1
航空发动机修理技术
1.5.10.2 10.2 燃油调节器修理
10.2 燃油调节器修理

发动机的燃油调节器简称燃调,是一套复杂且精密的自动调节系统,是发动机燃油控制系统的执行部件,主要作用是根据飞行条件和油门指令,对经过燃油泵增压后的向发动机供应的燃油进行调节。调节功能有两点:一是控制燃油调节器计量系统,向燃油喷嘴精准输出燃油;二是控制伺服燃油作动相关系统部件,同时反馈信号,从而实现对发动机状态的精确控制。

燃油系统主要分为机械式(液压机械式、气动机械式)和电子式,其中机械式燃油调节器结构最为复杂,零件最精密,可靠性高,但故障排除难度最大。要确保发动机在不同的进气压力、不同的进气温度、不同的发动机转速和不同的空气密度等条件下均能精准输出燃油,间接地说明了燃油调节器的关联参数多,燃油调节器的修理、调试技术难度大。修理时要保证质量,就必须具备一套精密完整的修理工艺。必须进行精密测量和修理,进行多项试验,保证原台装配等。

10.2.1 活门组件

燃油调节器故障的影响因素有机械磨损、油液污染、压差活门不能正常关断、垫片磨损、密封老化变形、性能衰退、活门内活塞碰磨、电磁阀故障、弹簧断裂等。燃油调节器的修理以研磨、镗孔和抛光为主,修理过程中应尽量少去除材料。

活门组件的机械故障主要是掉块、锈蚀、划伤、配合间隙超差、锐边磨钝等。非工作面轻微锈蚀、碰伤、划伤,应抛光,工作面锈蚀、划伤,研磨至合格尺寸范围内,对修理的活门组件进行低温、高温性能试验。有掉块、严重碰伤和裂纹则更换新品。活门的球面磨痕、划伤和擦伤,应研磨抛光,保证球面半径和球面表面粗糙度。

计算活门的孔轴间隙时,注意间隙的计算方法。有的要求以轴的最大尺寸和孔的最小尺寸计算,而有的以被测截面最大、最小尺寸的平均值为实际尺寸计算配合间隙。活门修理完后标记流量、寿命等数据。

分油活门与衬套卡死故障,故障形貌属于严重的高温粘着卡死。故障发生时,油门杆处于加力支点位置,调准弹簧力大于飞重离心力,分油活门移向右极限位置,第一凸台伸出衬套外,其包容面即承力面,面积最小,温度高,在轴向力和侧向力的作用下,活门的第一凸台与衬套的间隙变小或无间隙,摩擦产生高挤压、高温诱发活门组件卡死,这些因素相互作用,相互影响。处理措施:确保试验用油清洁,严格检查组件加工质量,改进试验工艺。

“停车延时”故障大多由于燃油主控制器的压差活门不能正常关断导致,油门钢索、曲轴连杆调节不当可能造成此类故障。

10.2.2 弹簧

大修时,检查弹簧的机械损伤和性能。机械损伤主要是表面锈蚀、磨损、变形、裂纹和镀层脱落,轻微的表面锈蚀、磨损、划伤可通过抛光维修,点状锈蚀、严重磨损、变形和裂纹应更换新品,镀层脱落大于一定面积时重镀。性能检查主要是用弹簧拉、压试验机试验,第一是重复一定次数测量自由高度;第二是在一定的荷载力作用下测量弹簧的拉伸或压缩长度,当两者都满足且无其他机械故障时,可以正常使用。表2-10-1所示为弹簧试验参考数据。

表2-10-1 弹簧试验参考数据

以CFM56-7发动机的燃油调节器为例,其故障多表现为漏油、发动机活门灯亮、控制灯亮和燃油计量活门位置信号问题。典型的故障原因是积分器活门弹簧断裂和超速控制器弹簧断裂。积分器活门弹簧断裂是由旁通活门的异常转动造成的,积分器活门弹簧磨损后,金属屑进入旁通活门和衬套间隙,致使旁通活门卡阻于过于偏开的旁通位,从而旁通过多燃油,导致发动机缺油停车。超速控制器弹簧断裂会导致弹簧力不足,燃油泵输出轴带动飞重,飞重离心力作用带动活塞克服弹簧力做功。飞重在很小转速时就能带动活塞克服弹簧力做功,当电门在开位时使主燃油调节器内部旁通活门处于旁通位,造成无燃油流量。

燃油管接头内测连接螺杆拧紧力矩不恰当时,引起燃油从燃油调节器出口的燃油管接头松动处渗漏,导致油门自动脱开而空中停车故障。

10.2.3 油滤

油滤主要由壳体、滤盖、活门、滤网、压差信号器和骨架组成,骨架起对滤网的支撑作用,滤网用于过滤油液中大于滤网直径的杂质。油滤主要分为粗滤和细滤,细滤的过滤精度可达16~25 μm,粗滤的过滤精度约为40 μm。内部一般比较清洁,无故障。油滤的主要故障有堵塞、脱焊、裂纹、变形、磨损、破损和表面腐蚀,掉块、严重磨损、裂纹和滤网破裂则更换新品,虚焊的地方进行补焊,非滤网表面破损、腐蚀打磨去除凸起,抛光。变形则校正,用量规检查直线度。油滤堵塞主要是油液不清洁,异物掺混导致。对于清洗不掉的骨架表面污垢可以采用抛光去除,也可以采用超声波清洗油滤,清洗时应当防止污染油滤内部。图2-10-3所示为变形的滤网。

修理后的油滤装配后,须进行调节工作。光调整安全活门工作压力,再调整压差信号器工作压力,最后进行密封试验,将其装于试验台上,向进油口输入燃油,打开放气活门放气,关闭进、出口油路,保持内部油压一定时间,规定时间内无油压下降则为合格。否则进行排故,重新试验。

图2-10-3 滤网变形

10.2.4 离心传感器

离心传感器的主要故障有锈蚀、划伤、磨损,离心飞重转动不灵活、转动有停顿卡滞感,离心飞重与支架的配合间隙不合格,球窝内表面损伤等。球面损伤研磨修理,测量配重块在配重支架内的轴向间隙,间隙超差停用。经过大修后,记录寿命。

10.2.5 调节螺钉和顶杆

调节螺钉主要是螺纹损伤、棱边损伤和表面防护失效,螺纹损伤不大于一扣时板牙打磨校正。顶杆主要是两端球形面损伤,一般研磨修理。

10.2.6 皮碗组件

检查皮碗密封件有无破损、磨损、老化、变色,查看皮碗与其连接零件的结合状况。皮碗组件如有破损、严重磨损、老化应进行更换。

燃油系统密封不良或密封件安装不正确产生泄漏,导致燃油流量传感器管路油压难以建立,油门位置需要加大才能保证系统按不漏油时的状态运行,使得燃油流量和燃油消耗量数据增大,同时也增加了相关系统的负荷。