发动机起动不成功故障分析

发动机起动不成功故障分析

田军 程翔

中航西安飞机工业集团股份有限公司    

【摘要】：发动机起动过程一般是指发动机按照既定程序，在起动气源的驱动下，由静止状态加速到慢车状态的过程。本文针对发动机起动不成功故障，建立了故障树，通过对各个底事件的分析排查，故障最终定位为起动箱线缆插头尾附内硅胶移位，造成线缆存在偶发短路问题，导致起动控制板开关触点过流断路，无法完成发动机后续起动工作。本文排查方法可为类似故障排除提供参考。

【关键字】：发动机起动；故障分析

1. 引言

发动机起动过程一般是指发动机按照既定程序，在起动气源的驱动下，由静止状态加速到慢车状态的过程。

2. 故障描述

地面通电检查，发现1号发动机起动不成功，起动控制板上按钮“起动”指示灯燃亮1~2秒后熄灭，驾驶舱画面页上N1，N2，EGT等参数未变化。

3. 原理分析

在外部电源和起动气源满足的条件下，按下起动控制板上的“起动”按钮，起动箱接收到起动信号后，按既定程序接通后端发动机附件，包括液压开关、附加风门、点火线圈等，实现发动机点火、供油及起动。同时，发动机参数采集系统通过对起动箱和发动机上各传感器反馈的信号进行采集并反馈至驾驶舱显示画面页，起动交联系统原理示意图见图1所示。

图1起动交联系统原理示意图

4. 故障分析

基于故障现象，对发动机起动过程中起动箱前期的控制程序及“起动”字符显示的逻辑进行说明，如图2所示。起动按钮按下后，机上28V起动电源向起动箱起动电路供电，吸合继电器1，通过发动机上的液压开关接地形成回路，控制发动机的起动程序，同时，机上28V保持电源通过中断起动按钮（默认闭合状态）、继电器1、液压开关向保持电路供电；起动电路和保持电路均向数据采集器反馈起动信号后由数据采集器送显。

图2起动前期的控制程序及“起动”字符显示示意图

由于起动按钮为非自锁按钮，正常起动发动机时，按下启动按钮1~2秒后需松开，起动电路失电，保持电路工作，使发动机起动程序能够继续正常执行。

基于以上分析，现以“发动机起动不成功”为顶事件建立了故障树，如图3所示。

故障树T由4个事件构成，包括液压开关至起动箱线路故障（底事件X1）、液压开关故障（底事件X2）、保持电路未正常工作（事件A）和机上电源供电异常（底事件X9）。

事件A由3个事件构成，包括继电器故障，无法吸合（底事件X3）、继电器负端未接地（底事件X4）和继电器供电自锁电源失效（事件B）。

事件B由2个事件构成，包括起动控制板“中断起动”按钮触点断路（事件C）、控制板到起动箱线路断路（底事件X8）。

事件C由3个事件构成，包括控制板到起动箱线路短路（底事件X5）、控制板自身成品故障（底事件X6）、起动箱内部至继电器正端线路短路（底事件X7）。

图3“保持电路未正常工作”故障树

4.1液压开关至起动箱线路故障X1

在“起动”按钮按下时，存在“起动”按钮指示灯燃亮现象，表明起动电路正常，液压开关至起动箱线路无断路；同时，对液压开关至起动箱的线路进行导通绝缘检查均正常，排除底事件X1。

4.2液压开关故障X2

检查液压开关安装固定性良好，单独对液压开关进行导通检查均正常，排除底事件X2。

4.3继电器故障，无法吸合X3

根据原理得出，保持电路与起动电路共用一个继电器。在“起动”按钮按下时，存在“起动”按钮指示灯燃亮现象，表明起动电路正常，继电器可正常吸合，排除底事件X3。

4.4继电器负端未接地X4

根据原理得出，保持电路与起动电路共用一个继电器。在“起动”按钮按下时，存在“起动”按钮指示灯燃亮现象，表明起动电路正常，继电器可正常吸合，排除底事件X4。

4.5控制板到起动箱线路短路X5

静态下对控制板“中断起动”按钮输出至起动箱线路对地进行导通检查，结果为不通，符合要求；进一步对此线缆进行对地绝缘检查，发现偶发存在接通情况，无法排除底事件X5。

4.6控制板自身成品故障X6

对控制板内部“中断起动”按钮输入输出端进行导通检查，发现线缆不通；由于“起动”按钮初始能正常点亮，且控制板返厂后，检查发现成品内部无多余物，“中断起动”按钮对应线缆存在烧蚀痕迹，其余线缆导通绝缘均正常且电连接部分接触正常，确定为外部线缆短接造成控制板成品内部开关触点线路过流断路，排除底事件X6。

4.7起动箱内部至继电器正端线路短路X7

测量起动箱成品端“中断起动”对应的孔位对地绝缘正常，对其它孔位绝缘正常，排除底事件X7。

4.8控制板到起动箱线路断路X8

测量起动箱“中断起动”对应的孔位没有28V直流电，说明机上28V供电到起动箱某一处线路断路，对起动控制板“中断起动”按钮输出至起动箱的线路进行导通检查无问题，排除底事件X8。

4.9机上电源供电异常X9

检查机上起动电路和保持电路28V直流输出均正常，排除底事件X9。

4.10故障排除

针对发动机起动不成功的故障，通过对控制板到起动箱线路插头分解检查，故障最终定位为起动箱线缆插头尾附内硅胶移位，造成线缆存在偶发短路问题，导致起动控制板开关触点过流断路，引起起动箱保持电路电源失效，继电器1无法在起动按钮弹起后继续保持工作，无法完成发动机后续起动工作。将相关线缆重新收头，检查线缆绝缘性能良好后，进行发动机试车工作，起动过程正常，该故障排除。

5. 总结及建议

发动机的起动是个逻辑时序过程，显示和控制有各自的通道，故障发生时，需同步观察显示字符相关信息，用以判断故障发生点位于起动过程中的具体时期，以便进行进一步分析定位。