Поиск отказов, вызывающих нарушение нормального соотношения воздуха и топлива при работе ТРД

В ряде случаев аварии, поломки и многие другие серьез­ные повреждения авиационных двигателей являются следст­вием нарушения нормального соотношения между количест­вом воздуха и топлива, подаваемых в двигатель. При пере­ходных режимах такое нарушение может быть вследствие снижения темпа нарастания оборотов относительно нормаль­ного (расчетного), превышения подачи топлива или совмест­ного влияния обоих перечисленных отклонений.

На переходных режимах (запуск, проверка приемистости) подобные нарушения проявляются в виде таких внешних признаков ненормальной работы двигателя, как, например, помпаж, «горячее зависание» оборотов, значительное-превы­шение температуры газов за турбиной сверх нормы.

Помпажем двигателя называют неустойчивую работу компрессора, вызываемую появлением в его отдельных эле­ментах срывов потока воздуха значительной интенсивности.

Помп аж может быть вызван чрезмерно большими избытками топлива, подаваемыми в двигатель насосами основной и фор­сажной камер сгорания, несвоевременным выключением фор­сажного насоса или отказом автоматики компрессора. Пом — паж сопровождается ростом температуры воздуха сверх нормы.

«Горячим зависанием» называют такое явление, когда резкое перемещение вперед рычага управления двигателем не вызывает увеличения оборотов. Такое явление сопровожда­ется ростом температуры газов сверх нормы.

Помпаж определяется по характерному звуку, вызываемо­му колебаниями давления воздуха в газовоздушном тракте двигателя и по показаниям прибора, замеряющего температу­ру газов за турбиной Т4.

«Горячее зависание» определяется по показаниям счетчи­ка оборотов и термометра газов.

Нарушение нормального соотношения количества воздуха и топлива может быть на режимах запуска и проверки при­емистости двигателя. Режим запуска (рис. 6.14) по характеру происходящих процессов можно разделить на три этапа:

— этап раскрутки ротора высокого давления от стартера — генератора (1—16 сек)

— этап раскрутки ротора высокого давления от стартера — генератора и турбины двигателя (16—45 сек)

— этап раскрутки ротора высокого давления от турбины двигателя (45—60 сек).

На каждом этапе включены в работу различные функцио­нальные группы элементов, отказ или разрегулирование хотя бы одного из них может вызвать нарушение нормального со­отношения между количеством воздуха и топлива.

На первом этапе запуска заданный темп увеличения обо­ротов (а следовательно, и расход воздуха) обеспечивается программным включением в работу таких элементов, как кла­паны перепуска воздуха КПВ, контакторы Ки /Сг, КП, YJh. реле ОШ и дополнительное сопротивления Яш. Заданная по­дача пускового топлива на первом этапе обеспечивается про­граммным включением в работу электромагнитного клапана запуска ЭМКЗ и отключением клапана сброса топлива.

На втором и третьем этапах запуска подача топлива и со­ответствующий расход воздуха обеспечивается автоматом за­пуска АЗ. В начале запуска, когда давление за компрессо­ром мало, большая часть топлива, поступающая в основную камеру сгорания, позволяет начать разгон двигателя. При до-

стижении оборотов ротора высокого давления (РВД) «2= — 30% давление воздуха за компрессором достигает вели’ чины, при которой АЗ закрыт (слива нет) и в камеру сгора­ния поступает топливо в количестве, соответствующем расхо­ду на малом газе. На оборотах «2 = 32% (или на 45 сек с мо­мента нажатня на кнопку «Запуск») выключаются зажиганне и электромагнитный клапан запуска.

Для ускоренного выхода двигателя на малый газ (МГ) в топливную систему запуска включен электромагнитный кла­пан дополнительной подачи (ЭМК ДП), который вступает в работу на 25 сек. По достижении оборотов /г2 = 48±2% ЭМК ДП выключается.

Нарушение соотношения количества воздуха и топлива на режимах приемистости может произойти вследствие заедания золотника ОНД в закрытом положении. Темп нарастания дав­ления топлива перед форсунками в этом случае будет опреде­ляться скоростью перемещения поршня наклонной шайбы, который в несколько раз превышает расчетный темп, обеспе­чиваемый ОНД.

Чрезмерно большие избытки топлива сверх нормы могут быть вызваны повышенным начальным скачком давления топ­лива перед форсунками. Однако для этого необходимо соче­тание ряда отклонений от нормальных условий, например за­ниженные обороты малого газа или ненормально повышенная затяжка пружины распределительного клапана (РК) (повы­шенное усилие, треиие клапана и т. ч.). Величина начального скачка давления топлива, приводящего к мгновенному увели­чению подачи топлива к форсункам, зависит от величины давления топлива перед распределительным клапаном. Чем меньше давление топлива перед РК, тем больше величина давления при начальном скачке, т. е. чем ниже отрегулирова­ны обороты малого газа или чем выше усилие трения при пе­ремещении клапана (чем больше затяжка его пружины), тем большей величины будет начальный скачок давления топ­лива.

Таким образом, нарушения нормального соотношения количества воздуха и топлива в процессе проверки приемистос­ти двигателя проявляются в виде помпажа и «горячего зави­сания» оборотов. Эти внешние признаки ненормальной работы появляются вследствие заедания золотники ОНД в закры­том положении. Темп нарастания давлення топлива перед фор­сунками в этом случае будет определяться скоростью поршня наклонной шайбы. Кроме заедания золотника ОНД в закры-

том положении, в эксплуатации возможны случаи снижения гидравлического сопротивления дроссельных пакетов первой (ДПі) и второй (ДПг) ветвей ОНД дроссельного пакета об­ратной связи ДПОС и дроссельного пакета гидрозамедлителя ДПГЗ. Эти отказы приводят также к появлению помпажа.

Как было рассмотрено выше, помпаж возможен также на режимах приемистости при наличии повышенного первона­чального скачка давления топлива перед форсунками, кото­рый может образоваться из-за лерезатяжки пружины РК или нз-за уменьшения оборотов МГ больше нормы. Признак мо­жет проявляться на режимах приемистости от МГ до НАР и от НАР до МГ в условиях ненормально больших оборотов на максимальном режиме и при отказах и разрегулировках рас­пределительного клапана, ограничителя нарастания давления и гидрозамедлителя.

Рассмотрим построение схемы поиска отказов, вызываю­щих нарушение нормального соотношения воздуха и топлива на переходных режимах двухроторного ТРД (запуск, проба приемистости) методом функциональной — логики.

Режим запуска (см. рис. 6.14)

Первый этап запуска. Если признак проявляется на пер­вом этапе запуска, когда раскрутка ротора происходит только от стартер-генератора, то причиной появления этого призна­ка могут быть отказы элементов, обеспечивающих нормаль­ный (расчетный) темп роста оборотов {КС, ЭМКЗ, ЭМК ДП).

Прежде чем начать поиск (рис. 6.15), еще раз проверяют напряжение источника электроэнергии (бортовые, аэродром­ные аккумуляторы, состояние АПА-35 и т. д.) и направление ветра относительно реактивного сопла двигателя.

Исходной проверкой поиска является проверка включения в работу элементов КП В, К, Кч, КП і, /С/72, ОШ и Для выполнения проверки проводится холодный запуск двигателя с подключением специального пульта. Началом отсчета про­верки служит момент нажатия на кнопку «Запуск» (КЗ).

В случае отрицательного результата проверки момент вре­мени проявления признака укажет на отказавший элемент (табл. 3).

В случае положительного результата проверки проводит­ся запуск двигателя с ручной задержкой подачи топлива до!6 сек (с2) (см. ркс. 6.15). Положительный результат этой про­верки (Зг) укажет на отказ клапана сброса КС, а отрица-

Время начала появления признака, сек	Время исчезновения признака, сек	Отказавший элемент
1,6	—	КВП
1,9	—	к,
4,1	—	К3
7.1	—	кпи кп2
12,6	—	ОШ 1 … —
—	26	ЭМК ДП

Рис. 6.15. Схема поиска отказов на первом этапе запуска ТРД: знаки «+» и «—»— положительный и отрицательный результаты про­верки; Ь0 — холодная прокрутка;_82 — запуск двигателя с ручной задерж­кой подачи топлива до 16-й сек; и — момент времени проявления внешне­го признака ненормальной работы системы запуска; КП В — отказ клапана перепуска — К і — отказ контактора Кь К2 — отказ контактора К& КС —от­каз клапана сброса; ЭМК ДП — отказ клапана ЭА1К ДП; /С/7і + К/7£— отказ контактора КП і или КПц ОШ, jRm — отказы ОШ и /?ш

тельный результат укажет на отказ электромагнитного кла — пана дополнительной подачи основного топлива (ЭМКДП), который должен быть включен с 25-й сек. Следовательно, если после 25-й сек признак исчезнет, то можно еше более обосно­ванно утверждать о зависании ЭМК ДП в открытом положе­нии, оставшемся с предыдущего запуска. Если признак будет проявляться на всех трех этапах запуска, то это подтвердит отказ КП В (зависание в закрытом положении).

Рис. 6.16. Схема поиска отказов на втором и третьем этапах запуска ТРД: 83 — запуск двигателя с ручной корректировкой подачи топлива до выхода двигателя на режим малого газа; В, — полностью автоматический запуск двигателя: и — момент проявления внешнего признака ненормальной рабо­ты; РК— отказ распределительного клапана РК КУ— отказ качающего узла; АЗ — отказ А3 РАЗ — регулировка АЗ, П — уменьшение затяж­ки пружины АЗ; Вж — уменьшение диаметра воздушного жиклера АЗ 4

Второй и третий этапы запуска (рис. 6.16). Начиная с 16-й сек вступает в работу топливная автоматика двигателя (АЗ, РК, КУ). Поэтому поиск причины появления одного из признаков ненормального соотношения количества воздуха н топлива с этого момента начнем повторением запуска с руч­ной корректировкой подачи топлива S3j т. е. с исключением из работы автомата запуска АЗ.

В случае положительного результата проверки делаем вывод, что отказал или разрегулирован АЗ. В случае отрица­тельного результата проверки делаем вывод о замене на — соса-регулятора (см. рис. 6.13), так как отказали распредели­тельный клапан или качающий узел—элементы, которые нахо­дятся внутри насоса-регулятора. Отрегулировав ЛЗ[10], произво­дят автоматический запуск Если проверка дает поло­жительный результат, то поиск прекращается, так как причи­на завышенной подачи топлива выявлена и устранена.

В случае отрицательного результата проверки поиск также прекращается, так как причиной завышенной подачи топлива является отказ АЗ, который необходимо заменить на работоспособный.