某型發動機起動超溫不切油故障分析

陳春翔 李永紅 丁業達

摘要：某型發動機起動時超過設定的最高溫度值，發動機卻沒有按照設定的程序對燃燒室供油進行限制，導致發動機T4溫度和N2轉速持續上升。本文對此故障進行深入分析，得出可能引起該故障的幾種可能性。

關鍵詞：停車電磁活門；數字調節器；節流嘴；主燃油分配器

Keywords：parking solenoid valve；digital modulator；choke；main fuel distributor

1 故障現象

某型發動機首次在高原起動時，T4溫度達到740℃，超出數字調節器設定的最高溫度690℃，發動機沒有切油。由于溫度上升太快，機械師來不及收油門停車，發動機起動成功。在隨后的消防喘檢查中，N2轉速由85%下降到82.6%，發動機消防喘正常。

2 發動機起動超溫切油工作原理分析

當發動機起動超溫后，T4溫度傳給數調，數調判斷T4溫度超過或達到設定值后，通過自動調節器發出消喘指令，使停車電磁活門MM3工作，打開定壓活門來油，分油柱塞在活塞下腔油壓的作用下迅速上移，溝通三路控制油：一路通過分油柱塞環形槽及中心孔溝通計量活門隨動活塞控制腔與低壓腔，使活塞上移，發動機供油按最小供油量控制；一路控制油經液壓繼電器的分油柱塞到高壓壓氣機可調靜子重調活塞和噴口-加力調節器噴口重調活塞，使高壓壓氣機導流葉片角度減小，噴管液壓限動臨界截面積增大；最后一路溝通齒輪泵后與主燃燒室燃油分配器斷油活門之間的高壓油路，齒輪泵后的控制油通過主燃油分配器前節流嘴進入分配器活門右邊，排油斷流活門左移，切斷分配器活門右邊回油路，因而油壓升高，分配器活門左移切斷通往主副輸油圈的油路，燃燒室供油中斷。當發動機T4超溫信號消失，電磁活門MM3斷電，發動機停車活門退出工作，切斷油泵調節器齒輪泵后通往分配器活門右邊油路。排油斷流活門在左邊彈簧力的作用下右移，打開分配器活門右邊回油路，分配器活門右邊油壓力下降，在其左邊油壓力作用下右移，打開通往主副輸油圈油路，恢復向燃燒室供油。發動機起動超溫切油工作原理如圖1所示。

3 故障原因分析

根據以上發動機起動超溫切油工作控制原理，可能造成該故障現象有以下5個原因：

1）發動機數字調節器故障。在收到超過數調設定的T4溫度上限的溫度信號值時，沒有生成或發出發動機T4超溫信號；

2）發動機T4溫度傳感器故障。發動機采集或發送到數調的T4溫度與實際T4溫度不一致，未超過數調設定的溫度限制值；

3）發動機電纜或停車電磁活門故障。數調發送的超溫切油信號未送達停車電磁活門MM3或該停車電磁活門有故障，沒有執行切油；

4）發動機主調故障。發動機齒輪泵后的油壓不足或分油柱塞活門沒有完全打開，在較短時間內，供給分配器斷油活門右腔的油液量不夠，來不及推動主燃油分配器斷油活門左移關斷主副油路。

5）主燃油分配器前停車節流嘴Д5堵塞或發動機主燃油分配器故障。主燃油分配器排油斷流活門卡滯或節流嘴Д5堵塞，都可能造成分配器斷流活門無法及時左移關斷主副油路，而繼續向主燃燒室供油。

4 故障排除過程

通過以上分析，決定按照由易到難的順序分別進行以下工作，如圖2所示。

1）檢查發動機數字調節器故障。串用另外一臺正常工作的發動機數調，開車檢查，故障現象重現。可以排除數調故障。

2）檢查發動機T4溫度傳感器故障。用專用儀器對發動機各熱電偶進行檢查，未發現異常；通過飛參判讀，發動機在正常消防喘檢查及其他工作狀態時溫度參數無異常，說明發動機T4溫度傳感器無故障。

3）檢查發動機停車電磁活門MM3故障及相關電纜故障。可采用的檢查方法有：①接發動機地面檢測車，在發動機起動超溫時檢查發動機是否有切油信號；②為了更加準確直觀地判斷切油信號是否到達停車電磁活門，在大發接線盒處從切油信號插針接出一根導線，串聯一個指示燈，當發動機超溫切油時，通過指示燈的燃亮就能夠直觀地進行判斷；③用萬用表檢查停車電磁活門的電阻值，應無異常。通過以上的檢查，證明發動機電纜及停車電磁活門均無故障。

4）檢查主泵調節器及主燃油分配器。結合N2=85%時發動機消防喘工作正常，說明主泵調節器及主燃油分配器工作也基本正常。

5）根據以上分析，初步判斷故障的直接原因應為進入主燃油分配器右腔的停車控制油流量較少。本著由易到難的排故原則，暫不更換主燃油分配器，采取直接增加主燃油分配器右腔供油量的方法——將主燃油分配器停車油路中節流嘴Д5更換為更大孔徑的節流嘴。這是因為地處高原機場，外場條件較為惡劣，為了減少排故及開車次數，取得更好的排故效果，準確定位故障點。經咨詢廠內專家，直接去掉停車電磁活門通燃油分配器前導管的Д5節流嘴，使進入主燃油分配器右腔的控制油流量達到最大。進行試車檢查后，發動機起動超溫時切油正常，說明超溫不切油原因為進入主燃油分配器右腔的控制油流量較少。隨后將Д5節流嘴規格在原來的基礎上增加了0.5mm后試車檢查，發動機起動超溫切油正常，故障排除。

6）發動機起動溫度高的故障機理很清晰。發動機在高原使用，需油量比平原少，發動機相對富油燃燒，造成起動時T4溫度相比低海拔地區高。通過將P40由原來的1.6調整更換為2.1，發動機起動T4溫度降為510℃，發動機起動工作性能得到提高，故障完全排除。

5 經驗總結

1）深入扎實的理論基礎對排除故障非常重要。故障發生后，根據故障涉及的理論基礎建立嚴謹的故障樹，按故障樹進行排故，可以快速準確地找到故障點。

2）排除故障要有求真精神。排故過程中，當定位了主燃油分配器工作有問題時，如果沒有求真精神，沒有繼續試車而是直接更換主分也許能排除故障，但就失去了深入研究故障形成機理的可能，在以后遇到同類型故障時仍然無法準確快速地排除。

3）根據該故障的排除經驗，可以推導出發動機正常消喘時如果轉速下降量大可以通過減小限流嘴孔徑的方法來解決。

4）需要注意的是，直接取出節流嘴Д5試車檢查的方法是在咨詢了專業人員，且不會對發動機或其他附件造成損傷的情況下的決定，任何排故措施都需要理論和實踐基礎。