45某型涡轴发动机起动超温研究-秦银雷(4)

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1、第二十八届（2012）全国直升机年会论文某型涡轴发动机起动超温研究秦银雷I齐永$香承虎3（1•陆军航空兵学院直升机机械工程系，北京，101123；2.陆军航空兵学院直升机机械工程系学员6队，北京,101123：3.武警新疆总队直升机大队机务中队,乌鲁木齐,830017）摘要：涡轴发动机的起动性能直接彩响着直升机的飞行安全。在发动机地面试车或空中起动时，时常出现T4超温现彖，轻则屮止起动，匝则损坏装备或导致飞行事故。木文针对某型涡轴发动机起动过程的超温现彖，分析了几种町能导致起动超温的原因，并捉出了针对起动超温的维护及排故建议。关键词：涡轴发动机；起动性能；超温1引言涡

2、轴发动机的起动性能直接影响着发动机的总体性能和直升机的飞行安全。发动机起动过程要求，在不喘振和不超温的前提卞，在尽可能短的时间内安全可靠地起动⑴。然而在直升机地而试车或空屮起动时，时常出现燃气涡轮后T4温度超温现象，轻则被迫屮止起动，重则造成涡轮叶片烧坏，严重损坏装备或导致飞行事故。木文针对某型涡轴发动机起动过程的超温现象，分析了儿种可能导致起动超温的原因，并提出了针对起动超温的维护及排除建议。2起动超温分析发动机起动超温的主要原因就是起动过程屮燃烧室供汕最过人或者供汕压力过人，造成燃烧室内燃气温度迅速上升，超过限制值。高温高压燃气在经过燃气涡轮时，对燃气涡轮叶轮做功

3、，燃气一部分动能和焰转换成燃气涡轮的机械功。但由于燃气温度过高，燃气焙虽然降低，仍然具有很高的温度，造成T4超过限制值叫2.1超转放油活门故障2.1.1组成及工作状态超转放汕活门组件主要由电磁活门、增压活门和40%活门组成，如图1所示。其主要功用有：发动机正常工作时，超转放油活门向甩油盘供给一定的高压燃油；在停车过程中，当发动机转速（Ng）小于40%以后，排出甩油盘及喷油路系统内的余油；当自由涡轮超转时，迅速切断供油路，使发动机停车。图1超转放汕活门起动发动机时，燃油达到一定压力后，顶开增压活门，并分为两路，一路到球形活门油腔，一路通过内部油道经节流嘴达到薄膜下腔，在

4、油压作用下顶起薄膜，联动活门上移，使下球形活门压在活门座上，关闭放油路；同时上球形活门离开活门座，接通通往电油盘的供油路，向燃烧室供油。进油活门打开，放油活门关闭，燃油经电油盘甩入燃烧索进行燃烧。在发动机停车过程中，关闭燃汕主开关后，当Ng<40%后，在剩余泵压的作用下，40%活门的薄膜向下弯也联动活门下移，关闭进汕活门使发动机停车。同时打开放汕路，甩汕盘的汕放出。发动机停车后，系统内汕压消失，弹簧推动联动活门上移，乂回到供油位置，等待下次起动状态。2.1.2故障现象以上所述的是超转放油活门正常工作的状态，当超转放油活门故障时就可能会导致发动机T4超温。例如陆航某部一

5、架直9直升机正常悬停试飞，直升机落地发动机关车后，待发动机余温降到140°C后第二次起动，发现T4温度上升较快，迅速将油门杆后拉，起动失败。关车后冷吹发动机至余温120°C后笫三次起动，点火正常。发动机T4温度上升至400°C时略收油门，T4温度继续上升，再收油门，感觉控制闲难。当T4温度接近785°C时迅速回拉油门杆，此时T4温度继续上升至900°C直至温度指示最大处，并在此停留约3、4秒。最后将油门杆于后位使劲摇动，T4下降，发动机停车。2.1.3故障原因分析对发动机木体及燃汕附件进行了检杳，发现超转放汕活门上40%活门的薄膜破裂，导致发动机T4超温。40%活门作

6、用是感受燃油泵压力，在发动机停车过程中，当Ng转速降到40%时，切断发动机的供油，并放掉喷射油道中的燃油。由于40%活门上的薄膜破裂，燃油通过薄膜裂口进入超转放油活门薄膜下方，将两个球形活门向上顶，进油球形活门不能关闭，因此燃油不受燃调计量油针控制继续进入甩油盘，增加了发动机供油量，导致T4温度继续上升。2.2压气机喘振喘振是气流沿压气机轴线方向发牛•的低频率高振幅的一种振荡现象，对发动机的工作有着严重的威胁。引起压气机喘振的原因有很多，但根本在于叶片通道的扩压性。当压气机工作时，空气压力沿流动方向逐渐增大，存在反压差，若气流方向乂偏离设计状态，就会造成气流叶背分离。

7、发生喘振时，进气量不足，造成富油燃烧，易发生超温2】。压气机防喘的措施主要有中间级放气、旋转静止叶片和双转子压气机。该型发动机采用的是中间级放气方式，在燃气发牛器转速较低时，通过放气活门放掉一部分轴流压气机出口的空气（P1）防止压气机喘振。放气活门安装在压气机机匣锥形段上方，主要有空气引出管1、通过节气门2、传动系统3、控制系统4、微型开关5和接头6组成，如图2所示。放气活门根据P2和P0空气压力自动控制活门的关闭和打开。放气活门控制部分有感受P2和P0的膜盒组，膜盒内部作用着P2空气压力，膜盒外部作用着P0空气压力。在发动机加速过程中，当P2/P0