某型发动机加力接不通故障分析

崔毅

（中国航发贵州黎阳航空动力有限公司，贵州 贵阳 550081）

近年来，公司在试车台进行发动机批生产交付时，偶尔遇到发动机在进入加力状态时加力接不通故障，直接影响发动机的试车交付，由于发动机加力燃油供给系统较为复杂与很多成附件匹配工作，所以造成发动机加力接不通故障的因素有很多，比如台架加力吹风连锁系统，加力供油系统、补油电磁阀或管路堵塞等故障。本文通过对故障现象和原理的分析从而排除了此故障，保证了试车进度。

1 故障情况

2018年10月12日，某发动机在进行试车接通加力时，加力辅助燃油总管无压力显示，加力状态无法接通。之后停车排故。

2 发动机加力工作原理（图1）

图1

加力燃烧室燃油供给系统是用来供给和调节加力燃烧室所需要的燃油，保证发动机在各种加力状态下正常工作。它由燃油系统、起动系统及放气系统组成。

加力燃油系统一般由加力泵调节器，加力输油圈、加力补给燃油总管、调节针塞、补充放气电磁阀开关、加力补油电磁阀开关盒导管组成。

加力起动燃油系统由主、副油路汽化器电池开关、加力层板节流器、加力点火汽化器、加力燃烧室点火器和导管组成。

加力燃油泵是加力燃油系统中的主要附件。它用来在各种条件下自动供给和调节发动机加力燃烧室所需要的燃油，以保证发动机加力状态下可靠工作。

加力泵由柱塞式油泵和燃油供给自动控制系统组成。

燃油供给自动控制系统系统由加力开关、加力电磁阀活门、流量活门、断油活门、预燃中断电门、定压活门、回油活门、加力调节器、高空限制器及高压转子最大转数限制器等组成。

燃油供给自动控制系统与调节针塞及补充放气电磁阀开关一起完成向发动机加力燃烧室的供油。

当加力状态未接通时，加力泵的电磁活门不通电，回油活门处于打开位置，加力开关被关闭。燃油通过加力开关回油槽放入低压腔，随动活塞在油压作用下克服弹簧力，将活塞顶靠在最小供油量调整螺钉上，斜盘角度为最小。此时，油泵打出的燃油只用于润滑和冷却转子，并经回油活门放入燃油-滑油附件的进口。为了防止非加力时燃油渗入加力总管，在加力泵的出口处装有断油活门。

当发动机接通加力状态时，加力开关电磁铁通电，在油压差的作用下加力开关移向左边，将加力开关打开，随动活塞右腔的回油停止，斜盘移向加力供油位置。这时，斜盘角度的大小由加力调节器和高空限制器的挡板活门开度决定。同时，油泵出口的高压燃油经加力开关后进入回油活门的上腔，使回油活门在弹簧力作用下处于关闭位置。此后，燃油顶开流量活门和断油活门，进入加力喷嘴喷入加力燃烧室。

当加力电磁活门通电4～6s后，加力开关移到极左位置，活塞杆顶开预燃中断电门，切断加力燃烧室点火器的喷嘴和点火电路。

加力开关的移动速度取决于层板节流器的流通能力。为了保证在各种高度上加力开关移动速度不变，加力泵中设有定压活门，它不论活门前的油压如何变化，始终保持活门后的压力约为一个定值。

为了保证发动机在加力状态安全可靠地工作，必须使发动机转数、涡轮前温度t3以及加力燃气温度处于合适的数值。发动机的转数有主泵的n1调节器和加力泵的n2最大限制器进行调节，而涡轮前燃气温度和加力燃气温度由加力调节器和高空限制器通过调节加力供油量进行控制。

而加力调节器是感受的P2’与P4并按照落压比保持不变的原则自动地调节加力供油量。

当分析高度增加或飞絮速度减小时，压气机出口压力P2降低（即P2’减小），薄膜右腔内的剩余压力P4使得薄膜移动，稍微打开挡板活门，使随动活塞右腔放油，斜盘角度减少，供油量降低。进入加力燃烧室的油量减少，压力P4开始下降。燃油量一直减少到使P2’与P4之间压力达到新的平衡。

当飞行条件不变，油门杆从全加力状态收到小加力状态时，P4压力开始瞬时增大。通过薄膜的移动稍微打开挡板活门，使随动活塞右腔放油。斜盘角度减小，供油量降低。进入加力燃烧室的油量减少，压力P4开始下降。燃油量一直减少到P2’与P4压力之间压力达到新的平衡。

如前所述，加力调节器整个系统的平衡取决于活门上的油压与弹簧以及薄膜两面的P2’和P4气压。当收小喷口时P4增大，活门开大，供油量减小；作用在和面上的油压（参加系统平衡的）降低。因此，从系统平衡角度来看，要求平衡的P4力比原始的P4要大一些（即P2’不变时应有一个新的P4值）。它就造成了加力调节器的静态误差。

发动机在地面和空中试车时，为了保证加力状态的规定推力，必须向加力燃烧室供入足够的燃油，然而加力泵供油量是有限的，满足不了上述状态的需要，因此，必须向加力燃烧室补充供给燃油。加力补油电磁开关就是用于将离心增压泵叶轮后的燃油供给加力燃烧室补油总管的附件。当发动机在加力状态工作时，并且压气机后的空气压力P2大于或等于0.588±0.015MPa时，加力补油压力信号器向加力补油电磁开关发送信号，这时，加力补油电磁开关投入工作。当发动机从全加力状态过渡到部分加力或更低状态时，或者在高空低速飞行中，当压气机后空气压力降低于0.588±0.015MPa之后，因加力泵的供油量变得足够，所以加力补油电磁开关被关闭。

加力补油电磁开关箱加力燃烧室供给的燃油量在使用中不调整。当发动机在全加力时，如果加力泵的供油量与加力补油电磁阀开关的供油量的总和超过加力调节器P2/P4=常数所控制的供油量时，由加力调节器减少加力泵的供给量，保证加力燃烧室所需要的燃油量和正常工作。

加力起动燃油系统是用于在接通加力状态时可靠地点燃加力燃油。

加力起动燃油取自主燃烧室的主、副燃油总管的燃油。

接通加力状态时，电源向主、副油路汽化器电磁阀供电，同时，由加力点火线圈向点火器的电嘴供电。这时，由主、副燃油总管来的燃油经层板节流器进入汽化器，在汽化器中燃油与从压气后引来的P2空气混合形成燃油-空气混合器喷入点火器中，并被加力电嘴点燃后形成火舌，送入加力燃烧室。这就为点燃加力泵供入的燃油提供了稳定的火源。

3 故障排除

出现故障后，首先，对台架系统进行了相关检查，检查加力吹风连锁系统中吹风机引到发动机加力筒体附近引射管内的总压和静压的压力差情况是否正常，该差值是为了保障在加力状态工作的地面有强制冷却吹风系统正常工作。如果该压力过低，说明冷却吹风系统工作不正常，这样台架电气系统存在的连锁保护系统自动保护使得发动机无法接通加力状态。其次，检查发动机点火电子工作情况，将主、副电嘴通电后，是否有火花，如果有火花说明点火系统正常。然后，检查燃油供给系统主、副油路层板节流器的情况，是否有堵塞或者层板流量是否在合格范围内，如果不在范围内，可能引起供油不足，也可能导致加力燃烧室供油不足无法持续工作。如果正常可以检查加力燃烧室引来的P2空气管路是否正常，引气管接头是否存在松动漏气造成燃油-空气混合器比例失调，燃油过多导致喷入点火器后无法被加力电嘴点燃或者浇灭点火器中的火舌。

之后检查加力补油电磁阀工作情况，电磁阀短接后有通断的声音拆下回油管和出口管未发现堵塞和异物，检查协动压力相关管路接头无松动现象，将加力补油压力信号器短接后加力补油灯闪亮。该压力信号器在在P2压力大于或等于0.588±0.015MPa时发出信号给加力补油电磁阀开关后，电磁阀开关应处在常开状态，信号灯应常亮。但是，检查过程中发现协动压力达到上限后该压力信号器未协动。因此，判断应该是补油压力信号器工作不正常造成的加力补油电磁阀开关未投入工作引起的该故障。更换加力补油压力信号器后故障消失。

4 结语

通过以上原理分析和实际排故过程来看，发动机加力接不通的原因非常复杂，只能先检查设备然后再根据发动机原理通过具体现象具体分析并区别对待。只有结合实际现象认真分析原理，才能达到快速排除故障的目的。