以上仅介绍了简单的双轴涡轮喷气发动机数字式电子控制系统,对多变量涡轮风扇发动
机数字式电子控制系统,由于控制变量的增加和控制规律的复杂,控制系统将变得复杂。在推
进系统综合控制和飞行/推进系统综合控制中,数字式电子控制系统将更为复杂。
第三章 控制系统的典型故障分析
3.1滑油系统故障分析
发动机滑油系统故障可能直接威胁到发动机及飞机的安全。例如:滑油用完的情况下几分钟内发动机就会完全损坏。因此,滑油系统的压力、温度、滑油消耗量、滑油渗漏都要进行监控。 滑油消耗量过高:
滑油消耗量过大是指发动机滑油消耗量超过规定值。主要是由于涨圈、篦齿在工作过程中磨损使得挡油能力降低,螺栓、管路接头松动渗油,因转子不平衡引起的封严失效等造成的。 滑油压力不正常:
滑油压力不正常主要表现为压力偏高、偏低和压力脉动。引起滑油压力不正常的因素有活门卡死、油滤堵塞、滑油泄露管路破裂、释压活门或滑油泵出现故障等。 滑油温度过高:
滑油温度过高,会使滑油粘性降低,润滑效果变差,最终导致齿轮和轴承磨损加快、滑油泵效率降低、滑油喷嘴和散热器管路局部堵塞。引起滑油温度过高的主要原因是空气、滑油热交换器的冷却表面过脏使热效率降低所致。 3.2 空中停车故障分析
发动机空中停车(包括因故障引起的自动停车和人工关车),直接威胁着飞行安全,甚至造车飞行事故。空中停车率是评估发动机可靠性的一项重要指标,目前先进民航发动机的空中停车率为0.01~0.05次/1000工作小时。 空中停车发生起因:
1.结构疲劳断裂、结构腐蚀、外来物损伤。
2.喘振、不平衡振动过大。 3.超温烧腐、超转。 4.滑油系统故障。 3.3 EGT超温故障分析
发动机EGT超温是民用发动机外场维护中的常见故障,危害极大,且影响因素复杂,给排故工作带来较大难度。 3.3.1 EGT超温故障原因:
测量出EGT温度4~6个探头的平均温度,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EGT的因素很多: 1.核心机气路原因 2.燃油系统的原因 3.故障方面的原因 4.人为因素致EGT升高
5.外界环境变化引起EGT升高
(1)核心机气路原因:指气流通过压气机、燃烧室及涡轮时,由于个别单元或整个核心机使用时间增加导致效率下降,从而引起EGT升高。例如:压气机的叶型损失;级间损失;叶端损失及喘振;放气门关闭不严;燃烧室的富油燃烧;外部冷却不均;涡轮冷却不良及间隙控制不好。以上各种情况都能引起气路效率下降、EGT超温。 (2)燃油系统的原因:燃油系统故障。例如:喷嘴位置误差或积碳导致雾化不良会造成局部超温;燃油计量单元故障或EEC感受错误信息使燃油量增大会导致EGT超温现象。
(3)故障方面的原因:例如:鸟击或外来物导致叶片损伤;起飞滑跑时发生喘振;提前关闭放气活门或不该打开时打开。
(4)人为因素致EGT升高:EGT超温大多是人为因素造成的。例如:机组人员违反操作规程推动油门杆过快或操作引发的EGT超温;
(5) 外界环境变化引起EGT升高:高海拔低气压地区、严寒条件或空气含水分、盐分及微尘过高等,会使起动缓慢形成富油燃烧,或使叶片腐蚀、封严损坏等致使核心机效率下降,都会使EGT升高。 3.3.2 提高EGT裕度的主要措施
研究EGT影响因素是为了提高EGT的裕度,改善发动机的性能,从而延长发动机的使用寿命。EGT的裕度定义为红线温度与最大功率时EGT的差值。生产厂家选择新型耐高温材料制造涡轮或采用更为有效的冷却系统;也可采用耐高温涂层或更合理的气路设计,是发动机能长时间高效率工作来改善EGT裕度。
发动机客户主要通过降低排气温度的方法来提高EGT裕度,目前有效措施:高压涡轮主动间隙控制;减功率起飞;发动机冲洗;风扇叶片及防磨带检查;大修中改进EGT裕度.
EGT是发动机性能参数中最为重要的一个,通过对其分析、可监控、预测发动机运行状态,对快速排故有很大帮助。因此,应对发动机建立故障档案,进行追踪分析,才能提出最为有效的改进和预防措施来提高EGT裕度.