某型發(fā)動機起動不成功案例分析

陳沛樹 陳銀

摘要：通過對某型發(fā)動機在機務(wù)維修過程中地面起動不成功現(xiàn)象的分析探索，找出故障點，研究排故方法，為同類故障的解決提供參考。

關(guān)鍵詞：燃油分配器;發(fā)動機綜合調(diào)節(jié)器;離散指令

1故障現(xiàn)象

某型飛機進行發(fā)動機啟封試車時，在前兩次起動工作都正常的情況下，第三次起動時雖然渦輪起動機正常起動，但發(fā)動機N2轉(zhuǎn)速上升到21%后不再上升，發(fā)動機起動不成功。

使用空中起動電門檢查發(fā)動機點火電嘴，工作正常，再次起動發(fā)動機仍不成功。對發(fā)動機再次進行起動檢查，發(fā)現(xiàn)按下起動按鈕后起動信號燈工作正常，渦輪起動機排氣風(fēng)門開啟角度符合規(guī)定，渦輪起動機工作正常，發(fā)動機N2轉(zhuǎn)速能達(dá)到21%，但發(fā)動機未點火。當(dāng)起動時間達(dá)到50s時，發(fā)動機自動停止起動，過程中觀察到發(fā)動機尾噴口處于大噴口狀態(tài)，噴口內(nèi)無積油（即不供油、不點火）。

2原理分析

從故障現(xiàn)象判斷，渦輪起動機工作正常，能夠?qū)l(fā)動機N2轉(zhuǎn)速帶轉(zhuǎn)到21%，但發(fā)動機沒有點火，沒有供油。根據(jù)發(fā)動機地面起動程序（見圖1）并結(jié)合故障現(xiàn)象初步判斷，發(fā)動機起動不成功是由發(fā)動機起動控制系統(tǒng)或發(fā)動機起動燃油系統(tǒng)工作不正常引起的。

2.1發(fā)動機起動點火電氣工作原理簡介

當(dāng)自動起動裝置的A1定時機構(gòu)工作10s時，接通K27繼電器接點2、1，繼電器K11工作，接通發(fā)動機起動點火線圈（當(dāng)N2≥35%時斷開），起動點火線圈內(nèi)兩個電容點火器將輸入的27V電壓轉(zhuǎn)換為半導(dǎo)體電嘴點火所需的3000V電壓，由兩條屏蔽高壓電纜分別傳輸?shù)桨l(fā)動機主燃燒室點火裝置的半導(dǎo)體點火電嘴上，形成發(fā)動機點火。

2.2發(fā)動機起動供油和調(diào)節(jié)電氣工作原理分析

當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速N2 >15%時，發(fā)動機綜合電子調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出27V電壓信號，經(jīng)定時機構(gòu)A1的22s、25s開關(guān)，使定時機構(gòu)A2、繼電器K2工作（若A1工作22s時N2<15%，則A1的22s開關(guān)轉(zhuǎn)換，電壓信號由自動起動裝置的Xl插頭6號針輸出，使定時機構(gòu)A2、繼電器K2工作），K2工作后發(fā)動機燃油分配器上的補油電磁活門工作，形成發(fā)動機供油。

燃油分配器上的補油電磁活門按起動時間控制方式工作時，電路接通路線如圖2所示。燃油分配器上的補油電磁活門按N2轉(zhuǎn)速控制方式工作時，電路接通路線如圖3所示。

燃油分配器上的補油電磁活門正常工作時，在N2≤15%或t=22s以前，分配器內(nèi)部的活門都在初始位置，主泵的來油經(jīng)燃油斷油隨動活塞流回離心式燃油增壓泵進口，不向主副油路供油。在N2>15%或者t=22s以后，補油電磁活門工作，一方面接通燃油斷油隨動活塞左邊的油路，使燃油斷油隨動活塞克服彈簧力右移，斷開主泵的來油經(jīng)燃油斷油隨動活塞回離心式燃油增壓泵進口的油路;另一方面接通斷油隨動活塞活門右邊的油路，使定壓油向副油路補油，主泵的定量油與不定量油一起向燃燒室供油。

如果N2≥35%離散指令故障，將直接導(dǎo)致K27繼電器工作，K27繼電器接點2、1斷開，造成K11繼電器不工作。K11不工作后，一方面發(fā)動機點火器不工作，發(fā)動機不能正常點火;另一方面在N2≥15%或t=22s后，補油電磁活門不工作。

3故障定位及排除

根據(jù)現(xiàn)場檢查情況，互換左右發(fā)動機的自動起動裝置后，再次起動故障發(fā)動機仍不成功，故障現(xiàn)象與之前一致，說明故障不是由自動起動裝置引起的。隨后測量故障發(fā)動機起動燃油壓力和燃油急增壓力，發(fā)現(xiàn)油壓表無指示。分析認(rèn)為，如果燃油分配器上的補油電磁活門一直處于關(guān)斷位置（電磁活門斷電），則分配器活門無法打開，主副輸油圈就沒有供油，也就測量不到油壓。

于是進行雙發(fā)假開車，用三用表對左右發(fā)動機主燃油分配器（PT-31BT1）上的補油電磁活門插頭進行對比測量，發(fā)現(xiàn)故障發(fā)動機主燃油分配器上的補油電磁活門插頭有27V電壓，而無故障的發(fā)動機主燃油分配器上的補油電磁活門插頭沒有27V電壓，說明故障原因仍在起動控制系統(tǒng)。由于已經(jīng)檢查過故障發(fā)動機自動起動裝置，其工作正常，排除了發(fā)動機自動起動裝置故障。

根據(jù)原理分析，如果發(fā)動機綜合調(diào)節(jié)器內(nèi)部N2≥35%指令模塊故障，也可能導(dǎo)致補油電磁活門不供電。正常工作情況下，一是N2轉(zhuǎn)速達(dá)到15%進行控制;二是按發(fā)動機起動到22s時控制。在自動起動裝置完好的情況下，如果綜合調(diào)節(jié)器提前輸出N2≥35%信號，將使綜合調(diào)節(jié)器內(nèi)部K27繼電器工作，K11繼電器斷電，K2繼電器不能接通，導(dǎo)致燃油分配器補油電磁活門不工作。

測量發(fā)現(xiàn)，故障發(fā)動機綜合調(diào)節(jié)器（KPД-99Б）向發(fā)動機自動起動裝置發(fā)出了N2≥35%離散指令信號，所以初步判斷故障發(fā)動機綜合調(diào)節(jié)器（KPД-99Б）工作不正常，導(dǎo)致自動起動裝置斷開起動電路，使發(fā)動機無法正常起動。

對故障發(fā)動機的綜合調(diào)節(jié)器進行更換，并在校驗新的發(fā)動機綜合調(diào)節(jié)器通道后進行發(fā)動機假開車。假開車過程中測量到發(fā)動機主燃油分配器上的補油電磁活門仍有27V電壓。隨后進行發(fā)動機正常起動，起動仍不成功，故障現(xiàn)象與之前一致。

再次進行故障發(fā)動機假開車，測量燃油分配器后的起動燃油壓力和燃油急增壓力，油壓仍為零，此時懷疑主泵工作不正常，導(dǎo)致無油壓輸入;測量發(fā)動機燃油分配器前油壓，發(fā)現(xiàn)燃油壓力只有5.2kg/cm²，而假開車測得的無故障發(fā)動機燃油分配器前油壓為12.5kg/cm²。分析認(rèn)為是故障發(fā)動機燃油分配器內(nèi)部原因?qū)е碌牟还┯停拱l(fā)動機無法正常起動。更換該燃油分配器后，假開車測得的燃油壓力符合規(guī)定，燃油分配器前油壓為13kg/cm²，燃油分配器后的油壓為7.4kg/cm²。隨后進行發(fā)動機正常起動，起動參數(shù)符合規(guī)定值，發(fā)動機起動成功，故障排除。

對拆下的燃油分配器進一步檢查，發(fā)現(xiàn)補油電磁活門插座底部的插針有兩根完全倒下，造成信號中斷。

4總結(jié)與反思

通過分析可知，導(dǎo)致這次故障的原因有兩個方面：

1）發(fā)動機綜合調(diào)節(jié)器離散指令組件內(nèi)補油電磁活門轉(zhuǎn)速指令監(jiān)測通道中N2≥35%模塊故障。

2）發(fā)動機燃油分配器的補油電磁活門插針倒歪搭地，導(dǎo)致電磁活門不工作。

這起故障是由燃油分配器補油電磁活門和綜合調(diào)節(jié)器離散指令組件失效造成的綜合性故障，故障現(xiàn)象互相重疊，容易混淆排故人員思路。發(fā)動機的起動是個邏輯時序過程，涉及多個專業(yè)的多個系統(tǒng)，各系統(tǒng)之間信號交聯(lián)復(fù)雜。實際排故中需根據(jù)系統(tǒng)工作原理，了解主要信號的傳輸情況，不僅要從系統(tǒng)本身人手，還要注意與之關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)。現(xiàn)代飛機、發(fā)動機上的機電一體化程度很高，排故時經(jīng)驗固然重要，但為減少不必要的工序，還需具體情況具體分析，先分析原理后動手、先易后難，盡量先排除電氣部分出問題的可能性，再分析機械部分。