某渦槳發動機冬季起動困難的判斷與對策

【摘 要】某渦槳發動機服役幾十年，每到冬季頻頻出現起動困難的情況，用戶迫切需要了解影響起動困難的主要原因，以及如何解決該問題。針對某渦槳發動機起動過程中電路、油路、氣路等各個環節，對外場發生的起動困難進行說明，并通過大量收集外場起動困難的數據，系統的梳理和分析，闡述如何采用簡單易行的方法判斷影響起動困難的因素，并給出針對性排故措施和最終解決對策。

【關鍵詞】渦槳發動機 起動困難 判斷與對策

1 前言

某渦槳發動機在冬季低溫起動時，常出現起動不點火的現象，而熱態發動機起動不存在問題。多年來一直困擾著我們，給使用維護帶來不便，特別是在執行任務中，發動機起動不成功給用戶造成極壞的影響。大多數情況下用地面70伏電源車起動，點火轉速可上升到24%而不成功，但用飛機上的小渦輪60伏電源起動，點火轉速僅能上升到17%卻成功率高。在低溫情況下，用專用的加溫車對發動機尾噴口、發動機短艙進行加溫，發動機起動成功率也高。通過多年來外場經驗積累，對某渦槳發動機起動困難中電、油、氣等影響因素進行分析判斷，制定出針對性很強的解決辦法。

2 發動機冬季起動困難分析

某渦槳發動機起動點火的時間是25秒[1]。從電嘴跳花開始，到第9秒起動噴嘴噴油點火、第20秒發動機主噴嘴噴油點火，至第25秒結束，點火器能否點著發動機主噴嘴的關鍵時間是第20秒到第25秒，同時在第20秒的發動機轉速高低對點火器的點火性能也是很重要的因素。

在冬季大氣溫度較低的情況下，經常出現起動點火困難的故障，嚴重影響了產品質量聲譽，通過收集大量起動困難的情況，進行統計分析。由此，我們認真地考慮了許多可能的解決辦法，進行了大量的理論分析和實驗驗證工作，最終我們認定影響某渦槳發動機冬季起動點火成功率主要有以下幾點：⑴ 冬季時燃油在發動機點火器、燃燒室內霧化程度低、效果差；⑵ 電嘴效率低；隨著使用時間的增加，點火線圈老化導致火花強度減弱；⑶ 燃油調節器初期供油平臺壓力低影響發動機燃燒室點火；⑷ 發動機整個起動系統之間不匹配，導致起動困難。

3 冬季起動困難的判斷和對策

現場判斷起動不成功主要原因的簡單方法是：發動機按正常程序進行起動，在按下起動按鈕后9～20秒（或者觀察螺旋槳轉動后的7～18秒）期間，觀察發動機尾噴口是否有蘭煙冒出（大量的、少量的或無蘭煙），起動不成功停車后，檢查左、右電嘴上是否有煤油跡（無油跡、有油跡），檢查電嘴火花情況。

3.1 點火器未點燃的判斷與處理

如果是因為發動機點火器未點燃，導致的發動機起動不成功，從外面觀察發動機的起動過程，螺旋槳在轉動后7～18秒期間，發動機尾噴口將觀察不到蘭煙冒出，檢查電嘴會發現有煤油跡或者電嘴火花很弱且僅有一點。

該類情況的現場處理辦法為：⑴ 更換或串裝點火良好的點火器；⑵檢查或更換電嘴，確保電嘴跳火范圍在80%以上，最好是滿圈；⑶ 更換點火線圈。

通過上述檢查和更換部分零部件后，能夠順利解決此類原因導致的起動困難問題。

3.2 發動機燃燒室未點燃的判斷與處理

發動機正常起動時，從外面觀察發動機的起動過程，螺旋槳在轉動后7～18秒期間，發動機尾噴口可觀察到蘭煙冒出，檢查電嘴干燥，我們可以判斷出該發動機是因為燃燒室未點燃導致的起動失敗。

此類情況的現場處理辦法為：（1）提高燃油調節器初期供油平臺壓力的方法解決。將燃油調節器的16號螺釘反1～3格（增油），17號螺釘反1～2格（減油）；（2）采用飛機小渦輪60伏電壓進行起動；由于小渦輪帶動發動機轉速僅能達到17%，該轉速下有利于發動機點火，因而在特殊情況下，可以采用飛機小渦輪60伏起動。（3）采用延長發動機點火時間來解決。在起動過程中采用接通空中起動電門的方法進行起動，延長發動機點火時間至10秒，使發動機主火炬有充分時間來點燃，起動成功率可達80%以上。

3.3起動困難疑難情況的對策

3.3.1 發動機加溫

通過上述方法仍然不能排除起動困難問題時，說明該臺發動機在起動上存在系統問題，要解決此類發動機冬季起動困難問題，需要在發動機起動前對其進行加溫，通過加溫的手段，至今外場發動機都能起動成功，但是給發動機加溫的時間和準備工作時間均較長，一般機場無法提供這些保障。

加溫方法：利用加溫車從發動機尾噴口和發動機短艙吹熱空氣（空氣溫度為80℃～90℃），吹熱空氣的時間根據環境溫度來確定，一般持續加溫120分鐘左右即可，加溫后冷轉發動機，可將發動機滑油系統加溫至20℃左右，在這種情況下，幾乎所有發動機可以正常起動。

3.3.2 左右點火器互換

根據燃燒基本原理，發動機左、右點火器互換進行模態分析，互換后，氣流撞擊到裙部通道的壁面后改變方向，在擋流板和點火器球形壁面的共同作用下，氣流渦心位置發生了改變，更加偏向右側電嘴位置，解決了燃油霧化程度、油氣比例、點火器中空氣流動方向和流速等影響因素，使氣流流速降低壓力升高，有利于點火，且對發動機工作無影響，能保證滿足各種氣候條件下的點火起動問題（低溫、高寒、高原）。

在點火器不進行大量改進的前提下，將左、右點火器進行互換，點火器互換安裝，接口完全一致，可以滿足安裝要求，同時點火器正面進氣改成背向進氣，可以解決某渦槳發動機起動困難問題。

4 運用

從2010年以來，在冬季使用中只要出現起動困難，通過采用最簡單的左、右點火器互換方法，在現有使用環境下，均能保證一次起動成功，成功率100%。

參考文獻：

[1]《XX6系列發動機維修手冊》.南方公司2005年編制.

作者簡介：王學林（1971—），男，湖南長沙人，工程師，研究方向：外場技術服務和保障。