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發(fā)動機喘振故障的形成原因及防范措施

  
評論: 更新日期:2014年01月05日

摘要:渦軸8系列發(fā)動機為自由渦輪式的渦輪軸發(fā)動機,具有性能比較先進,尺寸小,重量輕,結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,使用維護方便的特點。發(fā)動機的壓氣機由一級跨音軸流壓氣機和一級超音離心壓氣機組成的混合式壓氣機,具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、增壓比高、性能平穩(wěn)的特點。本文根據(jù)發(fā)動機的壓氣機工作原理分析喘振的原因并提出維護建議及防止喘振的措施。
關(guān)鍵詞:發(fā)動機喘振 空氣壓力故障
1失速與喘振的概述
工作葉輪進口處相對失速的方向與葉片弦線之間的夾角叫做攻角。影響攻角的因素有兩個:一是轉(zhuǎn)速,另一個是工作葉輪進口處的絕對速度(包括大小和方向)。在攻角過大的情況下,會使氣流在葉背處發(fā)生分離,這種現(xiàn)象叫做失速。失速區(qū)九朝著與葉片旋轉(zhuǎn)方向相反的方向移動。這種移動失速比周圍速度要小,所以站在絕對坐標(biāo)系上觀察時,失速區(qū)以較低的轉(zhuǎn)速與壓氣機葉輪做同方向的旋轉(zhuǎn)運動,稱為旋轉(zhuǎn)失速。
2發(fā)動機內(nèi)部空氣系統(tǒng)
發(fā)動機工作時,外界空氣經(jīng)直升機上的進氣道流入壓氣機,首先在軸流壓氣機中得到壓縮,然后再進入離心壓氣機被進一步壓縮。壓縮后的高壓空氣進入燃燒室,與燃油混合燃燒,生成高壓高溫的燃?xì)?。從燃燒室出來的燃?xì)饬飨驕u輪,首先在燃?xì)獍l(fā)生器渦輪中膨脹做功,帶動壓氣機工作;然后燃?xì)膺M入自由渦輪中進一步膨脹做功,從而向外提供功率,驅(qū)動直升機旋翼等工作。
2.1 篦齒(或稱迷宮)封嚴(yán)裝置的密封原理。篦齒封嚴(yán)裝置(或稱迷宮封嚴(yán)裝置)是利用篦齒前后空氣的壓差來達到密封目的。增壓空氣從壓力高的一側(cè)通過篦齒裝置很小的間隙流向壓力低的一側(cè),空氣的流量被限制得盡可能小,而且始終沿從壓力高到壓力低的方向流動,如此,壓力較低的那一側(cè)(例如滑油腔)就被空氣密封,滑油不能從篦齒處泄出。
2.2發(fā)動機前部的內(nèi)部空氣流路。引用軸流壓氣機后的壓縮空氣(p1′),用于壓氣機前后軸承篦齒封嚴(yán)裝置的密封。壓縮空氣經(jīng)離心壓氣機葉輪前面的間隙進入,一部分對壓氣機后軸承密封,另一部分經(jīng)軸上的孔進入軸流壓氣機軸內(nèi)腔,對壓氣機前軸承進行密封,同時加溫壓氣機軸流轉(zhuǎn)子前端的整流帽罩,防止低溫時結(jié)冰。
2.3發(fā)動機中部的內(nèi)部空氣流路。引用離心壓氣機后的壓縮空氣(p2),用于甩油盤篦齒封嚴(yán)裝置的密封(密封燃油)、燃?xì)獍l(fā)生器后軸承篦齒封嚴(yán)裝置的密封、燃?xì)獍l(fā)生器渦輪導(dǎo)向器和渦輪盤的冷卻。
2.4發(fā)動機后部的內(nèi)部空氣流路。引用p2壓縮空氣密封自由渦輪前軸承、利用外界大氣po冷卻燃?xì)獍l(fā)生器后軸承座和自由渦輪導(dǎo)向器。自由渦輪前軸承的密封空氣,是利用裝在渦輪機匣上的引氣接頭將p2空氣引出,經(jīng)外部空氣導(dǎo)管送到減速器機匣上的空氣接頭,再經(jīng)機匣內(nèi)部通道送到自由渦輪前軸承篦齒封嚴(yán)裝置進行密封。
3壓氣機放氣活門
3.1放氣活門的作用
放氣活門的作用,是在燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)速較低時放掉一部分軸流壓氣機出口的空氣
(p1′),防止壓氣機喘振。同時也有利于起動時轉(zhuǎn)子加速。
壓氣機工作時p2/po與ng的關(guān)系如圖1所示。

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