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摘要：针对某发动机在停车过程中尾喷口冒黑烟故障，本文建立故障树对该故障进行诊断分析，结合停车过程中发动机工作状态和试验得出结论：本次故障是因燃油调节器出口单向活门工作异常导致。
关键词：故障树；故障诊断；冒黑烟；燃油系统
1引言
燃油系统保证在所有工作状态向发动机正常供油。燃油由电动增压泵2从飞机油箱1抽出，经防火开关3和粗油滤4进入辅助燃油泵增压后分两路：一路为起动油路，燃油经过起动供油电磁活门11进入起动喷嘴12，起动油路在工作油路运作一段时间后停止向燃烧室供油。一路为工作油路，燃油经细油滤8和流量表传感器7进入主燃油泵。从主燃油泵9出来的高压燃油进入燃油调节器10，调节至需要的油量流至工作喷嘴13，喷入发动机燃烧室[1]（如图1）。
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图1 燃油系统图 图2 发动机停车冒黑烟故障树
1.燃油箱；2.电动增压泵；3.防火开关；4.粗油滤；5.调压活门；6辅助燃油泵；7.燃油流量传感器；8.细油滤；9.主燃油泵；10.燃油调节器；11.起动供油电磁活门；12.起动喷嘴；13.工作喷嘴；14起动油管；15环形燃油总管；16燃油调节器出口单向活门
某发动机在一次停车过程中出现尾喷口冒黑烟现象，且排气温度下降缓慢。发动机正常工作时，接通停车开关后，发动机停车电磁活门工作并停止向燃烧室供油，且多余燃油经漏油活门放出以防止继续燃烧。本文将建立故障树进行理论分析，并结合故障信息进行相关试验对本次故障进行诊断。
2故障分析
根据故障现象列出故障树如图2所示，并进行下列分析：
（1）起动供油电磁活门故障导致燃油进入燃烧室（X1）。起动供油电磁活门由起动系统中的自动定时器自动操纵工作，当发动机正常工作时，按下起动按钮后，经9s起动供油电磁活门打开，燃油由起动喷嘴供向燃烧室，第25s时起动供油电磁活门关闭，停止起动供油[2]。
发动机停车过程中，起动供油电磁活门应处于关闭状态，若此时起动供油电磁活门故障，处于常开状态或未能完全关闭，虽然发动机工作喷嘴停止供油，但起动喷嘴将继续向燃烧室内喷油，与空气在燃烧室内混合后排出尾喷口，产生尾喷口冒黑烟现象。
（2）燃油调节器出口单向活门工作异常导致燃油进入燃烧室（X2）。燃油从主燃油泵经导管进入燃油调节器，随后燃油流向油门开关限流口，经出口单向活门16（如图1）最终流至工作喷嘴，该单向活门在燃油压力高于0.5MPa时打开，其作用是保证在发动机停车时立即关闭供油路，防止燃油从工作喷嘴漏出。
若燃油调节器出口单向活门无法关闭，在停车过程中燃油将继续经该活门流至工作喷嘴进入燃烧室。
（3）燃油调节器停车电磁活门故障导致燃油进入燃烧室（X3）。发动机正常工作时，按下起动按钮后，在起始20s内，停车电磁活门7（如图3）通电，回油路接通，活门左侧油腔6无法建立压力，拉杆5左移带动摇臂1旋转，油门开关限流口8关闭，工作喷嘴不向燃烧室内供油。到第20s时，停车电磁活门断电，停止回油，拉杆5右移带动摇臂1旋转，油门开关限流口打开，发动机开始喷入工作燃油。接通停车开关后，停车电磁活门通电，油门开关限流口关闭，工作喷嘴停止向燃烧室内供油。
若停车电磁活门出现故障无法关闭时，停车过程中油门开关一直处于打开状态，燃油将经燃油调节器出口单向活门持续流至燃烧室。
（4）发动机漏油活门卡滞导致余油无法排出燃烧室（X4）。发动机漏油活门位于燃烧室下方，其作用是当发动机停车时，通过漏油活门将燃烧机匣下部积聚的燃油排出机外。发动机起动后，进气量逐渐增加使燃烧室内外压差增大，漏油活门被压下，放油油路关闭。在发动机停车过程中，由于转速的下降，进气量逐渐减少，发动机停止供应燃油，因此燃烧室内部压力逐渐下降，弹簧将活门上顶，此时放油油路打开，将燃烧室内的剩余燃油放出，防止继续燃烧。
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图3 停车过程原理图
1.摇臂；2.拨杆；3.弹簧；4.拉杆；5.活塞；6.油腔；7.停车电磁活门；8.油门开关限流口
若此时漏油活门卡滞，处于常闭状态，放油油路无法打开，燃烧室内剩余燃油将无法排出。
3故障诊断
根据上述的故障分析并依据故障树中所列因素对该发动机进行检查，情况如下：
（1）通电检查起动供油电磁活门，有磁铁碰撞声音，且断开起动供油电磁活门出口管路后，发动机冷转时无燃油流出，说明起动供油电磁活门工作正常，X1因素排除；
（2）通电检查停车电磁活门，有磁铁碰撞声音，且经核实，接通停车开关后，高压燃油压力下降趋势正常，说明停车电磁活门工作正常，X3因素排除；
（3）拆下漏油活门检查其灵活无卡滞，且故障发生时，机组人员发现有较多白烟从漏油活门排出，由此判断漏油活门工作正常，X4因素排除；
（4）断开燃油调节器出口单向活门管路，发动机冷转，当按下起动按钮后，燃油立即漏出，冷转过程出油量约200ml，通过对比，发现该发动机出油量明显大于其它正常发动机出油量（40ml），X2因素无法排除。
经检查，发现燃油调节器出口单向活门弹簧力较正常单向活门明显偏小。更换燃油调节器出口单向活门后，发动机冷转，当按下起动按钮后，于第9s开始出油，冷转过程中出油量40ml，与其它正常发动机出油量一致。该发重新试车验证，停车过程中尾喷口冒黑烟故障未复现，故障排除。因此，在停车过程中，因该故障活门未能完全关闭导致燃油进入燃烧室，与气流混合后从尾喷口排出，才造成尾喷口冒黑烟现象。
4结论
本文通过故障树分析法，明确燃油调节器出口单向活门工作异常是引起本次停车过程中尾喷口冒黑烟故障的原因，也为后续同类问题提供了排除方法。
参考文献：
[1] 某型发动机技术说明书[M]，中国航发南方工业有限公司，2018.
[2] 某型发动机使用维护说明书[M]，中国航发南方工业有限公司，2018.