vsv系统对cfm56发动机喘振的影响分析

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1、第11卷第20期2011年7月科学技术与工程Vo1．11No．20July2011167l一1815(2011)20—4934—04ScienceTechnologyandEngineering@2011Sci．Tech．Engng．VSV系统对CFM56发动机喘振的影响分析李世林(中国民航飞行学院航空工程学院，广汉618307)摘要航空发动机喘振是发动机衰退过程中的常发的故障，而发动机VSV系统的工作状态直接影响发动机的喘振裕度。以cFM56_3发动机的VSV系统为研究对象，讨论其工作机理，分析其对处于衰退期的cFM56—3发动机稳定工作的影响，提出相应的维修

2、注意事项。从而为研究以VSV故障为诱因的喘振提供理论依据，为相关维修提供工程参考。关键词喘振可调静子叶片(VariableStatorVane，VSV)系统CFM56中图法分类号V235．13；文献标志码ACFM56。3发动机自从20世纪80年代作为波音流到后面转子叶片的气流角度合适。当压气机转737Classic的动力装置被大量引入我国，目前已经速增加时，静子叶片角度逐渐开大。当高压油供人进入衰退阶段。为了防止发动机因为可调静子叶头腔时，VSV作动筒中的活塞杆向后运动(伸出位片系统(VSV，VariableStatorVane)故障而诱发喘置)，从而控制主控制

3、杆使IGV和第三级摇臂向上振，有必要对其机理和维护措施进行研究。发动机(右侧则向下)；第一级和第二级摇臂向下(右侧则喘振是气流以大迎角流入压气机，在叶背处形成严向上)。摇臂移动信号传到动作环，进而使每一个重的分离，引起压气机出口气流压力和流量强烈脉单独的叶片都处于偏关位置。当高压油供人尾腔动的周期性振荡现象。发动机发生喘振时，会导致时，VSV作动筒中的活塞杆向前运动(收回位置)，发动机偏离其正常工作状态，严重时会导致机件损从而控制主控制杆使IGV和第三级摇臂向下(右侧伤、发动机熄火等严重故障。当发动机的VsV发生故则向上)；第一级和第二级摇臂向上(右侧则向下)。

4、障时，压气机流量系数异常，时常会导致发动机喘振。摇臂移动信号传到动作环，进而使每一个单独的叶片都处于偏开位置。1VSV系统组成连接耳片CFM56．3发动机的VSV系统由两个作动筒、两个双摇臂组件、连杆机构以及一条柔性反馈钢索组成_lJ。两个VSV作动筒安装在高压压气机前静子机匣上1：30和7：30位置上，柔性反馈钢索与7：3O位置上的Vsv作动筒相连，VSV系统结构如图1所示。高压压气机的进口导向叶片第一级、第二级、第三极静子叶片都是可调的。当压气机转速从其设计值降低时，可调静子叶片角度逐渐关小，以使2011年4月8日收到作者简介：李世林(1978一)，成都市人

5、，讲师，博士研究生，研究方燃油向：航空工程。图1VSV系统结构框图20期李世林：VSV系统对CFM56发动机喘振的影响分析4935VSV系统能使发动机在很大的工作范围内保作动筒的头腔或尾腔，而另一边就通回油。当叶片持良好的压气机特性，使发动机不会发生喘振。到达预定位置时，反馈机构重新定位控制阀使作动VSV系统能改变高压压气机进口导向叶片和三级筒信号保持稳定。可调静子叶片的角度，使得压气机的低压级与高压级空气动力上相匹配。VSV叶片位置的变化改变2喘振诱因了通过转子叶片气流的角度，而气流角度决定了压气机每一级的压缩特性(气流方向和速度)，确保流诱发发动机喘振的原因

6、很多，包括VBV控制失量系数C处于正常范围J。效、主发动机控制器失效等，其中VSV故障主要包C。=Cla／u(1)括以下几点。式(1)中C。为气流轴向流速，为压气机叶片轴向2．1VSV作动器校正不正确速度。当VSV作动器校正不正确时候，将会使作动环VSV根据压气机工作参数(高压压气机进口温不正确，将会使VSV的位置不正确。当VSV偏关度CIT和核心发动机转速N2)改变位置，低压级自时候，VBV偏开会造成启动和加速变慢，不容易出动匹配，使发动机在各种工作状态下保持良好的气现喘振。当VSV偏开时候，VBV偏关将会引起气流流特性和压气机特性。VSV的控制规律如图2量偏

7、大，使工作叶轮进口处绝对速度在发动机轴向所示。分量上升，流量系数偏大，气流在叶盆处发生分离，主发动机控制器(MEC，MainEngineContro1)使叶片通道变小，从而造成涡轮状态，从而使后面提供燃油压力通过VSV作动筒来控制VSV的位几级的气流量减小，造成后面几级的攻角变大，使置。MEC包含一个3D凸轮，它是由N2、CIT和VSV气流在叶背处发生分离，当这种气流分离严重扩展反馈机构传输到控制组件的信号来定位的。而至整个叶栅通道时候，将发生喘振。VSV控制阀的位置则是行程凸轮位置和反馈信号2．2VSV反馈钢索静态校正不正确比较的结果。VSV反馈钢索静态校准不

8、正确时候，将会使钢索的紧