某型涡桨发动机起动转速悬挂故障分析

田乐　张韩涛

摘 要：某型无人机进行地面试车时，发动机左侧喷管出现明火，发动机报转速悬挂故障，发动机控制器自动收起动-停车杆拉停车。该型无人机配备某型涡桨发动机，本文针对这次起动故障进行了深入分析，提出了故障诊断方法，为外场发动机维护提供了参考依据。

关键词：涡桨发动机；转速悬挂；起动电磁活门

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

1 引言

某型涡桨发动机因其高可靠性及低油耗列装于某型长航时无人机。在外场保障一次地面试车时，该型涡桨发动机尾喷管出现明火，发动机控制器报转速悬挂故障。通常情况，发动机转速悬挂是由于发动机供油不足或者发动机供气不足导致；而尾喷管喷明火则由发动机富油引发。发动机供油不足与富油，二个看似矛盾的现象却同时出现在本次故障的原因分析中，对故障的分析造成一定困扰。本文针对这次故障进行深入分析，并对故障进行定位，为今后发动机外场相似故障的排除提供了诊断思路。

2 故障现象

某型无人机进行地面试车时：第一次起动过程中，机务人员发现发动机左侧喷管有明火，飞行员拉停发动机；经发动机冷运转后，进行第二次试车，第二次起动过程中，发动机左侧喷管仍有明火，且ng转速达到26%后不再上升，发动机控制器报起动失败及转速悬挂故障并自动收起动-停車杆关车。

机务人员下载飞参数据查看后发现发动机供油管路压力正常，涡轮间温度为730℃，未超过发动机起动温度限制；对发动机的外部情况进行检查，未发现异常情况；使用孔探仪对发动机的进气道、自由涡轮及放气活门内部进行检查，发现发动机离心叶轮罩处有油迹。

3 故障分析

故障分析见图1。发动机供油路分为起动供油与甩油盘供油。起动时，首先由起动放油电磁活门向发动机供油；待发动机ng转速到30%以上，增压活门向甩油盘供油，同时起动放油电磁活门停止向发动机供油。根据本次开车数据分析，发动机起动时，ng转速最大为26%，未达到30%，此时仅起动放油电磁活门向发动机供油，排除甩油盘供油故障可能。

起动放油电磁活门由起动磁活门、起动放油活门组成。其中起动电磁活门有从离心叶轮来的P2引气管，由离心叶轮罩处油迹初步判断为起动电磁活门故障。

4 起动电磁活门简介

起动电磁活门工作示意如图2，其中再喷油联锁压力开关（3）串联在起动电磁活门电源系统正线中，该开关根据P2压力断开其触点，进而切断电磁供油活门供油电路，使电磁活门关闭。

在发动机起动过程中，再喷油联锁压力开关（3）在弹簧力作用下触电闭合，电磁活门（1）通电并打开，燃油由“E”经“A”流向“S”进而流入起动喷嘴。此时燃油压力大于P2引气压力，球形活门（2）切断通向“S”的空气。当P2压力达到0.0925MPa时，再喷油联锁压力开关（3）触点在P2压力下断开，电气系统断开，电磁活门（1）的电磁铁断电进而关闭“A”，不再向起动喷嘴供油，与此同时P2空气压力压开球形活门（2），并持续向起动喷嘴吹风，以防止起动喷嘴堵塞。

发动机停车过程中，当P2压力下降至0.0675MPa时，再喷油联锁压力开关（3）在弹簧力作用下触点闭合，电气系统接通，从而为再次起动做好准备。

5 故障定位及验证

结合故障现象及发动机检查结果，综合分析故障原因为起动电磁活门（图2）中球形活门（2）卡滞。发动机起动过程中，当ng转速小于30%，此时引气压力小于0.0925MPa，电磁活门（1）打开。燃油自“E”经“A”流向“S”时，由于球形活门（2）卡滞，部分燃油经P2引气管路泄露至发动机流道，使发动机实际供起动喷嘴油量减少，导致发动转速悬挂；因泄露至发动机流道的燃油没有雾化，所以无法在燃烧室点燃。当起动喷嘴的油被点燃后，泄露至发动机流道的燃油被使吹至涡轮后并雾化，此时随着涡轮后温度迅速上升，泄露的燃油被点燃，喷管出现明火，但不能对涡轮做功。综上原因，发动机出现转速悬挂并伴有尾喷管明火。

更换起动电磁活门，进行发动机试车，发动机起动成功，工作正常。

6 小结

本文关于某型涡桨发动机起动转速悬挂的故障分析为该型发动机外场排故提供了依据；对转速悬挂及喷火这种多问题复合故障的排除提供可借鉴的思路。

作者简介：田乐（1991-），男，陕西绥德人，本科，助理工程师，研究方向：飞机维修保障。