某型航空发动机加力状态工作异常故障的分析与排除

一、前言

某型航空发动机加力控制系统包括加力燃油控制系统和喷口控制系统。加力燃油控制系统功用是在接通加力后根据油门位置的变化控制加力状态，并根据飞行状态变化引起的发动机空气质量流量变化，自动调节加力供油量，使加力燃烧室具有最佳油气比，保证燃烧效率；喷口控制系统控制喷口面积在最大和最小面积之间连续地无级调节，使其与燃气的体积流量相适应，在提高推力完成战斗动作的同时，保持发动机主机工作状态不变。

发动机加力控制系统部附件多，控制关系复杂，典型故障主要有加力接不通、加力喘振、加力蜂鸣及喷口控制故障等。

近期，该型发动机在厂内试车时发生了一起加力状态工作异常故障，即接通加力后，发动机工作不能达到油门杆位置对应的加力状态。

二、故障现象

某台发动机在厂内进行试车，从军用位置推到小加力位置多次推拉油门杆，尾喷口由关闭位置（约 13）放大到预开位置（约 24，小加力喷口位置应为关闭位置加 15～16 ，即 28～29），蒸发槽压力 0.8MPa 左右（工厂内控小加力状态不小于 1.2MPa），从尾喷口未观察到明显火焰，小加力未接通。

停车检查相关部位后再次开车，从军用位置推到小加力位置多次推拉油门杆，现象同上，小加力仍未接通。从小加力位置继续上推油门杆至大加力位置，或从军用位置直接推到大加力位置，尾喷口能放大到高于预开位置（约 29，大加力喷口位置应在 80 左右），压比调节器 X6 传感器数值下降到约 62（大加力状态 X6 传感器显示应为 48～58），推力上升约 500kgf，从尾喷口能够观察到火焰，加力状态能够接通，但不能达到大加力状态。

三、故障分析与排除

该发动机在接通加力时，随着上推油门杆，压比调节器 X6 活塞动作正常，反映压比调节器已解锁，能够正常工作；发动机尾喷口能放大到预开位置及以上，推力能够上升约 500kgf，证明催化点火器已成功点火、蒸发槽工作正常，能够形成稳定的点火源，发动机加力已经接通，且加力输油圈内已经供油且燃烧，只是供油量未达到油门杆位置对应的加力状态需要。

1.发动机试车过程中检查：

（1）加力燃油流量调节器的 P6 空气管接头处有漏气情况，使 P3B-P6压差增大，蒸发槽流量计量活门右移使前后压差减小，蒸发槽压差调节器感受此压差的减小而左移，加力燃油流量调节器的出口关小，加力供油量减少，导致发动机达不到油门杆位置对应的加力状态。

通过在通加力燃油流量调节器的 P6 空气管接头处涂肥皂水进行检查，未发现明显漏气现象。

（2）压比调节器的 X2 活塞卡滞或通 X2 空气室的 P3 空气管接头漏气，X2 活塞杆位置偏右，使经过空气信号发生器的空气分压 P3B 增大，即 P3B-P6 压差增大，加力供油量减小，导致发动机达不到油门杆位置对应加力状态。

通过在空气活塞盖的结合处涂肥皂水，检查通 X2 空气室的 P3 空气管路，未发现明显漏气现象。

（3）催化点火燃油控制器内部故障，不能切断提供给加速溢流活门的伺服燃油，加速溢流活门的伺服活门在 3s 后，依然受到高压燃油的控制，使来自加力燃油流量调节器的一部分燃油持续回油到低压泵前，加力燃油总管供油量严重不足。

观察接通加力时催化点火器漏油管是否长时间外流不止，如接通加力4s 后还流油，则可判断催化点火燃油控制器故障。经检查漏油管 3s 内停止漏油。

2.发动机出现故障后停车检查：

（1）油门操纵系统调整不正确。

检查油门杆在小加力位置和大加力位置时，凸轮箱定位销是否能顺利插入孔内，经检查未见异常。同时，推油门杆在加力范围内是否感觉沉重或卡滞，并检查凸轮箱力矩，经检查未发现异常。

（2）检查压比调节器 P3 进气口是否堵塞。测量动力活塞的行程，经检查行程未明显变小，说明压比调节器无问题。

（3）加力选择活门、手控离合器、凸轮箱通过连杆连接在一起，推油门到最大加力位置，凸轮箱也在此位置，若手控离合器的齿错位，使得加力选择活门的凸轮转不到需要的加力位置，可能导致流量操纵机构控制的供油量不足。

经检查加力燃油流量调节器控制装置手控离合器齿牙未错位，工作正常。

3.更换发动机附件并开车检查：

（1）发动机加力点火后，加速溢流活门故障导致加速溢流活门上的伺服活门卡滞在打开位置，不能切断低压回油路，导致来自加力燃油流量调节器的一部分燃油经伺服活门回至低压燃油泵进口，从而造成加力燃油总管供油不足，发动机不能达到油门杆位置对应的加力状态。

更换加速溢流活门后，故障未排除。

（2）接通加力后，分圈活门的单向活门卡滞在某一位置、三个相同的伺服活门因故障未能正常打开或伺服活门前油滤堵塞，不能向加力燃油总管提供足够的燃油，从而导致本次发动机故障现象。

更换分圈活门后，故障未排除。

（3）加力燃油流量调节器可能存在问题：加力燃油流量调节器性能下降，导致加力燃油量与发动机状态不匹配；加力汽芯泵经加力燃油流量调节器至分圈活门的伺服燃油压力过低，不能完全打开分圈活门的三个伺服活门，造成加力燃油总管供油量不足；加力燃油流量调节器的流量操纵装置故障（见图 1），导致蒸发槽流量计量活门和总流量计量活门工作异常，供油量降低，从而造成发动机加力供油量不能满足油门杆位置对应的加力状态需要。

蒸发槽的压力测点在加力燃油流量调节器上，测量的是加力燃油流量调节器蒸发槽流量计量活门的出口压力（见图 1），直接反映加力燃油流量调节器供油能力。因此，结合蒸发槽压力偏低的情况，可进一步优先判断为加力燃油流量调节器故障。

更换加力燃油流量调节器后，故障排除。

四、总结

本次该型发动机发生的加力状态工作异常故障比较少见，并且很容易被错误判断为加力未接通故障。如果被误判为加力未接通故障，排故方向就会导向催化点火系统和蒸发槽供油系统，包括检查或更换催化点火器、811 组件及文氏管燃油喷嘴、单向活门、空气吹除活门和催化点火燃油控制器等附件，这将大大浪费人力物力财力，可能严重影响工厂生产任务的交付或外场的正常训练。

在厂内试车时，如果只看故障现象，就会判断为加力未接通，但通过查看试车数据中推力值的增长和喷口位置的变化等情况，就能准确的判断故障时发动机已经接通加力，只是未达到油门杆位置对应的加力状态，从而判定发动机故障原因为加力供油量不足，只需按本文排故过程逐个检查和排除相关管路及附件问题即可。

在外场进行飞行训练时，如果发生此故障，飞行员无法看到发动机的推力值，身体感受的推力变化也不明显，在喷口位置变化也不大的情况下，很可能将故障误判为加力未接通。但可通过判读飞参数据中喷口位置和空速的变化，并通过地面试车观察喷口火焰的方式，判断是否接通加力。

因此，通过准确判读试车或飞参数据，将发动机运转数据与故障现象相结合，综合分析发动机的故障机理，对于精准的判断发动机的故障，具有重要意义，将大大降低发动机排故过程的成本损失，提高排故效率，保障发动机良好工作。