起動懸掛故障原因

發(fā)動機的啟動過程是發(fā)動機的過渡工作階段，涉及飛機氣源、飛機燃油、發(fā)動機燃油控制、空氣流量控制、啟動和點火，以及發(fā)動機本體結(jié)構(gòu)等多個系統(tǒng)的工作。發(fā)動機啟動懸掛故障往往是由發(fā)動機設(shè)計、制造、使用、維護、運行環(huán)境等多個環(huán)節(jié)存在的問題以及發(fā)動機/飛機多個系統(tǒng)工作性能下降導(dǎo)致的綜合故障，維護人員需要有針對性地對發(fā)動機啟動懸掛所涉及的各個系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，才可能徹底排除。

發(fā)動機啟動可分為啟動機帶轉(zhuǎn)階段、點火燃燒階段、啟動機協(xié)助發(fā)動機加速階段、發(fā)動機自行加速階段和慢車階段。在進(jìn)入慢車前的所有階段，發(fā)動機渦輪發(fā)出的功率與啟動機發(fā)出的功率之和必須大于發(fā)動機加速所消耗的功率，發(fā)動機才能加速，否則就出現(xiàn)啟動懸掛。

(1) 加劇啟動機損壞，連續(xù)多次啟動嘗試增加了啟動機的負(fù)荷，降低了使用壽命。

(2) 加劇發(fā)動機老化和性能下降，連續(xù)多次啟動嘗試增加了發(fā)動機在非設(shè)計工作狀態(tài)下的工作時間，由此加劇了發(fā)動機的磨損和老化。

(3) 增加啟動操作風(fēng)險，尤其是增加了啟動超溫和發(fā)動機喘振的概率。

(4) 可能影響航班正點，多次啟動嘗試?yán)速M時間，而采用發(fā)動機交叉啟動又受機場停機坪條件的限制。

(5) 可能降低發(fā)動機高空再啟動的成功率。

(6) 故障隱患概率加大，易發(fā)生故障的疊加。

發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù) N2:啟動機帶動N2轉(zhuǎn)速上升至指示顯示最大轉(zhuǎn)速的23%之前不供油，發(fā)動機干轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)N2由啟動機的供氣壓力、供氣流量、啟動機性能、發(fā)動機轉(zhuǎn)動阻力以及壓氣機負(fù)荷來決定。觀察發(fā)動機N2轉(zhuǎn)數(shù)是判斷故障的重要依據(jù)，可以根據(jù)N2在啟動階段達(dá)到的轉(zhuǎn)數(shù)范圍對故障進(jìn)行歸類。例如，沒有N2指示或者N2指示不穩(wěn)，引起啟動懸掛的可能原因包括指示系統(tǒng)故障、氣路損壞、高壓壓氣機葉片間隙過緊、啟動機本體與聯(lián)合部位出現(xiàn)問題等。此時應(yīng)進(jìn)一步對故障進(jìn)行隔離判斷。燃燒室供氣壓力Pb:供氣壓力偏低是引起發(fā)動機啟動懸掛故障的重要因素?？赏ㄟ^提高發(fā)動機干轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速來提高燃燒室的供氣壓力，以減少啟動懸掛的機率。Pb的大小可在發(fā)動機警告數(shù)據(jù)顯示組件(EAD)中讀出。如果Pb感壓管出現(xiàn)滲漏或堵塞，都會使發(fā)動機電子控制裝置(EEC)判斷發(fā)動機狀態(tài)的實際參數(shù)發(fā)生變化，所以應(yīng)加強Pb管路的檢查。供油量及燃油壓力:通過裝在發(fā)動機上的燃油流量傳感器(FF)，可在EAD上讀出供油量。往往啟動過程中初始供油量的不穩(wěn)定是導(dǎo)致啟動懸掛的主要因素。初始供油量由EEC根據(jù)特定供油程序確定，再通過計算環(huán)境系統(tǒng)值使燃油計量組件(FMU)對供油量進(jìn)行一定的調(diào)整。啟動點火成功后若EGT過高，EEC自動調(diào)低供油量以降低EGT，這將導(dǎo)致供油不足，發(fā)動機啟動懸掛。供油量偏多將導(dǎo)致壓氣機喘振、轉(zhuǎn)動阻力增大以及進(jìn)氣量減少，從而加劇啟動懸掛。另外，與燃油質(zhì)量相關(guān)的問題，如燃油密度低同樣也會引起發(fā)動機供油不足、燃燒不充分，導(dǎo)致發(fā)動機產(chǎn)生懸掛。因此應(yīng)根據(jù)具體問題進(jìn)行具體分析。點火時間/時機:在點火燃燒階段，能否點火成功取決于正確的油氣比、燃油汽化質(zhì)量、點火性能。點火時，若供油過早，N2轉(zhuǎn)速太低，進(jìn)入發(fā)動機的空氣量少，易造成熱啟動和啟動懸掛。一般應(yīng)在N2達(dá)到指示顯示最大轉(zhuǎn)速的23%時再開始供油點火。排氣溫度 EGT:排氣溫度EGT，由供油量FF、進(jìn)入核心發(fā)動機的冷卻空氣量和渦輪效率決定。冷卻空氣多，排氣溫度下降就多。渦輪效率高，參與做功的燃?xì)馀蛎浗禍鼐投?，同時也提高了發(fā)動機壓氣機轉(zhuǎn)數(shù)，使更多的冷卻空氣進(jìn)入，進(jìn)一步降低EGT。觀察EGT的溫度，一方面要考慮EGT熱電偶的性能，另一方面要考慮渦輪機匣冷卻控制組件TCC的性能，如性能下降應(yīng)及時更換。

如果出現(xiàn)懸掛啟動，馬上關(guān)斷發(fā)動機并按程序進(jìn)行，等發(fā)動機停止后用正常程序再次啟動，如正常，放行飛機，如再次發(fā)生懸掛，記錄相關(guān)的參數(shù)并按程序關(guān)斷發(fā)動機。

APU輔助動力組件(APU):性能下降會導(dǎo)致供氣壓力和流量降低，直接影響啟動機的啟動能力。啟動機:啟動機本體性能下降直接影響最大干轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速及啟動機帶轉(zhuǎn)并協(xié)助發(fā)動機加速的能力?？捎砂l(fā)動機最大干轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的降低來判斷。VSV、VBV和2.9級防氣系統(tǒng):可變導(dǎo)向葉片(VSV)開度不足或可變放氣活門(VBV)、2.9級放氣活門工作不正常都直接影響進(jìn)入核心機燃燒室的空氣流量，引起壓氣機喘振，導(dǎo)致熱啟動或啟動懸掛。點火性能:點火能量、電嘴質(zhì)量、電嘴安裝深度等均會影響點火性能，點火電嘴、高壓導(dǎo)線、點火激勵器的故障都會增加點火時間或?qū)е曼c火失敗。繼續(xù)點火可能是在發(fā)動機存留大量燃?xì)獾那闆r下進(jìn)行的，極易發(fā)生熱啟動和啟動懸掛。Pb感壓管:通過位于發(fā)動機燃燒室進(jìn)口的感壓傳輸管路，可感受發(fā)動機燃燒室的進(jìn)口氣體壓力，這個壓力信號將傳遞給EEC。Pb感壓管進(jìn)水、堵塞、破裂都是造成啟動懸掛的原因，應(yīng)細(xì)致檢查。低壓壓氣機進(jìn)口總溫TT2和高壓壓氣機出口總溫TT3:EEC通過FMU的燃油流量活門位置來控制燃油流量。對于不同狀態(tài)的發(fā)動機，EEC采用不同的供油量來啟動發(fā)動機。流量活門的位置是根據(jù)燃油流量/擴散機匣壓力Wf/Pb和N2真實轉(zhuǎn)速N2c2.5的對應(yīng)值來決定。當(dāng)TT2與TT3的溫度差大于66.7℃時， EEC采取熱啟動計劃;當(dāng)TT2與TT3的溫度差小于44℃時，EEC采取正常啟動計劃。如果TT2與TT3傳感器指示出現(xiàn)誤差，同樣會影響發(fā)動機啟動，促使Wf/Pb對應(yīng)N2c2.5的供油量減小，致使N2轉(zhuǎn)速上升緩慢。燃油泵FP和FMU:發(fā)動機燃油系統(tǒng)工作是否正常決定了發(fā)動機的性能，是解決懸掛問題的關(guān)鍵因素。發(fā)動機燃油泵FP的增壓能力也決定著是否有足夠的燃油壓力輸送到燃油噴嘴以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)霧化程度，可以通過讀取燃油壓力的具體值來判斷。EEC是通過控制FMU內(nèi)部伺服活門的扭距馬達(dá)TM來實現(xiàn)燃油量調(diào)節(jié)的，如果扭距馬達(dá)TM的相關(guān)機構(gòu)出現(xiàn)卡阻，或FMU內(nèi)部任何一活門和控制部件出現(xiàn)性能衰減，都會引起計量不準(zhǔn)、供油出現(xiàn)偏差，甚至造成啟動懸掛。燃油噴嘴:燃油噴嘴會影響噴油霧化質(zhì)量從而對成功點火產(chǎn)生影響?？赏ㄟ^孔探檢查來發(fā)現(xiàn)噴嘴積炭和損傷。綜合驅(qū)動發(fā)電機IDG:發(fā)動機的IDG包含一個恒速傳動裝置CSD和一臺2級交流發(fā)電機，它們安裝在同一個殼體內(nèi)，其中CSD將每分鐘4500~9000轉(zhuǎn)的發(fā)動機附件齒輪箱輸入轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)換為恒定的12000轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，并輸入交流發(fā)電機，從而保證穩(wěn)定的400Hz、115V交流電的輸出。CSD液壓機械式恒速傳動裝置主要由差動游星齒輪系、液壓泵-液壓馬達(dá)組件、調(diào)速系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)和保護裝置五部分組成。恒裝的故障、離心飛重、可變斜盤及游星齒輪系的卡阻都會造成IDG性能下降甚至故障，同時作為發(fā)動機負(fù)載的一部分，直接影響了發(fā)動機的性能，在剛啟動進(jìn)入慢車時尤為顯著。所以需要對CSD進(jìn)行故障回顧，及時參照手冊對IDG進(jìn)行系統(tǒng)檢查和勤務(wù)。發(fā)動機本體:發(fā)動機本體壓氣機轉(zhuǎn)子過緊、渦輪效率下降都會導(dǎo)致啟動懸掛概率的增加?？捎煽滋酱_認(rèn)以及監(jiān)控排氣溫度EGT裕度的下降來作出判斷。以上兩方面的分析中，可觀察參數(shù)與航線可更換件之間是相互關(guān)聯(lián)的標(biāo)本關(guān)系，參數(shù)異?？烧J(rèn)為是航線可更換件故障和性能下降的結(jié)果。應(yīng)按照實際情況，有選擇地將問題分類，按照模塊去解決問題。

推遲供油點火時機，在N2達(dá)到最大干轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速后再點火供油。啟動過程中暫時關(guān)閉發(fā)動機驅(qū)動液壓泵EDP以減少發(fā)動機負(fù)載。必要時可采用發(fā)動機交叉啟動。盡量采用減功率起飛，延長發(fā)動機使用壽命，減緩發(fā)動機性能衰減。

堅持定期清潔核心機與發(fā)動機外涵道，恢復(fù)發(fā)動機性能和EGT裕度。調(diào)節(jié)壓氣機流量控制系統(tǒng)，定期檢查發(fā)動機VSV、VBV、2.9級放氣系統(tǒng)。加強對飛機氣源系統(tǒng)，尤其是APU引氣系統(tǒng)的維護，保證有足夠的啟動機驅(qū)動氣壓。地面試車時嚴(yán)格遵守發(fā)動機暖車和冷車的規(guī)定，以減少發(fā)動機磨損。

設(shè)法增加EGT裕度，如減少壓氣機葉片與機匣、渦輪葉片與機匣間的間隙等。

(1) 進(jìn)一步擴展發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)控軟件的性能。

(2) 在FMU的調(diào)節(jié)方面，調(diào)高燃油比重，減少初始供油量;進(jìn)一步調(diào)低計量活門最低初始位置，減少初始供油量。

(3) 采用更大功率的啟動機。

三相異步電動機的起動方式

1，直接起動。但三相異步電動機直接起動時電流可達(dá)到額定電流的6-7倍，對電網(wǎng)的沖擊較大，特別是大功率電動機。

2，降壓起動。降壓起動主要有熱自藕降壓起動和星三角降壓起動。

熱自藕降壓起動是指通過自藕變壓器在起動時降低電機電壓，同時降低起動電流。一般降低為額定電壓的55%-75%左右。優(yōu)點是可以通過改變自藕變壓器的抽頭圈數(shù)方便地改變起動電壓。缺點是需要用到自藕變壓器，成本較大。

星三角降壓起動是指通過改變電機的接線方式而改變起動電壓，從而降低起動電流的一種方法，只能適用于正常接線方式為三角形接法的電機。在起動時，使用繼電器方法使電機接線方式為星形，此時電機的每相電壓降低為原來的根號三分之一，電機轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的80%左右，控制繼電器改變電機接線方式為三角形，電機開始正常運轉(zhuǎn)。優(yōu)點是可以節(jié)省自藕變壓器，降低成本，同時接線方法簡單，可靠性較大。缺點是無法改變起動電壓的比率，同時無法使用在星形接法的電機。

3，頻敏電阻起動。頻敏電阻起動是指在電機起動時在主路中串聯(lián)頻敏電阻，從而降低起動電流。頻敏電阻能夠平滑地改變起動電流，對電網(wǎng)的沖擊較小，是較為理想的起動方式。但是大功率的頻敏電阻都是采用電感的形式，所以在使用時會產(chǎn)生較大的電磁渦流，會降低電網(wǎng)的功率因數(shù)。