通用类型的航空发动机起动系统浅析

赵雪原 ZHAO Xue-yuan；杨福刚 YANG Fu-gang；常诚 CHANG Cheng

（沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，沈阳 110043）

（Shenyang Liming Aero Engine(Group)Co.，Ltd.，Shenyang 110043，China）

通用类型的航空发动机起动系统浅析

赵雪原 ZHAO Xue-yuan；杨福刚 YANG Fu-gang；常诚 CHANG Cheng

（沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，沈阳 110043）

（Shenyang Liming Aero Engine(Group)Co.，Ltd.，Shenyang 110043，China）

本文主要对一般类航空发动机起动系统进行分类、总结,用于提高试车效率。

航空发动机；起动；故障

1 一般的航空发动机的通用起动系统的组成与功用

1.1 起动系统的大致组成 通常航空发动机起动系统由燃气涡轮起动机及控制系统、扭矩传递装置、燃烧室点火系统、燃烧室及涡轮、发动机起动燃油调节系统组成。

1.2 各组成部分的一般功用 起动系统的功用是：在地面和空中自动起动发动机；在地面冷运转涡轮起动机和发动机；在起动的任意时刻中断起动。燃气涡轮起动机是起动系统的主要部件，在发动机起动时带动发动机高压转子、飞机和发动机附件转动。燃烧室点火系统用于在地面和空中发动机起动时，点燃燃烧室燃气空气混合气。起动燃油调节系统的功用是在发动机起动时，供给并调节燃烧室的供油量。

1.3 一般类别的燃气涡轮起动机与发动机的冷运转

1.3.1 涡轮起动机的冷运转 将发动机工作转换电门扳到涡轮起动机冷运转位置，按下工作转换电门的起动按钮，这时发动机自动起动装置开始工作，使涡轮起动机的电动起动机运转，但涡轮起动机的点火，补氧附件以及涡轮起动机的停车开关电磁活门不工作。这样，当电动起动机运行后，便自动停止，发动机燃烧室点火附件也不工作，发动机转子不动。

1.3.2 一般的航空发动机的冷运转原理 将发动机工作转换电门扳到发动机冷运转位置，按下工作转换电门前边的起动按钮，发动机自动起动装置开始工作，涡轮起动机的点火，补氧及涡轮起动机停车开关电磁活门投入工作。在接通自动起动装置后，涡轮起动机的电动起动机开始转动，紧接着涡轮起动机燃烧室被点燃，开始发出功率。当涡轮起动机的电动起动机开始转动，紧接着涡轮起动机燃烧室被点燃，开始发出功率。当涡轮起动机喷嘴前油压达到一定时，或当涡轮起动机自由涡轮转速达到某转速时，电动起动机、涡轮起动机点火与补氧附件可能提前关断，否则将自动起动装置关断。上述附件关断后，涡轮起动机由燃油系统控制，发动机的高压转子也开始转动，但发动机燃烧室既不喷油也不点火，发动机高压转子转速缓慢上升。当自动起动装置工作到周期后，涡轮起动机停车开关电磁活门断电，切断燃油，涡轮起动机退出工作，发动机高压转子转速逐渐回落。

2 通常的航空发动机起动过程

将发动机工作转换电门放在起动位置，油门杆放在最小供油位置，按下起动按扭接通燃气涡轮起动机点火器，并开始计时。同时，起动信号灯开始燃亮，在起动机点火器工作后，起动机的电动起动机接通。开始带动涡轮起动机的压气机涡轮转子转动。带动发动机高压转子开始转动。当起动到一定转速时，燃油突增电磁阀工作，开始向发动机主燃烧室喷嘴供油，此时，发动机主点火器开始点火。发动机的燃油流量调节由加速调节器进行。当起动时间达到周期时，发动机起动成功，涡轮起动机退出工作。这时由发动机涡轮单独带动发动机转子加速到慢车转速。一般的航空发动机工作时旋转的风扇将外界大气吸入发动机。气流经过进口导流叶片进入风扇受到压缩，提高了压力，在风扇后气流分为内、外涵两股。其中外涵气流进入外涵道，环绕着由压气机、燃烧室和高压涡轮构成的核心机向后流动；而内涵气流经过高压压气机再次增压后，进入主燃烧室，与喷入的燃油混合，进行燃烧以达到预定的高温，高温高压的燃气流，经过高压涡轮和低压涡轮膨胀作功，带动压气机和风扇连续不断地吸气增压。经过涡轮作功后的燃气流温度压力有所降低、但仍然很高，与外涵气流在低压涡轮后开始混合并流入加力燃烧室，再次喷入燃油燃烧以提高温度（在加力状态），然后高温燃气流在尾喷管内继续膨胀加速，最后燃气流高速排出发动机，产生反作用推力。

3 通用类型的航空发动机起动燃油调节系统的工作

一般的航空发动机起动过程主要是由主泵调节器调节起动装置，改变起动装置向发动机主燃烧室总管的供油量。主泵调节器是由自动起动器、自动加速器等组成。发动机起动过程中自动起动器、自动加速器起主要调节作用。发动机起动供油量，开始时自动调节，然后由自动加速器调节。

3.1 自动起动器 起动调节器的功用是在地面和空中起动发动机时，根据发动机的起动需油量调节发动机的起动供油量，使发动机能安全、可靠的起动。

3.2 自动加速器 自动加速器在高压转速调节器发出增加燃油供油量指令时，调节主燃烧室中的燃油。自动加速器根据高压压气机后空气压力，高压转子转速及发动机进口空气温度，限制燃油供油量的增加速率。

4 航空发动机起动一般的常见故障

4.1 热悬挂 通常航空发动机在进入第二阶段后，如果供油量增加过快，可出现排气温度过高现象，这时发动机转速增加相对较慢。发动机空气流量偏小油气比过大，受排气温度限制不得不终止起动。否则会使涡轮叶片过烧。通过调节加速调节器，减少供油量，可有效地排除故障。

4.2 起动超温、超时 该故障指的是，尽管未出现冷悬挂现象，但是由于起动过程中油气比不合格，也会使发动机出现起动过程中的峰值温度超出规定或起动时间超出规定的现象。一般来说，通过正确调整参数即可解决问题。

4.3 冷悬挂 航空发动机的热悬挂相反，如果起动过程中供油量偏小，排气温度过低，涡轮前温度低的情况下涡轮功率很小，这样在第二阶段后不能保证转子转速所需的剩余功率，同样在规定的时间内不能达到慢车转速，通过调整起动调节器和加速调节器，使供油量在起动过程中适度增加，即可排除故障。

5 大气温度对发动机起动参数的影响

5.1 航空发动机起动排气温度与大气温度的关系 按温度相似准则，发动机在起动过程中排气温度的峰值随大气温度的提高而提高，因此如果大气温度过高，排气温度将有最高限制，否则将会使涡轮叶片过烧。

5.2 航空发动机起动时间的温度特性 发动机起动过程中的供油特性确定以后，由于发动机的进口温度不同，发动机空气实际流量不同，压气机功率也不同，所以起动时间随大气温度而变化。大气温度高起动时间长，这是由于高温气体更难压缩引起的。

本文针对起动参数的调整以及常见故障的分析，理论与实践相结合，加强对于发动机起动全过程的了解和认识，提高试车效率。

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[3]李凡玉,李军,江勇,张百灵.改善发动机高原地面起动性能的实验研究[J].空军工程大学学报(自然科学版),2012(05).

The Starting System of General Aircraft Engine

This paper focuses on the classification of starting system of general aviation engine and does a summarization,aims to improve the test efficiency.

aircraft engine；starting system；fault

赵雪原（1983-），男，黑龙江鹤岗人，毕业于南昌航空大学，研究方向为发动机整机常规试验技术。

TM216+.5

A

1006-4311（2014）13-0036-02