V2500发动机上放气活门的工作原理
V2500发动机高压压气机放气系统的作用是提高发动机启动性能,增加发动机工作的稳定性,防止发动机在非设计状态时出现喘振。高压压气机上共有四个放气活门,第7级压气机上三个活门,第10级压气机上一个活门。EEC通过给电磁活门传递控制信号,再由电磁活门控制放气活门的开闭。放气活门在高压压气机机匣部件的外部,电磁活门在风扇机匣部件外侧。
放气活门的控制原理分析
当电磁阀断电时,活塞在P3伺服空气的压力下被压到右侧,于是P3伺服气体通过间隙再通过活塞上的孔到达左侧弹簧腔室,由下图可见,左侧活塞面积比右侧活塞大一些,导致左侧活塞上受到的气体压力大于右侧活塞上受到的力,于是活塞整体向右移动,于是P3伺服空气就可以通过右侧活塞空出的间隙流到伺服管道,然后再流到放气活门作动腔。在弹簧力与P3伺服空气压力的共同作用下克服压气机压力将放气活门的活塞压下,此时放气活门就被打开了,于是就将压气机中的压力放到外涵道中。
当电磁阀通电时,活塞紧紧贴合在左侧。于是P3伺服气体无法再通过间隙,进而无法通过活塞上的孔到达左侧弹簧腔室。而此时P3伺服空气作用在右侧弹簧腔室,将活塞整体压到左侧。此时P3伺服空气就无法进入到伺服空气管道中,如下图所示,另外还导致放气活门作动腔的气体经通风口(图中VENT所指)排放掉,于是放气活门的活塞在压气机的高压压力之下被压到上面,将放气口封住,压气机的气体就无法排放到外涵道中了。
正常的放气活门有三种工作方式:
一、 在发动机停车时,活门作动腔和压气机内涵压力相等,活门被弹簧加载在全开位置。
二、 发动机起动或瞬态操作过程中,EEC给电磁阀断电,伺服管路向放气活门作动腔提供P3伺服压力,放气活门在P3压力和弹簧力的共同作用下克服内涵压力而被打开。
三、 发动机平稳运行时(如巡航状态),EEC给电磁阀通电,放气活门作动腔高压气体被放掉,此时放气活门由高压压气机内涵压力克服弹簧力将活门保持在关位。
放气活门不能正常开闭可能导致的一些问题
控制放气活门开闭的电磁活门故障会导致放气活门无法正常的开闭,从而会导致启动和巡航或爬升过程中发生一些非正常问题。
1 、 悬挂启动
悬挂启动也就是指伴随着较高的EGT但又不成功的启动。这种启动过程中,所有的放气活门都是在弹簧力的作用下保持在开位。放气活门在发动机运行过程中又由电磁活门引导伺
服空气P3保持在开位置,然后根据计划需求,放气活门会按照7B、10、7C的顺序逐步关闭。而放气活门7A会一直保持在开位直到慢车时。
悬挂启动可能的原因:
(1)启动过程中放气活门未打开
如果在启动过程中放气活门不能正常的打开,可能是放气活门卡在关闭位置(未检测到FADEC故障),或控制放气活门开闭的电磁线圈处在通电状态(未检测到FADEC故障)。
(2)放气活门提前关闭
v10发动机
如果放气活门提前关闭可能是由于电磁活门卡住无法完全到达断电位置,或者内部封严泄露或P3伺服空气泄露。
2 、 热启动
热启动是指伴随着较高的EGT又成功启动的过程。如果放气活门在启动程序中已经到了可以关闭的时间点后仍然保持在打开位置,那么就可能导致热启动。这种启动方式的结果就
是:放气活门在该关闭的时候未能关闭,导致进入燃烧室的空气量不足,造成富油状态,进而导致EGT升高,但是这种EGT的升高也并不总是会达到超温的程度。
热启动可能原因:
(1)放气活门卡在开位;
(2)电磁活门卡在断电位置;
(3)电磁活门的电控线路故障,这会导致电磁活门在断电位置(属于FADEC故障)。
3 、 发动机性能受影响
放气活门无法正常的开闭,会导致发动机的性能受影响,如瞬态操作或喘振恢复。在瞬态操作(加速或减速)和瞬态恢复期间,高压压气机的稳定性是通过打开根据EEC逻辑确定的特定的放气活门来维持的。
对于在地面的瞬态操纵,放气活门7C被打开。在飞行中的瞬态操纵,放气活门7A、7C是打开的。在起飞和稳定巡航状态是没有活门打开的。
对于进行喘振恢复操纵,7A、7C、10号放气活门都是处于打开位置来维持高压压气机的稳定性。
如果放气活门在相应的操作期间没有按照相应的程序进行正常的开闭,那么发动机的性能就会受影响。
可能原因:
(1)放气活门在瞬态期间没有打开
放气活门未打开可能是由于放气活门卡在关闭位置(FADEC未检测出故障),或电磁线圈处于通电位置。
(2)放气活门过早关闭
放气活门过早关闭可能是由于电磁线圈卡住,导致无法到完全断电位置,放气活门内部泄露或P3伺服空气泄露。