摘要:渦軸8系列發動機為自由渦輪式的渦輪軸發動機,具有性能比較先進,尺寸小,重量輕,結構簡單,工作可靠,使用維護方便的特點。發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,具有結構簡單、重量輕、增壓比高、性能平穩的特點。本文根據發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。
關鍵詞:發動機喘振 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生分離,這種現象叫做失速。失速區九朝著與葉片旋轉方向相反的方向移動。這種移動失速比周圍速度要小,所以站在絕對坐標系上觀察時,失速區以較低的轉速與壓氣機葉輪做同方向的旋轉運動,稱為旋轉失速。
2發動機內部空氣系統
發動機工作時,外界空氣經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,生成高壓高溫的燃氣。從燃燒室出來的燃氣流向渦輪,首先在燃氣發生器渦輪中膨脹做功,帶動壓氣機工作;然后燃氣進入自由渦輪中進一步膨脹做功,從而向外提供功率,驅動直升機旋翼等工作。
2.1 篦齒(或稱迷宮)封嚴裝置的密封原理。篦齒封嚴裝置(或稱迷宮封嚴裝置)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通過篦齒裝置很小的間隙流向壓力低的一側,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(例如滑油腔)就被空氣密封,滑油不能從篦齒處泄出。
2.2發動機前部的內部空氣流路。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裝置的密封。壓縮空氣經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,另一部分經軸上的孔進入軸流壓氣機軸內腔,對壓氣機前軸承進行密封,同時加溫壓氣機軸流轉子前端的整流帽罩,防止低溫時結冰。
2.3發動機中部的內部空氣流路。引用離心壓氣機后的壓縮空氣(p2),用于甩油盤篦齒封嚴裝置的密封(密封燃油)、燃氣發生器后軸承篦齒封嚴裝置的密封、燃氣發生器渦輪導向器和渦輪盤的冷卻。
2.4發動機后部的內部空氣流路。引用p2壓縮空氣密封自由渦輪前軸承、利用外界大氣po冷卻燃氣發生器后軸承座和自由渦輪導向器。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,經外部空氣導管送到減速器機匣上的空氣接頭,再經機匣內部通道送到自由渦輪前軸承篦齒封嚴裝置進行密封。
3壓氣機放氣活門
3.1放氣活門的作用
放氣活門的作用,是在燃氣發生器轉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子加速。
壓氣機工作時p2/po與ng的關系如圖1所示。
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