WZ-8发动机放气活门故障分析

袁彪 刘恋

摘要：航空发动机设计有防喘振装置防止发动机喘振，WZ-8发动机采用放气活门中间级放气的方式解决喘振问题，放气活门故障会导致发动机喘振裕度下降，可靠性降低， 影响飞行品质，甚至是影响飞行安全。通过对放气活门故障原理的研究，分析产生的原因，结合历史故障数据总结排故方法，能有效的避免重复故障的产生，优化预防性工作内容，缩短排故时间，提高机务维护质量。

Abstract： Aero-engine is designed with anti-surge device to prevent engine surge. WZ-8 engine adopts the way of exhaust valve intermediate stage to solve the surge problem. The bleed-valve device fault will lead to the decrease of surge margin and reliability of engine. Influencing flight quality even affect flight safety. Research on the fault principle of bleed-valve and analysis of the causes，combining historical fault date，and it is applied to the aircraft fault monitoring system. Effective avoidance of repeated failures. Optimizing the content of prevention work.shorten troubleshooting time. Improving maintenance quality.

关键词：发动机喘振;故障;放气活门

Key words： engine surge;fault;bleed-valve

中图分类号：V263.6                                      文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）11-0157-02

1  故障现象

某部一架Z-X直升机在昼间简单气象飞行时，悬停检查时发现左发动机Ng在92%时表显放气活门卡滞不关闭。由于该现象系偶发性，梳理其故障原因及排除方法，对于该型直升机的维护具有较大的参考价值。

2  原理分析

放气活门的作用，是在燃气发生器转速较低时放掉一部分轴流压气机出口的空气（P1′），防止压气机喘振如图1所示。同时也有利于起动时转子加速。

压气机工作时P2/Po与G′（空气流量）的关系如图2所示，虚线所示为放气活门关闭时情况，在Ng较低（P2/Po较小）时，压气机工作线离喘振线较近，因此容易进入喘振区。当放气活门打开时，空气流量G′增加，因而压气机工作线离喘振线较远，喘振裕度较大，工作中就不会发生喘振。

放气活门安装在压气机机匣锥形段上方如图3所示，放气活门打开时，部分P1′空气经活门排入外界大气。

放气活门开闭界限根据P2/Po值确定，与一定工作条件（大气温度、高度）下的Ng对应。

调定的P2/Po≈6.1。

地面标准大气条件下，加速过程中，Ng≈92%时活门关闭;减速过程中，Ng≈91%时活门打开。

气动式放气活门原理如图4所示。

气动式放气活门根据P2和Po空气压力自动控制活门的关闭和打开。

放气活门内有感受P2和Po的膜盒组，膜盒内部作用着P2空气压力，膜盒外部作用着Po空气压力，当P2/Po上升到调定值时，膜盒因伸长而关小薄膜控制腔的泄漏口，控制腔（节流嘴B下游）压力升高，薄膜左移关闭活塞腔（节流嘴A下游）的泄漏口，活塞腔内压力升高，活塞克服弹簧力将活门关闭。

发动机减速过程中，当P2/Po下降到调定值时，膜盒收缩，薄膜右移，活塞腔内压力降低，活塞在弹簧力作用下打开活门。

放气活门上还设有一个微型开关，放气活门打开时，微型开关接通，指示旗显示，而当放气活门关闭时，开关断开，指示旗消失。

3  排故过程

先对调左右发动机的放气活门微动开关插头（图4 （F）/图5），如果故障现象出现转移，则可定位是微动开关到指示旗的这段线路和部件故障，通过悬停试飞故障现象依旧，排除航电原因，确认为机械原因导致。

用针筒对放气活门活塞边缘与导筒间注入23699号润滑油进行润滑，故障依旧，排除机械卡滞原因。

对调左右发的放气活门主体，故障现象发生转移，可以确认该发放气活门主体或主体的机械部附件故障。

继续分析工作原理，结合该直升机连续一周飞行是的野外起降科目，且驻地连续出现沙尘天气，怀疑空气滤（图4（L））堵塞影响P2气的通过，导致膜盒内压力达不到要求，无法关闭泄露口导致放气活门活塞无法克服弹簧力无法关闭放气口。

取下故障放气活门P2气滤保护螺帽（图6）取出气滤（图7）检查并清洗，安装时注意气滤三角头朝上圆头在下（图8），切勿装反。悬停试飞，故障现象消失，故障排除。

4  维护建议

涡轴8A发动机100小时定检并无清洗放气活门P2空气滤的工作内容，根据工作经验和这次故障分析，建议在发动机100小时定检时增加清洗放气活门氣滤的工作内容，且在沙尘等恶劣气象条件下飞行和特殊飞行科目时应该适当缩短检查和清洗气滤的时间，建议50小时做一次特定检查，根据气滤的工况实施清洗。

参考文献：

[1]许春生.燃气涡轮发动机[M].北京：兵器工业出版社，2008：1-46.

[2]赵廷渝.航空燃气涡轮动力装置[M].成都：西南交通大学出版社，2004：1-150.

[3]陈信衡，张倩.V2500发动机LPC 2.5级放气活门故障分析及维护处理[J].价值工程，2019，38（8）：111-114.