，均是N1轉速值高于規定值，其原因是放油電磁開關工作異常，導致副油路燃油未能完全排出或部分排出，燃油下降量小于規定值，N1轉速下降量亦未達標。

該發動機防喘切油故障，表現為N1轉速低于規定值，可以理解為發動機防喘系統切油量大于設計指標，導致N1轉速下降量過大。放油電磁開關是一個開、關電磁閥，沒有流量調節功能，出現卡滯、異常情況等只能降低排油量，不會增加排油量，與故障現象不符，因此可以排除放油電磁開關對故障的影響。

為進一步確定切油量大的原因，將放油電磁開關短接，即發動機副油路不放油，單獨由主泵切油，驗證故障現象。試車進行防喘檢查，N1轉速下降至70%。由于前期沒有相關數據積累，因此無法判定主泵降油量是否符合標準，但可以認定主泵不是切油量大的原因（如果主泵單獨切油，N1轉速下降至68%以下，則判定主泵是切油量大的原因），因此后續排故方案集中在如何降低副油路漏油量上。

該型發動機上安裝的節流嘴為1.8mm，已經達到最小限度。考慮降低副油路的燃油壓力來降低排油量，副油路壓力調整是通過主泵上的壓力分布器活門調整螺釘實現的，從調整前后的試車參數上看，慢車狀態副油路壓力由1.75MPa減小為1.68MPa，全加力狀態副油路壓力由3.84MPa減小為3.81MPa。副油路壓力降低，副油路排油量減少，N1轉速下降量相應減少。

從壓力分布器的結構及功能上看，壓力分布器是根據燃油壓力的大小將燃油分配給燃燒室的主、副油路，調整螺釘在影響慢車狀態副油路壓力的同時還會影響最大狀態下的副油路壓力，但影響發動機總供油量，亦不會對發動機推力等性能指標產生影響。

結語

某型發動機臺架試車進行防喘功能檢查時，參數不符合規定，傳統思維通過調整放油節流嘴進行調整，當調整手段無法解決時，需要根據發動機工作原理，重新制定排故措施，本文通過分析發動機副油路在防喘功能檢查時的工作特點，采用調低慢車狀態下的副油壓力方式，使全加力工作時的副油壓力降低。當防喘放油時，副油路放油量相對減少，N1轉速下降量則提高。

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