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以某型涡轴发动机为例，燃油系统部件导致的发动机性能故障主要有空中起火、发动机自动停车、发动机无法停车、发动机启动超温等故障。

10.5.1　空中起火故障

某直升机悬停时，其中一台发动机舱突然失火。直升机紧急着陆，收油门停车。

2.原因与机理分析

对发动机灭火后，现场检查发现发动机周围位置低的部件有少量残余燃油。经分别接通直升机燃油系统增压泵和发动机假开车检查，发现启动放油活门结合面有滴状的燃油渗漏。放气活门工作时的排气容易将燃油吹到涡轮机匣和排气管等高温部件上。

经外场人员对启动放油活门进行分解。除去活门壳体4个固定螺钉的熔断丝后，用螺刀拧松固定螺钉时，其中一只螺钉无明显紧度，其他均紧度合适。松动螺钉的大部分螺纹上有积炭。分解上、下壳体后，活门内橡胶薄膜靠外圈压紧部位局部有破损。因此发动机工作时，燃油从启动放油活门薄膜破损处往螺钉松动方向泄漏，燃油被放气活门的排气吹到高温部件上，导致了本次发动机起火故障的产生。

3.解决与预防措施

更换有故障的启动放油活门，排除故障。检查其他同批次修理的发动机启动放油活门内橡胶薄膜质量，维护时加强启动放油活门的检查。

10.5.2　自动停车

某涡轴发动机按开车正常程序启动，发动机各参数指示正常，前推油门。当转速上升到80%时，旋翼转速表变动并迅速减小，发动机声音异常并很快消失，可以归类为发动机自动停车。

2.原因与机理分析

当燃油管路泄漏、启动放油活门漏油、超转放油活门漏油和燃油调节器故障时，可能导致发动机贫油或断油而停车。经停车检查，管路无泄漏。将燃油调节器、超转放油活门、启动放油活门返厂检查。超转放油活门、增压活门和启动放油活门在试验台上试验检查合格，分解后检查各零件正常。燃油调节器在试验台上性能复试性能不合格，启动和加速供油量偏小，与发动机Ng转速80%相对应的实测加速流量为94.8～109.6　L/h，合格范围为100～119.6　L/h，偏小5.2～10　L/h。

分解燃油调节器旁通活门时，发现活门座封严口上粘着一鱼钩状异物，约3 mm长、0.025 mm宽。旁通活门是一个单向活门，其打开压力为（0.005±0.002）MPa。该活门主要由一个直径8 mm的钢球，一个孔径为6 mm的活门座和一个复位弹簧组成。其作用是在发动机启动前向燃油调节器内充油、排气。发动机停车时，旁路活门在复位弹簧的作用下处于关闭位置。启动增压泵，燃油增压后经增压泵后出口油滤分为两路：一路直接到达旁路活门，将旁路活门打开，并经发动机启动放油活门回到油箱；另一路到燃油调节器齿轮泵出口。

发动机启动以后，燃油调节器出口压力大于旁路活门打开压力时，钢球压在活门座内孔的尖边上，关闭旁路活门，切断回油。发生故障时，由于燃油中有异物，在发动机加速过程中，燃油调节器出口压力大于活门打开压力，钢球在关闭过程中，将燃油内异物压在活门座上，使钢球不能复位，形成缝隙，造成一部分供应给发动机的燃油回到燃油调节器泵进口，由于加速供油量偏离燃油调节器加速曲线范围，导致发动机贫油熄火停车。

为了验证异物对旁路活门工作的影响，进行故障再现试验，试验结果与本次故障现象相一致。如异物在燃油调节器出厂前粘在旁路活门内活门座上，则无法交付用户使用。由于燃油调节器已在外场无故障工作308 h，排除了燃油调节器在出厂前有异物粘在旁路活门座上的可能。因此，旁路活门内发现的异物为外来异物，该异物造成了发动机自动停车。

3.解决与预防措施

为确保燃油调节器内无其他异物，将燃油调节器全部分解和清洗，未发现其他异常。燃油调节器重新装配和调试验收合格后，交付用户使用。

某型直升机在地面运转过程中，先启动右发正常，Ng达到85%。再启动左发，当左发Ng为45%左右时，右发突然自动停车。经检查为燃油系统中启动放油活门密封性不合格，通往发动机燃烧室的燃油经过启动放油活门的放油口流入直升机燃油箱，导致发动机缺油停车。更换启动放油活门后，故障排除。

10.5.3　收油门无法停车

发动机进行地面开车，双发启动正常，发动机各项性能参数正常。运转5 min后，正常收油门到地面慢车位置，30 s后收油门到底关车。当双发Ng正常下降到小于20%后关闭燃油增压泵，旋翼转速下降到小于100　r/min，收旋翼刹车。此时左发Ng一直保持在14°左右下降，T4温度保持在500℃左右。右发Ng下降到0，T4温度正常。当旋翼转速为0时，左发继续运转，切断应急燃油开关，涡轮转子惯性30 s后停止运转。

2.原因与机理分析

通过对燃油调节器和超转放油活门的分解检查，发现燃油调节器油门角度关闭不到位，转放油活门双层薄膜积油。发动机停车时，燃油调节器主开关关闭，切断供油，超转放油活门接通甩油盘到油口的油路，发动机熄火停车，燃烧室内的剩余P2空气将甩油盘、喷射油道内剩余燃油通过超转放油活门从放油口排出。

发动机不能正常停车，表明有燃油持续进入发动机参与燃烧，其必要条件是主油路有持续燃油供应和超转放油活门40%转速不放油或者超转放油活门中40%活门薄膜失效。

主油路持续有燃油供应可能与直升机增压泵未关闭和增压活门未正常关闭或燃油调节器未完全关闭等因素有关。燃油调节器油门角度关闭不到位，同时超转放油活门因双层薄膜积油，影响了其中上下两个球形活门的运动，使其不能完全关闭和打开，也就是不能完全切断燃油和正常放油，导致发动机无法正常停车。

3.解决与预防措施

更换故障燃油调节器和超转放油活门。

10.5.4　启动超温

某型直升机发动机第一次地面开车正常，悬停试飞正常，落地后发动机停车。发动机余温降到140℃后第二次启动，显示T4温度上升较快，迅速将油门杆后拉，T4温度上升至400℃时略收油门，T4温度继续上升，再收油门，控制困难。当T4温度接近785℃时迅速回拉油门杆，此时T4温度继续上升至900℃直至温度指示最大处，并在此停留三四秒。最后将油门杆于后位连续摇动，T4下降，发动机停车，排气段内无冒火和冒烟现象。

2.原因与机理分析

检查发动机主体及燃油附件，除超转放油活门上40%活门的薄膜破裂外未发现明显导致发动机超温的原因。超转放油活门破裂的薄膜是40%活门上的薄膜，40%活门的作用是感受燃油泵压力，发动机停车过程中，当Ng转速降到40%时，切断发动机的供油，并放掉喷射油道中的燃油。

正常启动时，主燃油通过超转放油活门的燃油进口从进油球形活门进入甩油盘，增加发动机的供油量，加快发动机启动时温度上升速度。油门关闭时，由于40%活门上的薄膜破裂，燃油通过薄膜裂口进入超转放油活门薄膜下方，将两个球形活门向上顶，进油球形活门不能关闭。因此不受燃油调节器计量油针控制的燃油进入甩油盘，增加了发动机供油量，发动机T4温度上升。

3.解决与预防措施

故障发生后，应当采取关闭燃油防火开关的措施避免发动机超温，本次故障采取停车更换故障件的方法排除。

10.5.5　启动失败

某型直升机在高度（[0-9]+）（[0-9]+） m实施第四次空中开飞行训练时，先开左发飞行，发动机工作正常；再关闭右发飞行，发动机单发工作正常。当机械师依照程序按压启动按钮启动右发时，Ng为零不上升，扭矩不上升，T4上升到260℃，10 s后机组中止启动。当T4温度下降至160℃后，实施第二次启动，Ng和扭矩仍没有上升，启动时间10 s后再次中止启动。对该发动机实施冷转，Ng不上升，再次启动发动机，Ng和扭矩仍不上升，T4上升至432℃后不再上升，再次中止启动。在高度分别下降至800 m、200 m时再次启动右发，现象同上，仍不成功，最后直升机单发滑跑安全着陆。

地面检查发动机：

（1）外观检查无异常，转动自由涡轮转子未见异常，转动轴流压气机转子未见异常。

（2）启动该发动机检查。冷转检查，Ng指示正常；启动发动机，T4、Ng和扭矩指示正常，发动机启动成功；工作3 min后关车，检查余转时间缩短，停车过程中发动机有异常声音。

（3）停车后进一步检查，转动尾桨发现右发动机有异常声音；转动轴流压气机转子有异常声音。发动机返厂排故。

2.原因与机理分析

（1）分解及检查情况。发动机返厂后进行分解检查，发现一级涡轮叶片与一级涡轮导向器径向刮磨，其余各零部件外观检查正常，轴承目视检查正常；启动继电器线路失效。从尺寸检查的情况看，一级涡轮导向器组件已产生较严重变形；一级涡轮叶片叶尖中间位置和排气边发生磨损，磨损量最大半径方向为0.4 mm，但从进气边测量尺寸可以看出，一级涡轮叶片并未发生超过规定尺寸的蠕变。

抽取一片故障涡轮叶片进行金相分析，组织正常；对一级涡轮导向器涡轮外环上的黏结物刮下做能谱分析，其材料成分主要为一级涡轮叶片材料，含有少量一级导向器材料。在试验器上检查启动放油活门时，发现其密封性能、漏油压力及关闭放油的泵压均不合格，失效。复查发动机原始加工记录，表明零件合格，装配正常；冶金分析结果表明发动机没有出现超温现象，排除了发动机进入多余物的可能性。

（2）机理分析。根据空中多次启动和冷转时燃气涡轮转速都为零，着陆后地面检查指示系统正常的情况，可以判明在空中启动时燃气涡轮转子未转动，而导致燃气涡轮转子不转动的原因只能是以下两种情况：转子卡滞或启动电动机不工作。

当转子卡滞时，空中进行的多次启动过程中，电动机保护轴折断可能性极大。在发动机着陆后第一次转动燃气转子时也应有卡滞声，且地面将再无法进行冷运转和启动发动机。由此判断，在空中燃气涡轮转速为零的原因是启动时电动机没有工作。着陆后该发动机可以实施冷转和启动成功，说明空中多次启动电动机不工作的原因可能是启动电路失效。

综上分析，得出此故障产生的机理：发动机在空中几次进行启动时，由于启动继电器线路失效，按压启动按钮后电动机不工作，因此发动机燃气涡轮转速无指示，同时由于启动系统放油活门失效造成启动喷嘴异常供油，直升机在一定的平飞速度下有少量的空气在冲压作用下进入燃烧室参与点火燃烧，在这种情况下，燃烧室温度场极不均匀，在空中反复几次后，必将导致一级导向器组件变形。直升机降到地面后，转子检查发动机转动灵活，无异响，说明导向器的变形量还不足以在冷态下使发动机转子产生卡滞。但由于这时导向器已经变形严重，降落到地面开车时，在离心力和高温作用下，涡轮叶片伸长，消除了导向器组件和涡轮组件的工作间隙，造成两者碰磨，产生转子卡滞，导致了发动机停车时余转时间缩短并有异响。

因此，空中多次启动不成功是由于启动系统放油活门失效和启动电动机电气线路失效造成的。