某涡桨发动机冬季起动困难的判断与对策

【摘 要】某涡桨发动机服役几十年，每到冬季频频出现起动困难的情况，用户迫切需要了解影响起动困难的主要原因，以及如何解决该问题。针对某涡桨发动机起动过程中电路、油路、气路等各个环节，对外场发生的起动困难进行说明，并通过大量收集外场起动困难的数据，系统的梳理和分析，阐述如何采用简单易行的方法判断影响起动困难的因素，并给出针对性排故措施和最终解决对策。

【关键词】涡桨发动机 起动困难 判断与对策

1 前言

某涡桨发动机在冬季低温起动时，常出现起动不点火的现象，而热态发动机起动不存在问题。多年来一直困扰着我们，给使用维护带来不便，特别是在执行任务中，发动机起动不成功给用户造成极坏的影响。大多数情况下用地面70伏电源车起动，点火转速可上升到24%而不成功，但用飞机上的小涡轮60伏电源起动，点火转速仅能上升到17%却成功率高。在低温情况下，用专用的加温车对发动机尾喷口、发动机短舱进行加温，发动机起动成功率也高。通过多年来外场经验积累，对某涡桨发动机起动困难中电、油、气等影响因素进行分析判断，制定出针对性很强的解决办法。

2 发动机冬季起动困难分析

某涡桨发动机起动点火的时间是25秒[1]。从电嘴跳花开始，到第9秒起动喷嘴喷油点火、第20秒发动机主喷嘴喷油点火，至第25秒结束，点火器能否点着发动机主喷嘴的关键时间是第20秒到第25秒，同时在第20秒的发动机转速高低对点火器的点火性能也是很重要的因素。

在冬季大气温度较低的情况下，经常出现起动点火困难的故障，严重影响了产品质量声誉，通过收集大量起动困难的情况，进行统计分析。由此，我们认真地考虑了许多可能的解决办法，进行了大量的理论分析和实验验证工作，最终我们认定影响某涡桨发动机冬季起动点火成功率主要有以下几点：⑴ 冬季时燃油在发动机点火器、燃烧室内雾化程度低、效果差；⑵ 电嘴效率低；随着使用时间的增加，点火线圈老化导致火花强度减弱；⑶ 燃油调节器初期供油平台压力低影响发动机燃烧室点火；⑷ 发动机整个起动系统之间不匹配，导致起动困难。

3 冬季起动困难的判断和对策

现场判断起动不成功主要原因的简单方法是：发动机按正常程序进行起动，在按下起动按钮后9～20秒（或者观察螺旋桨转动后的7～18秒）期间，观察发动机尾喷口是否有兰烟冒出（大量的、少量的或无兰烟），起动不成功停车后，检查左、右电嘴上是否有煤油迹（无油迹、有油迹），检查电嘴火花情况。

3.1 点火器未点燃的判断与处理

如果是因为发动机点火器未点燃，导致的发动机起动不成功，从外面观察发动机的起动过程，螺旋桨在转动后7～18秒期间，发动机尾喷口将观察不到兰烟冒出，检查电嘴会发现有煤油迹或者电嘴火花很弱且仅有一点。

该类情况的现场处理办法为：⑴ 更换或串装点火良好的点火器；⑵检查或更换电嘴，确保电嘴跳火范围在80%以上，最好是满圈；⑶ 更换点火线圈。

通过上述检查和更换部分零部件后，能够顺利解决此类原因导致的起动困难问题。

3.2 发动机燃烧室未点燃的判断与处理

发动机正常起动时，从外面观察发动机的起动过程，螺旋桨在转动后7～18秒期间，发动机尾喷口可观察到兰烟冒出，检查电嘴干燥，我们可以判断出该发动机是因为燃烧室未点燃导致的起动失败。

此类情况的现场处理办法为：（1）提高燃油调节器初期供油平台压力的方法解决。将燃油调节器的16号螺钉反1～3格（增油），17号螺钉反1～2格（减油）；（2）采用飞机小涡轮60伏电压进行起动；由于小涡轮带动发动机转速仅能达到17%，该转速下有利于发动机点火，因而在特殊情况下，可以采用飞机小涡轮60伏起动。（3）采用延长发动机点火时间来解决。在起动过程中采用接通空中起动电门的方法进行起动，延长发动机点火时间至10秒，使发动机主火炬有充分时间来点燃，起动成功率可达80%以上。

3.3起动困难疑难情况的对策

3.3.1 发动机加温

通过上述方法仍然不能排除起动困难问题时，说明该台发动机在起动上存在系统问题，要解决此类发动机冬季起动困难问题，需要在发动机起动前对其进行加温，通过加温的手段，至今外场发动机都能起动成功，但是给发动机加温的时间和准备工作时间均较长，一般机场无法提供这些保障。

加温方法：利用加温车从发动机尾喷口和发动机短舱吹热空气（空气温度为80℃～90℃），吹热空气的时间根据环境温度来确定，一般持续加温120分钟左右即可，加温后冷转发动机，可将发动机滑油系统加温至20℃左右，在这种情况下，几乎所有发动机可以正常起动。

3.3.2 左右点火器互换

根据燃烧基本原理，发动机左、右点火器互换进行模态分析，互换后，气流撞击到裙部通道的壁面后改变方向，在挡流板和点火器球形壁面的共同作用下，气流涡心位置发生了改变，更加偏向右侧电嘴位置，解决了燃油雾化程度、油气比例、点火器中空气流动方向和流速等影响因素，使气流流速降低压力升高，有利于点火，且对发动机工作无影响，能保证满足各种气候条件下的点火起动问题（低温、高寒、高原）。

在点火器不进行大量改进的前提下，将左、右点火器进行互换，点火器互换安装，接口完全一致，可以满足安装要求，同时点火器正面进气改成背向进气，可以解决某涡桨发动机起动困难问题。

4 运用

从2010年以来，在冬季使用中只要出现起动困难，通过采用最简单的左、右点火器互换方法，在现有使用环境下，均能保证一次起动成功，成功率100%。

参考文献：

[1]《XX6系列发动机维修手册》.南方公司2005年编制.

作者简介：王学林（1971—），男，湖南长沙人，工程师，研究方向：外场技术服务和保障。