某型發(fā)動機(jī)加力接不通故障分析

崔毅

（中國航發(fā)貴州黎陽航空動力有限公司，貴州 貴陽 550081）

近年來，公司在試車臺進(jìn)行發(fā)動機(jī)批生產(chǎn)交付時，偶爾遇到發(fā)動機(jī)在進(jìn)入加力狀態(tài)時加力接不通故障，直接影響發(fā)動機(jī)的試車交付，由于發(fā)動機(jī)加力燃油供給系統(tǒng)較為復(fù)雜與很多成附件匹配工作，所以造成發(fā)動機(jī)加力接不通故障的因素有很多，比如臺架加力吹風(fēng)連鎖系統(tǒng)，加力供油系統(tǒng)、補油電磁閥或管路堵塞等故障。本文通過對故障現(xiàn)象和原理的分析從而排除了此故障，保證了試車進(jìn)度。

1 故障情況

2018年10月12日，某發(fā)動機(jī)在進(jìn)行試車接通加力時，加力輔助燃油總管無壓力顯示，加力狀態(tài)無法接通。之后停車排故。

2 發(fā)動機(jī)加力工作原理（圖1）

圖1

加力燃燒室燃油供給系統(tǒng)是用來供給和調(diào)節(jié)加力燃燒室所需要的燃油，保證發(fā)動機(jī)在各種加力狀態(tài)下正常工作。它由燃油系統(tǒng)、起動系統(tǒng)及放氣系統(tǒng)組成。

加力燃油系統(tǒng)一般由加力泵調(diào)節(jié)器，加力輸油圈、加力補給燃油總管、調(diào)節(jié)針塞、補充放氣電磁閥開關(guān)、加力補油電磁閥開關(guān)盒導(dǎo)管組成。

加力起動燃油系統(tǒng)由主、副油路汽化器電池開關(guān)、加力層板節(jié)流器、加力點火汽化器、加力燃燒室點火器和導(dǎo)管組成。

加力燃油泵是加力燃油系統(tǒng)中的主要附件。它用來在各種條件下自動供給和調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)加力燃燒室所需要的燃油，以保證發(fā)動機(jī)加力狀態(tài)下可靠工作。

加力泵由柱塞式油泵和燃油供給自動控制系統(tǒng)組成。

燃油供給自動控制系統(tǒng)系統(tǒng)由加力開關(guān)、加力電磁閥活門、流量活門、斷油活門、預(yù)燃中斷電門、定壓活門、回油活門、加力調(diào)節(jié)器、高空限制器及高壓轉(zhuǎn)子最大轉(zhuǎn)數(shù)限制器等組成。

燃油供給自動控制系統(tǒng)與調(diào)節(jié)針塞及補充放氣電磁閥開關(guān)一起完成向發(fā)動機(jī)加力燃燒室的供油。

當(dāng)加力狀態(tài)未接通時，加力泵的電磁活門不通電，回油活門處于打開位置，加力開關(guān)被關(guān)閉。燃油通過加力開關(guān)回油槽放入低壓腔，隨動活塞在油壓作用下克服彈簧力，將活塞頂靠在最小供油量調(diào)整螺釘上，斜盤角度為最小。此時，油泵打出的燃油只用于潤滑和冷卻轉(zhuǎn)子，并經(jīng)回油活門放入燃油-滑油附件的進(jìn)口。為了防止非加力時燃油滲入加力總管，在加力泵的出口處裝有斷油活門。

當(dāng)發(fā)動機(jī)接通加力狀態(tài)時，加力開關(guān)電磁鐵通電，在油壓差的作用下加力開關(guān)移向左邊，將加力開關(guān)打開，隨動活塞右腔的回油停止，斜盤移向加力供油位置。這時，斜盤角度的大小由加力調(diào)節(jié)器和高空限制器的擋板活門開度決定。同時，油泵出口的高壓燃油經(jīng)加力開關(guān)后進(jìn)入回油活門的上腔，使回油活門在彈簧力作用下處于關(guān)閉位置。此后，燃油頂開流量活門和斷油活門，進(jìn)入加力噴嘴噴入加力燃燒室。

當(dāng)加力電磁活門通電4～6s后，加力開關(guān)移到極左位置，活塞桿頂開預(yù)燃中斷電門，切斷加力燃燒室點火器的噴嘴和點火電路。

加力開關(guān)的移動速度取決于層板節(jié)流器的流通能力。為了保證在各種高度上加力開關(guān)移動速度不變，加力泵中設(shè)有定壓活門，它不論活門前的油壓如何變化，始終保持活門后的壓力約為一個定值。

為了保證發(fā)動機(jī)在加力狀態(tài)安全可靠地工作，必須使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、渦輪前溫度t3以及加力燃?xì)鉁囟忍幱诤线m的數(shù)值。發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)有主泵的n1調(diào)節(jié)器和加力泵的n2最大限制器進(jìn)行調(diào)節(jié)，而渦輪前燃?xì)鉁囟群图恿θ細(xì)鉁囟扔杉恿φ{(diào)節(jié)器和高空限制器通過調(diào)節(jié)加力供油量進(jìn)行控制。

而加力調(diào)節(jié)器是感受的P2’與P4并按照落壓比保持不變的原則自動地調(diào)節(jié)加力供油量。

當(dāng)分析高度增加或飛絮速度減小時，壓氣機(jī)出口壓力P2降低（即P2’減?。∧び仪粌?nèi)的剩余壓力P4使得薄膜移動，稍微打開擋板活門，使隨動活塞右腔放油，斜盤角度減少，供油量降低。進(jìn)入加力燃燒室的油量減少，壓力P4開始下降。燃油量一直減少到使P2’與P4之間壓力達(dá)到新的平衡。

當(dāng)飛行條件不變，油門桿從全加力狀態(tài)收到小加力狀態(tài)時，P4壓力開始瞬時增大。通過薄膜的移動稍微打開擋板活門，使隨動活塞右腔放油。斜盤角度減小，供油量降低。進(jìn)入加力燃燒室的油量減少，壓力P4開始下降。燃油量一直減少到P2’與P4壓力之間壓力達(dá)到新的平衡。

如前所述，加力調(diào)節(jié)器整個系統(tǒng)的平衡取決于活門上的油壓與彈簧以及薄膜兩面的P2’和P4氣壓。當(dāng)收小噴口時P4增大，活門開大，供油量減??；作用在和面上的油壓（參加系統(tǒng)平衡的）降低。因此，從系統(tǒng)平衡角度來看，要求平衡的P4力比原始的P4要大一些（即P2’不變時應(yīng)有一個新的P4值）。它就造成了加力調(diào)節(jié)器的靜態(tài)誤差。

發(fā)動機(jī)在地面和空中試車時，為了保證加力狀態(tài)的規(guī)定推力，必須向加力燃燒室供入足夠的燃油，然而加力泵供油量是有限的，滿足不了上述狀態(tài)的需要，因此，必須向加力燃燒室補充供給燃油。加力補油電磁開關(guān)就是用于將離心增壓泵葉輪后的燃油供給加力燃燒室補油總管的附件。當(dāng)發(fā)動機(jī)在加力狀態(tài)工作時，并且壓氣機(jī)后的空氣壓力P2大于或等于0.588±0.015MPa時，加力補油壓力信號器向加力補油電磁開關(guān)發(fā)送信號，這時，加力補油電磁開關(guān)投入工作。當(dāng)發(fā)動機(jī)從全加力狀態(tài)過渡到部分加力或更低狀態(tài)時，或者在高空低速飛行中，當(dāng)壓氣機(jī)后空氣壓力降低于0.588±0.015MPa之后，因加力泵的供油量變得足夠，所以加力補油電磁開關(guān)被關(guān)閉。

加力補油電磁開關(guān)箱加力燃燒室供給的燃油量在使用中不調(diào)整。當(dāng)發(fā)動機(jī)在全加力時，如果加力泵的供油量與加力補油電磁閥開關(guān)的供油量的總和超過加力調(diào)節(jié)器P2/P4=常數(shù)所控制的供油量時，由加力調(diào)節(jié)器減少加力泵的供給量，保證加力燃燒室所需要的燃油量和正常工作。

加力起動燃油系統(tǒng)是用于在接通加力狀態(tài)時可靠地點燃加力燃油。

加力起動燃油取自主燃燒室的主、副燃油總管的燃油。

接通加力狀態(tài)時，電源向主、副油路汽化器電磁閥供電，同時，由加力點火線圈向點火器的電嘴供電。這時，由主、副燃油總管來的燃油經(jīng)層板節(jié)流器進(jìn)入汽化器，在汽化器中燃油與從壓氣后引來的P2空氣混合形成燃油-空氣混合器噴入點火器中，并被加力電嘴點燃后形成火舌，送入加力燃燒室。這就為點燃加力泵供入的燃油提供了穩(wěn)定的火源。

3 故障排除

出現(xiàn)故障后，首先，對臺架系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)檢查，檢查加力吹風(fēng)連鎖系統(tǒng)中吹風(fēng)機(jī)引到發(fā)動機(jī)加力筒體附近引射管內(nèi)的總壓和靜壓的壓力差情況是否正常，該差值是為了保障在加力狀態(tài)工作的地面有強(qiáng)制冷卻吹風(fēng)系統(tǒng)正常工作。如果該壓力過低，說明冷卻吹風(fēng)系統(tǒng)工作不正常，這樣臺架電氣系統(tǒng)存在的連鎖保護(hù)系統(tǒng)自動保護(hù)使得發(fā)動機(jī)無法接通加力狀態(tài)。其次，檢查發(fā)動機(jī)點火電子工作情況，將主、副電嘴通電后，是否有火花，如果有火花說明點火系統(tǒng)正常。然后，檢查燃油供給系統(tǒng)主、副油路層板節(jié)流器的情況，是否有堵塞或者層板流量是否在合格范圍內(nèi)，如果不在范圍內(nèi)，可能引起供油不足，也可能導(dǎo)致加力燃燒室供油不足無法持續(xù)工作。如果正常可以檢查加力燃燒室引來的P2空氣管路是否正常，引氣管接頭是否存在松動漏氣造成燃油-空氣混合器比例失調(diào)，燃油過多導(dǎo)致噴入點火器后無法被加力電嘴點燃或者澆滅點火器中的火舌。

之后檢查加力補油電磁閥工作情況，電磁閥短接后有通斷的聲音拆下回油管和出口管未發(fā)現(xiàn)堵塞和異物，檢查協(xié)動壓力相關(guān)管路接頭無松動現(xiàn)象，將加力補油壓力信號器短接后加力補油燈閃亮。該壓力信號器在在P2壓力大于或等于0.588±0.015MPa時發(fā)出信號給加力補油電磁閥開關(guān)后，電磁閥開關(guān)應(yīng)處在常開狀態(tài)，信號燈應(yīng)常亮。但是，檢查過程中發(fā)現(xiàn)協(xié)動壓力達(dá)到上限后該壓力信號器未協(xié)動。因此，判斷應(yīng)該是補油壓力信號器工作不正常造成的加力補油電磁閥開關(guān)未投入工作引起的該故障。更換加力補油壓力信號器后故障消失。

4 結(jié)語

通過以上原理分析和實際排故過程來看，發(fā)動機(jī)加力接不通的原因非常復(fù)雜，只能先檢查設(shè)備然后再根據(jù)發(fā)動機(jī)原理通過具體現(xiàn)象具體分析并區(qū)別對待。只有結(jié)合實際現(xiàn)象認(rèn)真分析原理，才能達(dá)到快速排除故障的目的。