王曉彬+李恒

【摘 要】 本文介紹了某型發(fā)動機(jī)低壓壓氣機(jī)進(jìn)口導(dǎo)流葉片轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作原理，對某些發(fā)動機(jī)占空比參數(shù)不符合規(guī)定進(jìn)行分析并找出異常原因。

【關(guān)鍵詞】 低壓壓氣機(jī)進(jìn)口導(dǎo)流葉片轉(zhuǎn)角 占空比 調(diào)節(jié)系統(tǒng)

占空比是某型發(fā)動機(jī)一個重要的調(diào)節(jié)中介參數(shù)，其正常工作時應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，在實(shí)際使用中，經(jīng)常出現(xiàn)占空比很小甚至接近于0%的異?，F(xiàn)象。該現(xiàn)象嚴(yán)重影響了發(fā)動機(jī)正常性能的發(fā)揮，影響發(fā)動機(jī)應(yīng)用。

1 某型發(fā)動機(jī)低壓轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作原理

某型發(fā)動機(jī)低壓壓氣機(jī)進(jìn)口導(dǎo)流葉片轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)系統(tǒng)是根據(jù)發(fā)動機(jī)高、低壓轉(zhuǎn)子換算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)低壓轉(zhuǎn)角大小，保證低壓壓氣機(jī)一定的穩(wěn)定裕度以及發(fā)動機(jī)所需的空氣流量。

低壓轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)系統(tǒng)分為主調(diào)節(jié)系統(tǒng)和備用調(diào)節(jié)系統(tǒng)。發(fā)動機(jī)正常工作時自動調(diào)節(jié)器和液壓機(jī)械調(diào)節(jié)器根據(jù)低壓換算轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)發(fā)動機(jī)主調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)生故障由液壓機(jī)械調(diào)節(jié)器根據(jù)高壓換算轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。

1.1 主調(diào)節(jié)系統(tǒng)

主調(diào)節(jié)系統(tǒng)由低壓轉(zhuǎn)速測量器，進(jìn)氣溫度測量器，角度測量器，低壓轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)程序形成器、電磁活門、帶襯筒活塞、分油活門等組成。

低壓轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)程序形成器：在形成器內(nèi)部的設(shè)定程序按照低壓換算轉(zhuǎn)速計算得到相應(yīng)給定角位移信號，并且由方程式計算可以得到偏差信號。

電磁活門：電磁活門根據(jù)載有占空比的寬脈沖信號控制帶襯筒活塞右腔的油壓。當(dāng)占空比增大時，電磁活門打開的時間增長，回油量增多，帶調(diào)節(jié)襯筒活塞右腔的油壓減??；反之，活塞右腔油壓增大。占空比與低壓轉(zhuǎn)角增量按照預(yù)定的程序進(jìn)行控制。

發(fā)動機(jī)處于某個穩(wěn)定狀態(tài)：自動調(diào)節(jié)器發(fā)出規(guī)定的脈沖信號，占空比系數(shù)在規(guī)定范圍內(nèi)工作，電磁活門開度保持平衡，帶襯筒活塞處于中立位置，分油活門蓋住低壓作動筒左右腔的油路，低壓作動筒活塞桿長度保持一定，低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角與發(fā)動機(jī)工作轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。

推動油門桿到達(dá)某個轉(zhuǎn)速并保持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定過程：在加速調(diào)節(jié)器控制下高壓轉(zhuǎn)速逐漸增大，由于高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣性較小，隨著高壓轉(zhuǎn)速增大，通過高壓換算轉(zhuǎn)速指令形成裝置和杠桿作用，使低壓轉(zhuǎn)角液壓機(jī)械調(diào)節(jié)器的分油活門左移，打開作動筒左腔回油路和右腔供油路，作動筒活塞桿左移，低壓轉(zhuǎn)角開始轉(zhuǎn)大。

與此同時，低壓轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣溫度和低壓轉(zhuǎn)角信號進(jìn)入到轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)程序形成器，在低壓轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)程序形成器中計算得到的偏差信號輸入校正電路時進(jìn)行動態(tài)品質(zhì)校正，然后再送到寬脈沖調(diào)制器輸入端，寬脈沖調(diào)制器將偏差信號制成小于額定占空系數(shù)的寬脈沖信號，再經(jīng)過功率放大器輸入到執(zhí)行電磁活門中，此時如果“導(dǎo)向器故障”指令形成器未檢測到通道故障信號，則開關(guān)電路導(dǎo)通，電磁活門正常工作回油開度減小，帶襯筒活塞右腔油壓增大，使帶襯筒活塞左移，分油活門相對于帶襯筒活塞的開度逐漸減小，低壓轉(zhuǎn)角增加速度減緩。

由于低壓轉(zhuǎn)角增大，低壓轉(zhuǎn)角液壓機(jī)械調(diào)節(jié)器上反饋凸輪開始轉(zhuǎn)動，使分油活門開始向中立位置右移。由于低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣性較大，此時低壓轉(zhuǎn)速才上升到與高壓轉(zhuǎn)速相適應(yīng)的值，計算得到偏差信號開始減小，占空比也開始增大，電磁活門回油時間比例增大，帶襯筒活塞也開始朝中立位置右移，在帶襯筒活塞還處在中立位置左邊時，分油活門已經(jīng)右移追趕上帶襯筒活塞，并蓋住帶襯筒活塞通往低壓作動筒左右腔的油路。

隨著高壓轉(zhuǎn)速逐漸穩(wěn)定，低壓換算轉(zhuǎn)速繼續(xù)增大，偏差信號減小，占空比逐漸增大，電磁活門回油時間比例進(jìn)一步增大，帶襯筒活塞繼續(xù)右移，低壓作動筒活塞右腔供油路和左腔回油路重新溝通，低壓作動筒活塞左移，進(jìn)口導(dǎo)流葉片轉(zhuǎn)角繼續(xù)增大。并且同時，通過反饋凸輪，使分油活門也繼續(xù)右移追趕帶襯筒活塞。當(dāng)帶襯筒活塞運(yùn)動到原中立位置時，偏差信號減小到0，占空比等于額定值，分油活門在反饋凸輪的作用下，重新又蓋住襯筒上的油路，調(diào)節(jié)過程結(jié)束，低壓轉(zhuǎn)角與發(fā)動機(jī)新的狀態(tài)相對應(yīng)。

1.2 備用調(diào)節(jié)系統(tǒng)

低壓轉(zhuǎn)角備用調(diào)節(jié)系統(tǒng)是根據(jù)高壓換算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)低壓轉(zhuǎn)角大小，并保證發(fā)動機(jī)在所有狀態(tài)都能穩(wěn)定地工作。當(dāng)電子—機(jī)械調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障時，帶襯筒活塞處于其運(yùn)動范圍內(nèi)某一位置。

2 某型發(fā)動機(jī)占空比參數(shù)異常故分析

2.1 根據(jù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行分析

在低壓轉(zhuǎn)速不大于起調(diào)點(diǎn)，低壓轉(zhuǎn)角主調(diào)節(jié)系統(tǒng)沒有投入工作，占空比=0%，電磁活門完全關(guān)閉，帶襯筒活塞位于左極限位置。

推動油門桿發(fā)動機(jī)加速過程發(fā)動機(jī)氣動原理分析：高壓壓氣機(jī)進(jìn)口可調(diào)靜子導(dǎo)流葉片發(fā)生卡滯，進(jìn)入高壓轉(zhuǎn)子空氣量較減少，高壓轉(zhuǎn)子負(fù)載較輕，高壓轉(zhuǎn)子達(dá)到與油門桿相對應(yīng)的轉(zhuǎn)速需求功增加量減少，主泵高壓轉(zhuǎn)速控制器控制燃燒室需要的供油增加量減少，高壓渦輪前的溫度增加量降低，確保了高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增加量以及燃燒室油氣比合適，這樣低壓渦輪剩余功較增加量減少，直接導(dǎo)致低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速爬升較慢。

推動油門桿發(fā)動機(jī)加速過程控制規(guī)律分析：由于高壓轉(zhuǎn)速上升過快，低壓轉(zhuǎn)角變大；低壓轉(zhuǎn)速上升較慢，自動調(diào)節(jié)器計算出偏差較大，占空比=0%，電磁活門完全關(guān)閉，帶襯筒活塞靠近左極限位置。由于高壓轉(zhuǎn)角卡滯的存在，高壓轉(zhuǎn)速和低壓轉(zhuǎn)速差值較大，計算得到的偏差值也很大，因此占空比一直接近0%，電磁活門幾乎完全關(guān)閉，帶襯筒活塞靠近左極限位置。

高壓轉(zhuǎn)速穩(wěn)定一段時間，高壓轉(zhuǎn)角由卡滯到逐漸變大，高壓壓氣機(jī)負(fù)載增加，燃燒室供油量增大，渦輪前溫度增大，低壓渦輪剩余功增多，低壓轉(zhuǎn)速上升，偏差值減小，占空比變大。到低壓轉(zhuǎn)速上升并趨于穩(wěn)態(tài)，占空比也逐漸穩(wěn)定，電磁活門回油時間比例增大，帶襯筒活塞右移蓋住分油活門，系統(tǒng)保持平衡。

2.2 根據(jù)低壓轉(zhuǎn)角和低壓換算轉(zhuǎn)速、高壓換算轉(zhuǎn)速關(guān)系分析

根據(jù)低壓轉(zhuǎn)角和低壓換算轉(zhuǎn)速、高壓換算轉(zhuǎn)速關(guān)系，高壓轉(zhuǎn)角卡滯引起高、低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速差值變大，導(dǎo)致低壓轉(zhuǎn)角備用液壓調(diào)節(jié)計劃曲線向左側(cè)移動，與主控制調(diào)節(jié)計劃部分重疊甚至超出。備用機(jī)械液壓調(diào)節(jié)實(shí)際上占據(jù)低壓轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)的控制權(quán)。

自動調(diào)節(jié)器在邏輯需要調(diào)節(jié)低壓角度減小符合主控制規(guī)律，控制占空比數(shù)值很小甚至接近于0%。

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