11-一起米-17直升机发动机转速摆动故障的分析与排除(刘昌雄).doc

第二十四届（2008）全国直升机年会论文一起米-17直升机发动机转速摆动故障的分析与排除刘昌雄 阎超 吕辉 赵福涛 白江坡（中国人民解放军61330部队）摘要： 本文针对一起发动机转速摆动故障进行了分析、判断，找出了故障原因并进行了排故，总结了常见的引起此类故障的原因，其方法对米17直升机使用维护过程中遇到类似故障的排除提供了有益参考。1. 引言直升机发动机转速指针摆动是发动机调试时的常见故障。该故障的原因主要涉及“气”、“油”和“设备”三个方面。本文针对一起发动机转速摆动故障，通过分析故障机理，查找故障原因并给出了排故方法。文章最后总结了六起常见的引起发动机转速摆动故障的原因及相应的排故方法，为今后发动机调试过程中遇到类似故障的排除提供了有益参考。2. 故障现象陆航团某架米-17直升机大修后进行双发试车调试。发现在提放 “桨距-油门”杆过程中，发动机转速指针摆动现象频繁，转速指针最后稳定的时间长于正常时间。按照常规排故方法我们进行了以下工作：a.设备检查 仔细检查了发动机转速表和发动机转速传感器，没有发现异常。b.燃油调节 通过调节双发3号、4号调油螺钉调节发动机供油量，故障仍未解决。c.进气调节 通过L2拉杆调节发动机进气量，故障得不到改善，甚至还会出现发动机功率协调器失调的结果。断开功率协调器开车，发现上提“桨距-油门”杆时，右发转速上升比左发慢。下放“桨距-油门”杆时，右发转速下降也比左发慢，右发表现出较差的加速性和跟随性。3. 故障分析分析初步判定由于两台发动机加速性不一致而导致了发动机转速摆动。影响发动机加速性主要有两个部件：发动机自动加速调节器和减压器空气滤。3.1 自动加速调节器自动加速调节器的用途是调节起动和加速过渡状态的耗油量，从而保证发动机加速。它利用压气机后面气压的调节变化，以及自动加速调节器油针上燃油压差的变化来调节发动机的耗油量。图1是自动加速调节器调节油针结构图。发动机起动初期，压气机后面压力空气经过调节后进入空气膜盒(5)内，随着供给空气膜盒(5)腔的压气机后面气压调节压力的增大，空气膜盒(5)膨胀并使摇臂(18)反时针转动。摇臂(18)关小燃油活门(17)，这样“”腔内的燃油压力便上升。弹簧(10)的力和上升的燃油压力一起克服从右边作用在随动活塞(7)上的压气机操纵燃油压力并将分流活门(13)向右移动增大耗油量。当分流活门(13)向右移动时弹簧(19)力增大，摇臂(18)顺时针转动，通过燃油活门(17)开大放油孔，从而又导致分流活门(13)向增大调节截面方向移动的速度减慢。当压气机后面气压的调节压力减小时，整个过程相反。自动加速调节器对发动机加速性的调节依赖于进入自动加速调节器的“压气机后面气压的变化”以及“自动加速调节器油针上燃油压差”。实际排故中,通过调整螺钉(21)调节燃油压力并没有改善发动机加速性，所以分析调节进入自动加速调节器的“压气机后面气压的变化”来改变发动机加速性。进入自动加速调节器的气压与减压器空气滤相关。1.膜盒壳体 2.真空膜盒 3.摇臂轴 4.进气嘴 5.空气膜盒6.限动圈 7.随动活塞8.最小耗油量调整螺钉 9.异径接头10.弹簧11.衬筒12.阻尼器13.分流活门 14.燃油泵调节器壳体15.垫子16.盖子17.燃油活门18.摇臂19.弹簧 20.弹簧 21.调整螺钉 22.异径接头图1 带最大耗油量的自动加速调节器调节油针3.2 减压器空气滤减压器空气滤结构如图2所示。减压器空气滤的用途是将从发动机压气机后面抽出的空气滤净并减压供给自动加速调节器的空气腔。减压器空气滤干净与否以及可调放气嘴(5)孔径大小都对供给自动加速调节器的气压有直接影响,因此也影响发动机加速性。实际工作中，检查了减压器滤，减压器滤干净无杂物。只有通过改变可调放气嘴(5)孔径大小来调节进入自动加速调节器内的空气压力。4. 故障排除综上可知，进入自动加速器空气膜盒(5)腔的空气压力值变化速度，直接影响了分流活门(13)的移动速度以及燃油活门(17)的放油速度。发动机起动加速过程中，发动机转速逐渐增大，压气机转速增加，压气机后的空气压力增强，压气机后引出的空气要经过可调放气嘴进入空气膜盒(5)腔内，可调放气嘴孔径越大，向外界排放的空气越快越多，进入空气膜盒(5)腔的空气也就越慢越少，导致空气压力值变化的速度越慢，分流活门的移动速度也越慢，最终表现为发动机加速时间增加，加速性降低。可调放气嘴孔径减小的情况刚好相反。所以为了增加右发动机的加速性，就应该减小右发可调放气嘴的孔径，或者通过增加左发的可调放气嘴的孔径，降低左发加速性来匹配右发。1.滤网 2.气滤骨架 3.壳体4.接头 5.自动加速调节器可调放气嘴6.转接头 7.接头 8.减压器9.自动加速调节器进气嘴(恒定气嘴)图2 带减压器的空气滤改变减压器空气滤的可调放气嘴孔径可以调节发动机加速性，可调放气嘴孔径增大，加速时间增加，加速性减小，可调放气嘴孔径减小，加速时间减少，加速性增大。最后在排故过程中，减小右发可调放气嘴孔径，由1.75毫米调整为1.7毫米，重新检查开车，右发加速性得到加强，双发转速加速性基本达到一致，转速指针很快稳定，故障现象消除。需要注意的是：按照直升机维护规程要求，每次更换可调放气嘴与原来的直径差不应超过0.05毫米。按照规定可以安装1.41.9毫米孔径的放气嘴，但在工厂原装放气嘴的基础上，其孔径的增大量不超过0.15毫米，其减少量不超过0.25毫米。5. 结束语发动机转速摆动是一个多因素影响的故障。遇到问题时我们可以从“气”、“油”和“设备”三方面来查找故障原因，实践中可以参考以下几个方面：(1) 设备故障：如发动机转速表故障、转速传感器故障等，可以通过换件方法进行排故。(2) 功率协调器故障：如功率协调器连接管路漏气影响双发气压调节稳定引起故障，可通过检查功率协调器管路气密性加以排除。(3) 发动机压气机前四级可转叶片或进气道叶片故障：由于生锈等卡滞使发动机压气机或进气道叶片转动不灵活，造成发动机供气不稳定而引起故障。可通过给叶片转轴润滑，减小或消除叶片转动卡滞来排除故障。(4) 发动机有虚功率：所谓虚功率，就是指某台发动机功率没有达到额定值，其功率低于另一台。在双发试车过程中，由于虚功率的存在，功率协调器为了调节双发匹配，会一直不停的进行工作，造成发动机转速摆动。出现此类故障时，必须断开功率协调器，单发试车查找存在虚功率的发动机，对其功率进行合理调整。(5) 发动机防冰系统原因：试车时，如果打开了发动机防冰系统，会使发动机试车参数不准确，发动机温差大，甚至出现发动机转速摆动等现象，在双发调试时应检查并关闭防冰系统。(6) 发动机放气活门开关时机原因：发动机放气活门在发动机转速小于82%时会自动打开，转速在84%87%时会自动关闭。如果两台发动机放气活门开关的时间不一致，也会导致