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某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速低故障分析與排除

2022-02-04 11:21楊海宇王慧敏中國(guó)人民解放軍第四七二三工廠
航空維修與工程 2022年12期
關(guān)鍵詞:慢車活門燃油泵

■ 楊海宇 王慧敏/中國(guó)人民解放軍第四七二三工廠

1 故障描述

某型發(fā)動(dòng)機(jī)在廠內(nèi)試車時(shí)發(fā)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)速低故障,具體現(xiàn)象為:發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),油門手柄放在慢車位,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一直低于30%,將油門桿推過慢車域后,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到了慢車轉(zhuǎn)速要求。按照發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)要求,慢車狀態(tài)下低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速應(yīng)該達(dá)到(33.5±0.5)%。因發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于設(shè)計(jì)要求,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法在慢車狀態(tài)下穩(wěn)定工作。

2 啟動(dòng)燃油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理

發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)狀態(tài),主要是通過燃油急降電磁活門、自動(dòng)啟動(dòng)器、啟動(dòng)補(bǔ)油電磁活門幾部分調(diào)節(jié),如圖1所示。

圖1 工作原理圖

按下啟動(dòng)按鈕1.6s后,燃油急降電磁鐵線圈通電,活動(dòng)鐵芯推動(dòng)活門左移,使等壓差活門左移,斜盤角度減到最小。同時(shí),等壓差活門的回油槽接通低壓腔,使供油量減小至接近零。16.6s后線圈斷電,活門關(guān)閉,供油量增加。

在啟動(dòng)16.6s后,為了啟動(dòng)迅速,補(bǔ)油電磁活門開始工作。補(bǔ)油電磁活門通電,打開補(bǔ)油路,油門開關(guān)前的部分燃油經(jīng)過補(bǔ)油電磁活門通過補(bǔ)油路進(jìn)入輔助燃油總管,使啟動(dòng)供油量增加。

發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),因燃油急降電磁活門工作,油泵供油量很小,分配器前油壓很小,啟動(dòng)回油活門在調(diào)準(zhǔn)彈簧力作用下關(guān)閉。16.6s后,燃油急降電磁活門停止工作,斜盤角度增大,供油量增大。為避免因供油量迅速增大而引起熱懸掛,此時(shí)啟動(dòng)自動(dòng)器開始工作。作用在啟動(dòng)自動(dòng)器活門左邊的油壓力增大,由于轉(zhuǎn)速尚小,壓氣機(jī)后氣壓較小,作用在薄膜右室的氣壓較小,“開門力”大于“關(guān)門力”,啟動(dòng)回油活門被打開,溝通油門開關(guān)后至油泵進(jìn)口的油路,將多余的一部分燃油放回油泵進(jìn)口,減少燃燒室的供油量。

隨著轉(zhuǎn)速的增大,分配器前油壓上升較快,而薄膜右室氣壓P2上升較慢,活門不斷開大,回油量增多,使供油量緩慢增加。當(dāng)n2轉(zhuǎn)速上升至約12%后,等壓差活門開始工作,保持油泵供油量不變,分配器前油壓基本不變;但薄膜右室氣壓P2隨轉(zhuǎn)速增大而增大,“關(guān)門力”大于“開門力”,活門逐漸關(guān)小,回油量減小,啟動(dòng)供油量逐漸增加。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到慢車狀態(tài)轉(zhuǎn)速時(shí),活門將油路完全關(guān)閉,啟動(dòng)自動(dòng)器停止工作。

3 故障原因分析及排除

發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程中,控制系統(tǒng)的附件主要有啟動(dòng)燃油電磁活門、啟動(dòng)點(diǎn)火裝置、主燃油泵調(diào)節(jié)器。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài),發(fā)動(dòng)機(jī)已成功啟動(dòng),只是在啟動(dòng)后供油量不足導(dǎo)致轉(zhuǎn)速達(dá)不到慢車轉(zhuǎn)速,據(jù)此分析,應(yīng)該是啟動(dòng)的中后期出現(xiàn)問題,因此可以排除啟動(dòng)電磁活門故障的可能。

啟動(dòng)的中后期,主燃油泵調(diào)節(jié)器中燃油急降電磁活門已經(jīng)關(guān)閉,退出工作,此時(shí)主要由補(bǔ)油電磁活門、自動(dòng)啟動(dòng)器來調(diào)整供油系統(tǒng)的供油量。將主燃油泵調(diào)節(jié)器、啟動(dòng)補(bǔ)油電磁活門從發(fā)動(dòng)機(jī)上拆下,對(duì)啟動(dòng)燃油系統(tǒng)的相關(guān)零組件進(jìn)行檢查。

3.1 啟動(dòng)補(bǔ)油電磁活門

首先考慮是否為啟動(dòng)補(bǔ)油電磁活門出現(xiàn)問題,導(dǎo)致補(bǔ)油量不足引發(fā)該故障。對(duì)啟動(dòng)補(bǔ)油電磁活門進(jìn)行復(fù)試,結(jié)果見表1。

表1 啟動(dòng)補(bǔ)油電磁活門的復(fù)試參數(shù)

復(fù)試結(jié)果合格,證明補(bǔ)油電磁活門工作正常,補(bǔ)油路正常。

3.2 自動(dòng)啟動(dòng)器

分解主燃油泵調(diào)節(jié)器自動(dòng)啟動(dòng)器,對(duì)活門、油嘴進(jìn)行檢查,沒有發(fā)現(xiàn)異常;對(duì)薄膜進(jìn)行氣密性試驗(yàn),密封性良好;對(duì)彈簧進(jìn)行剛性檢查,彈簧剛性合格(見表2)。

表2 彈簧剛性檢查表

將主泵復(fù)裝后重新進(jìn)行性能試驗(yàn),無(wú)異常。將主燃油泵調(diào)節(jié)器重新配裝發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行試車,故障依舊。

3.3 P2氣壓

在確認(rèn)主泵性能正常后,就應(yīng)考慮影響主泵工作的外界因素。從啟動(dòng)到慢車狀態(tài)過程中,P2供氣是影響主泵性能的主要外部條件。主泵在附件車間試驗(yàn)時(shí),自動(dòng)啟動(dòng)器中的P2是外部給定的,無(wú)法模擬試車臺(tái)的P2氣壓。如果試車過程中的P2供氣不足,就會(huì)形成“關(guān)門力”小于“開門力”的狀態(tài),自動(dòng)啟動(dòng)器一直回油,從而導(dǎo)致啟動(dòng)供油量不足。

3.4 故障排除

用手感受發(fā)動(dòng)機(jī)上通往主燃油泵調(diào)節(jié)器的P2空氣導(dǎo)管,有氣流吹出。分解檢查,發(fā)現(xiàn)氣濾有堵塞。從分解檢查的結(jié)果來看,P2空氣導(dǎo)管氣濾堵塞是造成該故障的主要原因。

將油門桿推過慢車域時(shí),供油量增加,此時(shí)總的供油量減去自動(dòng)啟動(dòng)器的泄油量后的供油量達(dá)到了慢車狀態(tài)的供油量,發(fā)動(dòng)機(jī)也就達(dá)到了慢車狀態(tài)。這也解釋了發(fā)動(dòng)機(jī)在推過慢車域時(shí)可以達(dá)到慢車狀態(tài)的原因。

4 結(jié)論

將P2空氣導(dǎo)管氣濾清洗并用壓縮空氣吹干后,重新試車,故障排除。最終的試驗(yàn)證明,P2供氣不足是導(dǎo)致此次故障的主要原因。

在后續(xù)的維護(hù)中應(yīng)定期檢查發(fā)動(dòng)機(jī)上通往主燃油泵調(diào)節(jié)器的P2空氣導(dǎo)管,不能只是簡(jiǎn)單地確定P2空氣導(dǎo)管中有無(wú)氣流,如果導(dǎo)管有部分堵塞,也會(huì)引起供起量減少而引發(fā)此類故障。

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