EGT影响因素分析及提高EGT裕度措施.doc

1、EGT影响因素分析p 及提高EGT裕度措施航空工程与维修A V I A T O N E N G I N E R I N G&M A I N T E N A N C EEGT影响因素分析p 及提高EGT裕度的措施贺尔铭宋力涛Analysis of EGT and Measures to Increase the EGTM Margin随着发动机可靠性及其维护手段的提高，世界各大航空公司目前都采用视情维修方式来代替以往发动机的定期维修。实现发动机视情维修的基础是对发动机的主要性能参数进行实时监控，而最能反映航空发动机运行状况的性能参数当属排气温度EGT。EGT超温现象是发动机外场维护中的常

2、见故障，且原因复杂、危害较大，给排故工作带来了较大难度。因此，对影响EGT的各主要因素进行深入分析p 和研究，归纳出降低排气温度、提高EGT裕度的技术措施和工作步骤，对提高发动机性能、延长发动机使用寿命、增加飞机飞行的安全性等具有较高的实用价值。EGT影响因素分析p 本文所指的排气温度为低压涡轮出口处的温度(T_4)，由周向均布安装在低压涡轮排气机匣上的46个热电偶探头测量，各热电偶的引出线并接在一起，给出的EGT为一个平均温度，可以防止因探头位置差异及个别探头失效导致的误信号。影响发动机排气温度的因素太多，可归纳为以下5点：(1)核心机气路的原因。指气流通过压气机、燃烧室及涡轮时，由于个别单

3、元体的效率下降，或者由于整个核心机随使用时间增加而导致效率下降，从而引起排气温度升高。压气机效率下降，使通过压气机的空气流量减少，导致推力下降。为满足推力要求，就需增大耗油量，直接导致EGT升高。压气机的效率损失主要表现为：叶型损失，包括附面层内气体摩擦损失和分离损失、尾迹损失、尾迹区与主流区的掺混损失及激波损失等，主要受叶型改变(如叶片损伤)及叶片表面光洁度的影响； 级间损失，主要由后面级向前面级的倒流所致； 叶端损失，主要由于径向间隙过大导致叶端区的倒流及潜流损失。燃烧室富油燃烧(油气比f>0.068时)会直接导致EGT升高。如油门杆位置误差或供油系统故障导致富油；喷嘴或旋流器有积炭

4、致使局部富油；燃烧室外形变形使冷却不均的局部富油；以及外来物损伤叶片、压气机喘振、放气活门未能关闭等空气流量下降形成富油燃烧等等，都会使EGT升高。涡轮的效率损失与压气机类似，仅漏气损失与压气机不同。因涡轮进口压力高于出口压力，气流从径向间隙中流过没有产生轮缘功，致使涡轮效率下降，因此控制间隙、确保封严是减少涡轮损失的关键。(2)燃油系统的原因。由于燃油系统故障，如喷嘴安装位置误差或积炭致使雾化不良造成局部超温；燃油计量装置故障使EEC感受错误信息致使油量增大等等都可造成EGT超温或局部超温现象。(3)故障方面原因。指发动机处于故障状态工作时引起的EGT超温，比如鸟撞或外来物致叶片损失、起飞滑

5、跑时发生喘振、起动过程中提早关闭放气活门或不该打开时打开放气活门等都可能使EGT超温。(4)人为因素致EGT超温。实践证明，发动机起动超温大多数是人为原因造成的。如机组人员违反操作规程使油门杆推动过快引发EGT超温；维护人员的漏操作也可能使EGT超温。例如，1998年8月13日，一架中国国际航空公司的B2552上JT9D7R4E发动机在9000m高空发生喘振，导致EGT超温20，关机落地后经检查发现，故障原因是由于维护人员忘打保险，致使3.0放气活门操作臂上一螺栓脱落，防喘不起作用引起EGT超温，这是一起典型的人为造成的EGT超温案例。(5)外界环境变化引起EGT超温。如高海拔低气压地区，严寒

6、条件下起动，或空气中水分、盐分及微尘含量过高等，要么起动缓慢，涡轮负荷加大，或形成富油燃烧，或使叶片腐蚀和封严破坏致核心机效率下降等都会使排气温度升高。提高EGT裕度的措施研究EGT的影响因素是为了提高EGT的裕度，从而延长发动机的使用寿命提高其经济性。EGT裕度定义为红线温度与全功率时排气温度EGT之差值，所以提高EGT裕度可以从这两方面入手。红线温度的制定是根据涡轮部件材料所能承受的温度负荷而确定的，各发动机生产厂家都给出了这一允许值。生产厂家可以选择新型耐高温材料制造涡轮部件或采用更为有效的冷却系统，使红线温度上升，从而在使用条件不变的情况下提高EGT裕度。也可采用耐高温涂层或更合理的气

7、路油路设计，使发动机能长时间地高效工作来提高EGT裕度。作为发动机用户的各航空公司主要采用降低排气温度的方法来提高EGT裕度，目前能有效降低EGT温度的措施有下面5个方面：1.高压涡轮主动间隙控制技术由前面分析p 可知，压气机或涡轮的动叶叶尖径向间隙是影响单元体效率及EGT的重要因素之一，如何使径向间隙能始终处于最佳位置，是80年代发展起来的“高压涡轮主动间隙控制技术”所解决的问题。这是一种在涡轮机匣上设有环腔，并在环腔中通以可控温度的气体，从而保证机匣和动叶尖部在不同飞行条件下和发动机不同运行工况下，均有最佳间隙及最高效率。CFM563发动机采用此技术彻底改变了冷发动机起飞时高压涡轮间隙过大

8、的问题，降低起飞EGT超调值达15，这对提高发动机性能，延长寿命意义重大。2.减功率起飞根据飞机的负载及其他情况，在一般大气温度下采用热天(433)起飞推力起飞，可使涡轮前总温T_下降、延长热部件寿命。如在15时按433起飞推力起飞，可使不同发动机的T_下降约4045，而T_每下降223可使热端部件寿命延长一倍，同时T_下降可直接使EGT下降，从而大大增加EGT裕度，这项措施有较高的实用价值。3.发动机冲洗通过对发动机进气道、风扇叶片及整个核心机气路用一定压力的水(或溶剂)冲洗，一般可获510的EGT裕度，个别可达15之多。此法简单省时收效快，是维护手册中唯一推荐的延长机上发动机使用寿命的航线

9、维护方法。尤其对机群航线分布在沿海地区或多沙尘地区的发动机，此法效果显著。但是，当每次清洗获得的EGT裕度过小时就不应再用此法。虽然每次清洗后都要及时试车、排水，还是会引起部件生锈、腐蚀等副作用。4.风扇叶片及防磨带检查目前常用涡扇发动机风扇产生推力占总推力的80左右，一旦风扇效率下降对推力影响较大，且直接影响到燃油消耗率和EGT。因此，加强对风扇叶片及防磨带检查，可提高风扇效率从而降低排气温度。5.大修中EGT裕度改进当发动机大修时，根据各单元体对EGT影响程度的不同，可分别制订不同的维修方案，采用重点部件重点维修，一般也可获得2035的EGT裕度改善。结束语EGT是发动机性能参数中最为重要的一个，通过对其分析p ，