直9系列直升机关泵停车故障分析

周军 李维宝 郝钢

摘要：针对直9系列直升机关泵停车故障，通过描述故障现象和调查故障发生时机，分析探讨了故障产生原因，确定了故障的排除措施，得到几点启示，对外场排故有一定的借鉴作用。

关键词：直9系列直升机;wz8发动机;停车

0引言

直9系列直升机是目前陆军航空兵部队的主战机种之一，该系列直升机配装wz8系列发动机。自交付使用以来，共发生16起关闭油箱增压泵时发动机熄火停车故障，该故障严重危及飞行安全。故障发生后，多次组织攻关排查，直至2013年才彻底排除。

1故障现象

直9系列直升机在地面起动发动机时，接通油箱增压泵1分钟后，按起动按钮起动发动机成功。按照飞行手册的规定，此时需关断增压泵并检查其工作是否良好，目的是确保直升机飞行过程中增压泵工作正常。正常情况下，关闭增压泵做检查，发动机不会熄火停车。但实际在进行该项检查时，多次出现发动机燃气发生器转速Ng、涡轮后燃气温度T4等参数的大幅波动，甚至熄火停车。

2故障排查

2.1故障调查

根据故障现象调查发现，本故障存在三个特点。一是发生时机，熄火停车的直升机一般都是新机的首次开车、直升机长期停放后第一次开车或直升机定检后第一次开车;二是与直升机所处的环境没有关系;三是故障发生后，故障不重现。

2.2故障分析

对与故障相关的因素进行排查分析。正常工作的发动机虽然发生熄火停车故障，但故障后发动机状态良好，由此可以判定停车的原因有两个方面，即富油熄火停车和贫油熄火停车。发动机空气流道不会存在异常，空气流量正常，那么导致问题发生的只能是发动机的燃油流量异常。由于在发动机燃油泵正常的情况下，燃油流量不会突然增加，那么只能是燃油流量突然减少导致的发动机贫油熄火停车，即燃油流量在油箱增压泵关闭时出现了突然变小的情况。

再进一步分析，在发动机燃油泵和油箱增压泵均正常的情况下，燃油流量突然变小，只能是直升机到发动机的油路出现了问题。最初，判断出现故障的原因是燃油泄露导致，并且采取了防泄漏措施，加强了对燃油系统泄漏情况的检查，但关泵停车问题仍时有发生。最后，通过进一步分析故障发生的特点和现象，发现燃油管路中存在未排尽的空气，在进行关泵检查工作时，发生了发动机燃油泵气塞问题，导致进入发动机燃烧室的燃油流量突然减少。

发动机燃油泵气塞必须具备两个条件：一是管路里有气体能随燃油进入齿轮泵，二是齿轮泵出口存在燃油，将空气封闭在齿轮泵中。发动机工作时齿轮泵存在燃油是不言而喻的。为查找燃油管路中的空气，对发动机低压燃油系统（见图1）进行逐一排查，发现燃油压力传感器管道由于安装位置末端上翘，使得管路内不仅存在空气，而且在增压泵工作1分钟时不会被排出，但在发动机进行关泵停车动作时这部分空气才可能进入发动机的燃油管路，从而进入发动机燃油泵，造成齿轮泵内气塞，流量降低，从而导致发动机熄火停车。

根据发生故障的时机特点，判断在故障发生时直升机燃油管路中没有燃油，此时管道中的气体压力为当地气压，假定为1个大气压，管道容积为V;在接通增压泵后，燃油将管道中的空气压缩后，气压为1.2个大气压，气体容积为V1;在关闭增压泵时，气体压力为0.8个大气压，容积为V2。根据气体状态方程，在温度不变的情况下，PV=常数，结果是V2>V，即此时从测压管中有一股空气进入燃油管路。经计算，V2-V=3.5cm3，见图2。故障发生后，管路中的空气就被排出，这也是为什么只在三个特定时机出现发动机关泵停车故障，且故障发生后不会立即复现的原因。

2.3排故措施

上述分析表明，由于测压管路的安装角度问题，打开增压泵后管路中的空气是无法排出的。如果改变测压管路的安装角度，使管路末端不上翘，那么气体就是可以排出的，也就不会发生关泵停车故障。因此，排故措施是将测压管路的安装角度控制在90°以內。

2.4故障排查验证

理论分析，发动机停车的原因是燃油增压泵关闭后形成气塞，使得发动机工作异常，导致熄火停车。通过在试车台和直升机上的排查验证，确定了故障原因并验证了改进措施。

3启示

从16起直9系列直升机关泵停车故障的发生、调查、分析和验证，得到以下几点启示。

1）异常现象必有对应的原因。

2）专业基础对排除故障非常重要。

3）在问题未经再现情况下，不能轻易下结论。

4）不能就事论事，要善于发现规律（停放、定检）。

5）高度重视油路，确保不积气，包括燃油、滑油、液压油。