某型渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)速懸掛故障分析

田樂(lè)　張韓濤

摘 要：某型無(wú)人機(jī)進(jìn)行地面試車(chē)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)左側(cè)噴管出現(xiàn)明火，發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)轉(zhuǎn)速懸掛故障，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器自動(dòng)收起動(dòng)-停車(chē)桿拉停車(chē)。該型無(wú)人機(jī)配備某型渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)，本文針對(duì)這次起動(dòng)故障進(jìn)行了深入分析，提出了故障診斷方法，為外場(chǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)；轉(zhuǎn)速懸掛；起動(dòng)電磁活門(mén)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.027

1 引言

某型渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)因其高可靠性及低油耗列裝于某型長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)。在外場(chǎng)保障一次地面試車(chē)時(shí)，該型渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管出現(xiàn)明火，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器報(bào)轉(zhuǎn)速懸掛故障。通常情況，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速懸掛是由于發(fā)動(dòng)機(jī)供油不足或者發(fā)動(dòng)機(jī)供氣不足導(dǎo)致；而尾噴管?chē)娒骰饎t由發(fā)動(dòng)機(jī)富油引發(fā)。發(fā)動(dòng)機(jī)供油不足與富油，二個(gè)看似矛盾的現(xiàn)象卻同時(shí)出現(xiàn)在本次故障的原因分析中，對(duì)故障的分析造成一定困擾。本文針對(duì)這次故障進(jìn)行深入分析，并對(duì)故障進(jìn)行定位，為今后發(fā)動(dòng)機(jī)外場(chǎng)相似故障的排除提供了診斷思路。

2 故障現(xiàn)象

某型無(wú)人機(jī)進(jìn)行地面試車(chē)時(shí)：第一次起動(dòng)過(guò)程中，機(jī)務(wù)人員發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)左側(cè)噴管有明火，飛行員拉停發(fā)動(dòng)機(jī)；經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷運(yùn)轉(zhuǎn)后，進(jìn)行第二次試車(chē)，第二次起動(dòng)過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)左側(cè)噴管仍有明火，且ng轉(zhuǎn)速達(dá)到26%后不再上升，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器報(bào)起動(dòng)失敗及轉(zhuǎn)速懸掛故障并自動(dòng)收起動(dòng)-停車(chē)桿關(guān)車(chē)。

機(jī)務(wù)人員下載飛參數(shù)據(jù)查看后發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)供油管路壓力正常，渦輪間溫度為730℃，未超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)溫度限制；對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的外部情況進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常情況；使用孔探儀對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道、自由渦輪及放氣活門(mén)內(nèi)部進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)離心葉輪罩處有油跡。

3 故障分析

故障分析見(jiàn)圖1。發(fā)動(dòng)機(jī)供油路分為起動(dòng)供油與甩油盤(pán)供油。起動(dòng)時(shí)，首先由起動(dòng)放油電磁活門(mén)向發(fā)動(dòng)機(jī)供油；待發(fā)動(dòng)機(jī)ng轉(zhuǎn)速到30%以上，增壓活門(mén)向甩油盤(pán)供油，同時(shí)起動(dòng)放油電磁活門(mén)停止向發(fā)動(dòng)機(jī)供油。根據(jù)本次開(kāi)車(chē)數(shù)據(jù)分析，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，ng轉(zhuǎn)速最大為26%，未達(dá)到30%，此時(shí)僅起動(dòng)放油電磁活門(mén)向發(fā)動(dòng)機(jī)供油，排除甩油盤(pán)供油故障可能。

起動(dòng)放油電磁活門(mén)由起動(dòng)磁活門(mén)、起動(dòng)放油活門(mén)組成。其中起動(dòng)電磁活門(mén)有從離心葉輪來(lái)的P2引氣管，由離心葉輪罩處油跡初步判斷為起動(dòng)電磁活門(mén)故障。

4 起動(dòng)電磁活門(mén)簡(jiǎn)介

起動(dòng)電磁活門(mén)工作示意如圖2，其中再?lài)娪吐?lián)鎖壓力開(kāi)關(guān)（3）串聯(lián)在起動(dòng)電磁活門(mén)電源系統(tǒng)正線(xiàn)中，該開(kāi)關(guān)根據(jù)P2壓力斷開(kāi)其觸點(diǎn)，進(jìn)而切斷電磁供油活門(mén)供油電路，使電磁活門(mén)關(guān)閉。

在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中，再?lài)娪吐?lián)鎖壓力開(kāi)關(guān)（3）在彈簧力作用下觸電閉合，電磁活門(mén)（1）通電并打開(kāi)，燃油由“E”經(jīng)“A”流向“S”進(jìn)而流入起動(dòng)噴嘴。此時(shí)燃油壓力大于P2引氣壓力，球形活門(mén)（2）切斷通向“S”的空氣。當(dāng)P2壓力達(dá)到0.0925MPa時(shí)，再?lài)娪吐?lián)鎖壓力開(kāi)關(guān)（3）觸點(diǎn)在P2壓力下斷開(kāi)，電氣系統(tǒng)斷開(kāi)，電磁活門(mén)（1）的電磁鐵斷電進(jìn)而關(guān)閉“A”，不再向起動(dòng)噴嘴供油，與此同時(shí)P2空氣壓力壓開(kāi)球形活門(mén)（2），并持續(xù)向起動(dòng)噴嘴吹風(fēng)，以防止起動(dòng)噴嘴堵塞。

發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)過(guò)程中，當(dāng)P2壓力下降至0.0675MPa時(shí)，再?lài)娪吐?lián)鎖壓力開(kāi)關(guān)（3）在彈簧力作用下觸點(diǎn)閉合，電氣系統(tǒng)接通，從而為再次起動(dòng)做好準(zhǔn)備。

5 故障定位及驗(yàn)證

結(jié)合故障現(xiàn)象及發(fā)動(dòng)機(jī)檢查結(jié)果，綜合分析故障原因?yàn)槠饎?dòng)電磁活門(mén)（圖2）中球形活門(mén)（2）卡滯。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)ng轉(zhuǎn)速小于30%，此時(shí)引氣壓力小于0.0925MPa，電磁活門(mén)（1）打開(kāi)。燃油自“E”經(jīng)“A”流向“S”時(shí)，由于球形活門(mén)（2）卡滯，部分燃油經(jīng)P2引氣管路泄露至發(fā)動(dòng)機(jī)流道，使發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際供起動(dòng)噴嘴油量減少，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)轉(zhuǎn)速懸掛；因泄露至發(fā)動(dòng)機(jī)流道的燃油沒(méi)有霧化，所以無(wú)法在燃燒室點(diǎn)燃。當(dāng)起動(dòng)噴嘴的油被點(diǎn)燃后，泄露至發(fā)動(dòng)機(jī)流道的燃油被使吹至渦輪后并霧化，此時(shí)隨著渦輪后溫度迅速上升，泄露的燃油被點(diǎn)燃，噴管出現(xiàn)明火，但不能對(duì)渦輪做功。綜上原因，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速懸掛并伴有尾噴管明火。

更換起動(dòng)電磁活門(mén)，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)成功，工作正常。

6 小結(jié)

本文關(guān)于某型渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)速懸掛的故障分析為該型發(fā)動(dòng)機(jī)外場(chǎng)排故提供了依據(jù)；對(duì)轉(zhuǎn)速懸掛及噴火這種多問(wèn)題復(fù)合故障的排除提供可借鑒的思路。

作者簡(jiǎn)介：田樂(lè)（1991-），男，陜西綏德人，本科，助理工程師，研究方向：飛機(jī)維修保障。