某型發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停車分析

孫護(hù)國(guó)，曾義倫，葉斌，劉少杰

（1.海軍航空工程學(xué)院青島校區(qū)，山東 青島 2 6 6 0 4 1；2.中國(guó)人民解放軍9 2 0 7 4部隊(duì)，浙江 寧波 3 1 5 0 2 1）

某型發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停車分析

孫護(hù)國(guó)1，曾義倫2，葉斌1，劉少杰1

（1.海軍航空工程學(xué)院青島校區(qū)，山東 青島 2 6 6 0 4 1；2.中國(guó)人民解放軍9 2 0 7 4部隊(duì)，浙江 寧波 3 1 5 0 2 1）

某型發(fā)動(dòng)機(jī)多次在起動(dòng)成功后出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停車。本文結(jié)合自動(dòng)停車時(shí)的現(xiàn)象，分析了導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停車的條件。以及放氣活門的工作原理，結(jié)合放氣活門的工作情況，找出了引起該故障的原因，并給出了故障排除方法。

停車；放氣活門；壓差；靜壓

某型燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)既可向起動(dòng)主發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣起動(dòng)機(jī)提供壓縮空氣源，又能在主發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)向機(jī)上設(shè)備提供交流電。

該型發(fā)動(dòng)機(jī)在起動(dòng)、空載和加載等各狀態(tài)工作時(shí)，通過(guò)電子調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)控制。其中電子調(diào)節(jié)器能夠通過(guò)自動(dòng)停車實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)異常工作時(shí)的保護(hù)。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停車條件

該型發(fā)動(dòng)機(jī)在地面運(yùn)行時(shí)，滿足下列條件之一會(huì)自動(dòng)停車。這些條件包含：起動(dòng)階段燃?xì)獬瑴?；起?dòng)后在規(guī)定的時(shí)間未進(jìn)入空載狀態(tài)；起動(dòng)過(guò)程中電壓過(guò)低；滑油壓力過(guò)低，并持續(xù)一定時(shí)間以上；滑油溫度過(guò)高；工作時(shí)燃?xì)獬瑴兀话l(fā)動(dòng)機(jī)超轉(zhuǎn)；發(fā)動(dòng)機(jī)艙起火；滑油濾堵塞；工作轉(zhuǎn)速偏低；主發(fā)動(dòng)機(jī)引氣完畢后放氣活門未打開；燃油濾堵塞。

在空中滿足下列條件之一，將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停車：滑油壓力過(guò)低，并持續(xù)一定時(shí)間以上；工作時(shí)燃?xì)獬瑴?；發(fā)動(dòng)機(jī)超轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速過(guò)低；主發(fā)動(dòng)機(jī)引氣完后放氣活門未打開。

2 自動(dòng)停車時(shí)的現(xiàn)象

在進(jìn)行該型發(fā)動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)時(shí)，按下起動(dòng)按鈕后發(fā)動(dòng)機(jī)正常點(diǎn)火，轉(zhuǎn)速與聲音正常上升，持續(xù)一定時(shí)間后“工作”信號(hào)盤（見圖1）亮，持續(xù)幾秒后“工作”信號(hào)盤滅，同時(shí)“故障”信號(hào)盤（見圖1）亮，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停車。在出現(xiàn)此故障的初期，出現(xiàn)自動(dòng)停車后再次起動(dòng)又一切正常，故障消失。另?yè)?jù)飛行員反映，空中也出現(xiàn)類似現(xiàn)象。在故障的后期，每次起動(dòng)后都將自動(dòng)停車。

3 原因分析與排故

3.1 初步分析

從故障現(xiàn)象可知，此故障在地面和空中都曾出現(xiàn)，查找對(duì)比地面和空中自動(dòng)停車的各項(xiàng)條件，發(fā)現(xiàn)“工作時(shí)燃?xì)鉁囟瘸瑴亍?、“轉(zhuǎn)速超轉(zhuǎn)”、“滑油壓力過(guò)低并持續(xù)一定時(shí)間以上”、“主發(fā)動(dòng)機(jī)引氣完畢后放氣活門未打開”的其中一項(xiàng)可能是造成此故障的原因?？紤]“工作時(shí)燃?xì)獬瑴亍?、“轉(zhuǎn)速超轉(zhuǎn)”、“滑油壓力過(guò)低并持續(xù)一定時(shí)間以上”這些條件只要其中一項(xiàng)出現(xiàn)，該型發(fā)動(dòng)機(jī)操縱控制臺(tái)上的相應(yīng)信號(hào)盤（見圖1）就會(huì)亮起，除非信號(hào)盤線路異常。

圖1 某型發(fā)動(dòng)機(jī)操縱控制臺(tái)

隨后檢查信號(hào)盤線路及停車控制線路均正常，更換電子調(diào)節(jié)器故障也并未消失。最后認(rèn)為故障最大可能是由“主發(fā)動(dòng)機(jī)引氣完畢一定時(shí)間內(nèi)放氣活門未打開”所造成的。

3.2 原理分析

正常情況下，放氣活門打開和關(guān)閉的控制是由其本身的機(jī)械結(jié)構(gòu)和作用在活門內(nèi)部的氣動(dòng)力決定的?？諝馔ㄟ^(guò)引氣管和流量管，在流量管后根據(jù)情況分別通往主發(fā)動(dòng)機(jī)引氣管路和放氣活門。

流量管為文氏管結(jié)構(gòu)，根據(jù)伯努利方程：

P＋0.5 ρV 2=C；V=Q/A

其中C為常量，P、ρ、V、Q、A分別為氣體的靜壓、密度、速度、容積流量和截面積。由以上公式可以看出：氣流截面由粗變細(xì)，流速變快；且流速高處?kù)o壓低。

在圖2中，放氣活門的接管嘴2處的氣體壓力P 1來(lái)自細(xì)截面端，法蘭盤1處氣體壓力P 2來(lái)自粗截面端，P 1和P 2存在壓差ΔP。P 1使放氣活門關(guān)閉，P 2使放氣活門打開。當(dāng)活門打開時(shí)，微型開關(guān)4（見圖2）向電子調(diào)節(jié)器發(fā)出“打開”信號(hào)；活門關(guān)閉時(shí)，微型開關(guān)4斷開觸點(diǎn)，停止發(fā)出“打開”信號(hào)。

圖2 放氣活門外觀圖

正常情況下：發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之前P 1、P 2分別為0；在起動(dòng)過(guò)程中，P 1＜P 2，活塞向下移動(dòng)，直到氣壓差由彈簧力平衡，放氣活門在一定位置打開，這時(shí)微型開關(guān)4向電子調(diào)節(jié)器發(fā)出“打開”信號(hào)；在發(fā)動(dòng)機(jī)完成起動(dòng)后進(jìn)入空轉(zhuǎn)工作狀態(tài)此信號(hào)也應(yīng)該一直保持。當(dāng)主發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣起動(dòng)機(jī)開始引氣瞬間，進(jìn)入放氣活門的氣體流量降低，P 1＞P 2，活塞向上移動(dòng)，放氣活門自動(dòng)關(guān)閉，微型開關(guān)4才停止發(fā)出“打開”信號(hào)。

結(jié)合故障現(xiàn)象，判斷故障原因是：在發(fā)動(dòng)機(jī)完成起動(dòng)，進(jìn)入空轉(zhuǎn)后，在還沒(méi)進(jìn)行引氣時(shí)，微型開關(guān)4已經(jīng)停止發(fā)出“打開”信號(hào)，在信號(hào)停止幾秒后，電子調(diào)節(jié)器判斷“主發(fā)動(dòng)機(jī)引氣完畢幾秒內(nèi)放氣活門未打開”條件成立（“引氣完畢”的信號(hào)由空氣起動(dòng)機(jī)退出工作時(shí)發(fā)出至電子調(diào)節(jié)器，此時(shí)空氣起動(dòng)機(jī)不引氣，所以“引氣完畢”的信號(hào)是存在的），發(fā)出了自動(dòng)停車指令。

通過(guò)上述分析，認(rèn)為放氣活門微型開關(guān)4自身故障或壓差ΔP變化引起微型開關(guān)4非正常工作，是導(dǎo)致“主發(fā)動(dòng)機(jī)引氣完畢一定時(shí)間內(nèi)放氣活門未打開”的直接原因。

3.3 故障定位

考慮放氣活門內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，且工作時(shí)間不足5 0 h，放氣活門自身故障的可能性不大，因安裝位置狹小更換放氣活門也較為困難，所以先考慮“壓差ΔP變化”這一因素。

根據(jù)電子調(diào)節(jié)器內(nèi)部設(shè)定的程序，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定之后，經(jīng)過(guò)幾秒通過(guò)繼電器向“小發(fā)工作”信號(hào)盤供電，“小發(fā)工作”信號(hào)盤亮，同時(shí)引氣節(jié)氣門自動(dòng)打開。引氣節(jié)氣門打開后，向主發(fā)動(dòng)機(jī)引氣的工作并未進(jìn)行，只是將氣體連通至空氣起動(dòng)機(jī)之前管路（引氣真正開始是在空氣起動(dòng)機(jī)接通時(shí)）。如果管路密封良好，這時(shí)壓差ΔP變化應(yīng)該不大，不足以引起放氣活門關(guān)閉；相反當(dāng)引氣管路存在泄漏，則會(huì)立刻改變壓差ΔP，導(dǎo)致放氣活門關(guān)閉。

檢查引氣管路發(fā)現(xiàn)幾處管路接頭處的管壁上有黑色漏氣痕跡，在右發(fā)動(dòng)機(jī)空氣起動(dòng)機(jī)接頭處更為明顯。對(duì)漏氣接頭處按要求重新進(jìn)行裝配，保證密封良好后起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，故障現(xiàn)象消失。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)的此次自動(dòng)停車是由外部引氣管路存在泄漏導(dǎo)致。

（2）外部引氣管接頭處多為橡膠套管連接，特別是在外界溫度急劇變化后容易出現(xiàn)老化，使密封性能下降。

（3）平時(shí)維護(hù)過(guò)程中注意檢查引氣管接頭有無(wú)滲漏痕跡，及時(shí)采取密封措施。

（4）如果管路滲漏量較小，因條件限制無(wú)法徹底進(jìn)行密封時(shí)，可以考慮通過(guò)逆時(shí)針調(diào)整調(diào)整螺釘6，增大通過(guò)接管嘴3處空氣排泄量，從而降低P 1，不至于使放氣活門關(guān)閉；也可以順時(shí)針擰緊制動(dòng)塊5（見圖2），使微型開關(guān)4的觸點(diǎn)仍然處于閉合狀態(tài)，電子調(diào)節(jié)器繼續(xù)保持“打開”信號(hào)，放氣活門也處于尚未關(guān)閉狀態(tài)。

（5）自動(dòng)停車故障一般按照由外而內(nèi)，先簡(jiǎn)單再?gòu)?fù)雜的順序進(jìn)行排除，尤其要考慮停車是否是因信號(hào)問(wèn)題引起。

[1]潘錦珊，申振華，方人淞等. 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1 9 9 4.

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