某渦槳發(fā)動機冬季起動困難的判斷與對策

【摘 要】某渦槳發(fā)動機服役幾十年，每到冬季頻頻出現(xiàn)起動困難的情況，用戶迫切需要了解影響起動困難的主要原因，以及如何解決該問題。針對某渦槳發(fā)動機起動過程中電路、油路、氣路等各個環(huán)節(jié)，對外場發(fā)生的起動困難進行說明，并通過大量收集外場起動困難的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的梳理和分析，闡述如何采用簡單易行的方法判斷影響起動困難的因素，并給出針對性排故措施和最終解決對策。

【關鍵詞】渦槳發(fā)動機 起動困難 判斷與對策

1 前言

某渦槳發(fā)動機在冬季低溫起動時，常出現(xiàn)起動不點火的現(xiàn)象，而熱態(tài)發(fā)動機起動不存在問題。多年來一直困擾著我們，給使用維護帶來不便，特別是在執(zhí)行任務中，發(fā)動機起動不成功給用戶造成極壞的影響。大多數(shù)情況下用地面70伏電源車起動，點火轉速可上升到24%而不成功，但用飛機上的小渦輪60伏電源起動，點火轉速僅能上升到17%卻成功率高。在低溫情況下，用專用的加溫車對發(fā)動機尾噴口、發(fā)動機短艙進行加溫，發(fā)動機起動成功率也高。通過多年來外場經(jīng)驗積累，對某渦槳發(fā)動機起動困難中電、油、氣等影響因素進行分析判斷，制定出針對性很強的解決辦法。

2 發(fā)動機冬季起動困難分析

某渦槳發(fā)動機起動點火的時間是25秒[1]。從電嘴跳花開始，到第9秒起動噴嘴噴油點火、第20秒發(fā)動機主噴嘴噴油點火，至第25秒結束，點火器能否點著發(fā)動機主噴嘴的關鍵時間是第20秒到第25秒，同時在第20秒的發(fā)動機轉速高低對點火器的點火性能也是很重要的因素。

在冬季大氣溫度較低的情況下，經(jīng)常出現(xiàn)起動點火困難的故障，嚴重影響了產(chǎn)品質量聲譽，通過收集大量起動困難的情況，進行統(tǒng)計分析。由此，我們認真地考慮了許多可能的解決辦法，進行了大量的理論分析和實驗驗證工作，最終我們認定影響某渦槳發(fā)動機冬季起動點火成功率主要有以下幾點：⑴ 冬季時燃油在發(fā)動機點火器、燃燒室內(nèi)霧化程度低、效果差；⑵ 電嘴效率低；隨著使用時間的增加，點火線圈老化導致火花強度減弱；⑶ 燃油調(diào)節(jié)器初期供油平臺壓力低影響發(fā)動機燃燒室點火；⑷ 發(fā)動機整個起動系統(tǒng)之間不匹配，導致起動困難。

3 冬季起動困難的判斷和對策

現(xiàn)場判斷起動不成功主要原因的簡單方法是：發(fā)動機按正常程序進行起動，在按下起動按鈕后9～20秒（或者觀察螺旋槳轉動后的7～18秒）期間，觀察發(fā)動機尾噴口是否有蘭煙冒出（大量的、少量的或無蘭煙），起動不成功停車后，檢查左、右電嘴上是否有煤油跡（無油跡、有油跡），檢查電嘴火花情況。

3.1 點火器未點燃的判斷與處理

如果是因為發(fā)動機點火器未點燃，導致的發(fā)動機起動不成功，從外面觀察發(fā)動機的起動過程，螺旋槳在轉動后7～18秒期間，發(fā)動機尾噴口將觀察不到蘭煙冒出，檢查電嘴會發(fā)現(xiàn)有煤油跡或者電嘴火花很弱且僅有一點。

該類情況的現(xiàn)場處理辦法為：⑴ 更換或串裝點火良好的點火器；⑵檢查或更換電嘴，確保電嘴跳火范圍在80%以上，最好是滿圈；⑶ 更換點火線圈。

通過上述檢查和更換部分零部件后，能夠順利解決此類原因導致的起動困難問題。

3.2 發(fā)動機燃燒室未點燃的判斷與處理

發(fā)動機正常起動時，從外面觀察發(fā)動機的起動過程，螺旋槳在轉動后7～18秒期間，發(fā)動機尾噴口可觀察到蘭煙冒出，檢查電嘴干燥，我們可以判斷出該發(fā)動機是因為燃燒室未點燃導致的起動失敗。

此類情況的現(xiàn)場處理辦法為：（1）提高燃油調(diào)節(jié)器初期供油平臺壓力的方法解決。將燃油調(diào)節(jié)器的16號螺釘反1～3格（增油），17號螺釘反1～2格（減油）；（2）采用飛機小渦輪60伏電壓進行起動；由于小渦輪帶動發(fā)動機轉速僅能達到17%，該轉速下有利于發(fā)動機點火，因而在特殊情況下，可以采用飛機小渦輪60伏起動。（3）采用延長發(fā)動機點火時間來解決。在起動過程中采用接通空中起動電門的方法進行起動，延長發(fā)動機點火時間至10秒，使發(fā)動機主火炬有充分時間來點燃，起動成功率可達80%以上。

3.3起動困難疑難情況的對策

3.3.1 發(fā)動機加溫

通過上述方法仍然不能排除起動困難問題時，說明該臺發(fā)動機在起動上存在系統(tǒng)問題，要解決此類發(fā)動機冬季起動困難問題，需要在發(fā)動機起動前對其進行加溫，通過加溫的手段，至今外場發(fā)動機都能起動成功，但是給發(fā)動機加溫的時間和準備工作時間均較長，一般機場無法提供這些保障。

加溫方法：利用加溫車從發(fā)動機尾噴口和發(fā)動機短艙吹熱空氣（空氣溫度為80℃～90℃），吹熱空氣的時間根據(jù)環(huán)境溫度來確定，一般持續(xù)加溫120分鐘左右即可，加溫后冷轉發(fā)動機，可將發(fā)動機滑油系統(tǒng)加溫至20℃左右，在這種情況下，幾乎所有發(fā)動機可以正常起動。

3.3.2 左右點火器互換

根據(jù)燃燒基本原理，發(fā)動機左、右點火器互換進行模態(tài)分析，互換后，氣流撞擊到裙部通道的壁面后改變方向，在擋流板和點火器球形壁面的共同作用下，氣流渦心位置發(fā)生了改變，更加偏向右側電嘴位置，解決了燃油霧化程度、油氣比例、點火器中空氣流動方向和流速等影響因素，使氣流流速降低壓力升高，有利于點火，且對發(fā)動機工作無影響，能保證滿足各種氣候條件下的點火起動問題（低溫、高寒、高原）。

在點火器不進行大量改進的前提下，將左、右點火器進行互換，點火器互換安裝，接口完全一致，可以滿足安裝要求，同時點火器正面進氣改成背向進氣，可以解決某渦槳發(fā)動機起動困難問題。

4 運用

從2010年以來，在冬季使用中只要出現(xiàn)起動困難，通過采用最簡單的左、右點火器互換方法，在現(xiàn)有使用環(huán)境下，均能保證一次起動成功，成功率100%。

參考文獻：

[1]《XX6系列發(fā)動機維修手冊》.南方公司2005年編制.

作者簡介：王學林（1971—），男，湖南長沙人，工程師，研究方向：外場技術服務和保障。