王永杰　洛润　高道恩

【摘 要】某型涡扇发动机起动难是外场遇到的突出问题，针对发动机几种典型起动故障进行了深入分析，提出了故障诊断的方法，为发动机起动提供了参考依据。

【关键词】涡扇发动机；起动；故障分析

0 引言

某新型加力涡扇发动机属于第三代战机的动力装置，具有总体设计先进、推重比高、耗油率低等优点。但是，该型发动机自装备部队以来，在外场维修中遇到的一个突出问题就是起动困难，外部环境温度高的情况下尤其如此。对某部2015年7月份284起动次数统计，起动时间超过规定值的次数为76次，起动超时占26.8%，起动不成功22次，占7.7%。起动不成功严重影响了飞机出动率，影响飞行训练进度，甚至影响到等级转进，战备任务完成。下面结合外场工作实际，对该型发动机几种典型起动问题进行分析研究。

1 发动机起动程序

0秒时自动起动箱接通燃气涡轮起动机的主燃油电磁阀、燃气涡轮起动机补氧电磁阀、燃气涡轮起动机的点火装置并燃亮座舱中的“起动”信号灯。

1秒自动起动箱接通燃气涡轮起动机的起动电机，燃气涡轮起动机开始运转。

（4～5）秒发动机高压转子开始运转，当燃气涡轮起动机点火起动成功后其燃油压力达到0.4MPa时，自动起动箱接到该信号后，断开燃气涡轮起动机的起动电机、燃气涡轮起动机补氧电磁阀、燃气涡轮起动机的点火装置。

10秒自动起动箱接通发动机主燃烧室的点火装置。

当发动机综合电子调节器送出N2≥17%时或起动程序到22秒，主燃烧室开始供油。

到60秒或发动机综合电子调节器送出N2≥53%时，自动起动箱关闭起动机的主燃油电磁阀并熄灭“起动”信号灯，燃气涡轮起动机退出工作。

当高压转子转速到达17%后发动机工作，主燃烧室的供油量由起动控制器调节，N2到达40%时主燃烧室的供油量由加速调节器进行调节。

2 典型故障分析

涡扇发动机的起动过程是由起动箱按时间序列对发动机进行供油量和进气量控制的，进气量控制通过a2开度调节进气量的大小，a2开度主要影响起动温度。

2.1 燃气涡轮起动机故障

2015年3月16日，某部某号机第二个起落，按下起动按纽后，左发动机高压转速N2、发动机排气温度T6不上升，左发动机起动不成功，更换燃气涡轮起动机后，成功起动。

燃气涡轮起动机不能成功起动表现为燃气涡轮起动机的工作声音不正常，燃气涡轮起动机排气口无火焰喷出。

（1）检查综合电子调节器自动开关已在接通位置。

（2）检查排气活门开启情况正常。

（3）检查起动机热电偶的绝缘电阻不小于20千欧。

（4）检查涡轮起动机燃烧室点火情况。首先检查供氧系统工作正常；其次检查点火电嘴火花及点火附件工作正常；再次检查点火附件的供电系统线良好。

（5）更换涡轮起动机，起动成功。

2.2 高压转速N2达到冷运转转速不再增加

2015年7月16日，某部某号机组织大检查，进行地面开车时，右发动机高压转速N2最高上升到24%，发动机排气温度T6不变，右发动机起动不成功。

涡扇发动机的起动首先由起动电机带动燃气涡轮起动机，燃气涡轮起动机开始运转。燃气涡轮起动机燃烧室点火补氧，当起动到第10秒燃气涡轮起动机起动成功，同时，燃气涡轮起动机带动发动机运转，发动机高压转子转速N2由0加速到17%。也就是说，发动机N2转速能加速到17%，说明燃气涡轮起动机工作是正常的。高压转速N2达到冷运转转速不再增加，则说明发动机主燃烧室未工作，点火不具备条件。一是通往主燃烧室燃油喷嘴油压不足；二是点火电路或点火装置故障。

（1）检查起动装置电路及燃烧室点火系统。测量起动装置电路电阻正常，测量点火附件电压正常，点火装置及点火电嘴工作良好。

（2）地面假开车，测量主燃油泵调节器出口油压为0.35MPa，出口油压低于规定值。可能有两种原因：一是，主燃油泵调节器本身出口压力不够；二是，起动装置回油路一直打开，对主燃油泵调节器进行卸压，导致主燃油泵调节器出口油压低。调整主燃油泵调节器的P30、P44、P36和P38调整钉，对增大起动供油量的作用不明显。

（3）堵死起动装置回油路，地面假开车，再次测量主燃油泵调节器出口油压，主燃油泵调节器出口油压仍为为0.35MPa。

故障定位于主燃油泵调节器。更换主燃油泵调节器后，发动机起动成功。

2.3 转动连接故障

发动机起动时，按下“起动”按钮，在第22秒之前，或高压转子转速由0加速到17%，发动机转子的加速是由燃气涡轮起动机带动的。起动时高压转子不转，可能原因是运动连接不上，检查燃气涡轮起动机的自由涡轮与减速器和输出轴的运动连接是否正常，若无连接，则更换燃气涡轮起动机。手动检查高压转子情况，正常情况下转动良好，若不能转动，可能原因有两种情形。

（1）滑油系统故障。检查滑油滤、磁塞金属屑信号器是否完好。

（2）检查柔性轴及外置附件机匣。卸下柔性轴外套，进行柔性轴外部检查；检查固定柔性轴的外置机匣安装边应平滑，且外置附件机匣能转动。

2.4 起动失速、起动悬挂及起动超温

外界环境温度变化，引起发动机供油量与需油量不匹配，会造成发动机起动失速、起动悬挂及起动超温，导致发动机起动不成功，此种问题外场发生最多。

发动机起动失速，是起动供油量过多造成的，需要减少供油量。具体调整哪个部位，需要看在什么转速情况下发生失速。起动前段发生失速：调整P38和P36减小供油量。起动中段发生失速：主要是调整P36和P44减小供油量，有时也需要调整P30减小供油量。起动后段发生失速：调整P44和P30减小供油量。

起动悬挂指发动机起动过程中，转速不上，温度也不上升或持续上升。按时间60秒脱开涡轮起动机，且脱开时N2转速较低远没有达到53%，甚至涡轮起动机已脱开发动机转速保持不住下掉，出现这种情况属于前段贫油，应调整P38和P36增加油量。N2转速在53%～60%悬挂，出现这种情况属于中段贫油，应调整P36和P44增加油量，也可以视情调整P30。N2转速在60%以上悬挂，出现这种情况属于后段贫油，应调整P44和P30增加油量。

解决起动超温调整方法：一是，调整供油量；二是，开大a2增大发动机进气量。当发动机通过调整油量解决不了超温问题时，需要重新考虑发动机进气量是否合适，即油气比是否合适。通过开a2增大核心机进气量改善油气比，使得燃油充分燃烧。其一，通过调整P1调整钉，可以改变a2角度与N2r（高压转子换算转速）的对应关系曲线。其二，通过调整a2反馈钢索开大a2。

3 几点体会

（1）夏季较冬季起动问题多，起动超温问题多；

（2）做好燃油防污染工作，防止调节器内部附件卡滞；

（3）调整时综合考虑起动性能、慢车转速和加速时间，防止顾此失彼，并且要进行开车验证。

【参考文献】

[1]赵雪原，杨福刚，常诚.通用类型的航空发动机起动系统浅析[J].价值工程，2014（1）.

[2]吴虎，贾海军，冯维林.供油规律对某型加力涡扇发动机起动过程影响[J].西北工业大学学报，2010（1）.

[3]张健，徐太文.某型发动机地面起动故障解析[J].沈阳航空工业学院学报，2004，21（4）.

[责任编辑：王楠]