虞志強　丁雷

摘 要：本文通過空中順槳停車故障，分析某型發(fā)動機順槳保護裝置工作原理，并敘述了某型號發(fā)動機扭矩自動順槳傳感器工作原理及列舉順槳停車故障排除故障樹。本文對發(fā)動機順槳停車故障的排除具有參考意義。

關(guān)鍵詞：空中順槳；順槳停車；扭矩自動順槳傳感器；故障樹

中圖分類號：V231.9 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）23-0063-03

0 引言

某型發(fā)動機是我國一種常用的單軸高空渦輪螺旋槳發(fā)動機，與四葉變距空氣螺旋槳配套工作，并通過螺旋槳操作系統(tǒng)改變螺旋槳槳葉角，來保證發(fā)動機除慢車外的所有工作狀態(tài)轉(zhuǎn)速恒定，系統(tǒng)還設(shè)置了扭矩、負拉力、人工和緊急順槳裝置，以保證飛機飛行的安全可靠。

發(fā)動機順槳停車指的是在發(fā)動機停車后，把螺旋槳的槳葉轉(zhuǎn)到與飛行方向接近平行狀態(tài)的操縱動作，目的在于減小阻力和避免損壞發(fā)動機。當發(fā)動機出現(xiàn)異常故障，導致發(fā)動機順槳停車時，由于順槳停車故障涉及發(fā)動機附部件和電路系統(tǒng)等范圍較廣，故障排查困難。其次，某些順槳停車故障存在偶發(fā)性，故障無法復現(xiàn)，導致故障排除更加艱巨。而本文對發(fā)動機順槳故障進行了詳細的研究，為類似故障排除提供借鑒。

1 故障現(xiàn)象

某飛機在執(zhí)行飛行任務(wù)，飛行33分鐘后，在海拔高度2807.8m平飛，飛行速度327.8km/h情況下，一臺發(fā)動機出現(xiàn)空中順槳停車，飛機返航后平穩(wěn)著陸，飛機及機組無任何損傷。

2 故障分析

2.1 飛參判讀

飛參數(shù)據(jù)采集為1秒鐘16組數(shù)據(jù)，查看發(fā)動機順槳前后飛參數(shù)據(jù)變化情況見表1。

數(shù)據(jù)記錄顯示，在發(fā)動機停車時刻，先出現(xiàn)發(fā)動機故障信號，0.0625s后出現(xiàn)發(fā)動機停車信號，燃油開始切斷，發(fā)動機自動順槳停車。

通過飛參數(shù)據(jù)判讀，發(fā)動機停車前工作參數(shù)正常，不滿足自動順槳停車條件：扭矩壓力低于0.98MPa或負拉力超過（11.76±0.49）kN。其次，查看螺旋槳順槳角83°30′，從而排除緊急順槳。因此，發(fā)動機空中順槳停車是異常信號導致自動順槳系統(tǒng)工作，最終發(fā)動機順槳停車。

2.2 故障樹分析

根據(jù)發(fā)動機空中順槳停車的機理，建立了本次發(fā)動機空中順槳停車故障樹（見圖1），根據(jù)故障樹開展故障分析。

2.2.1 扭矩自動順槳

（1）油門桿處于56°±2°以上，燃油供油中斷。

機理：發(fā)動機油門角度為56°±2°以上，燃油供油發(fā)生故障中斷，無法提供發(fā)動機工作所需流量和壓力的燃油，使扭矩壓力下降至0.98MPa以下時，將導致發(fā)動機自動順槳停車。

驗證：通過查看飛參數(shù)據(jù)表明，在發(fā)動機停車前，發(fā)動機高壓燃油壓力、低壓燃油壓力及扭矩均正常，不滿足發(fā)動機自動順槳停車條件。

結(jié)論：可以排除。

（2）油門桿處于56°±2°以上，扭矩自動順槳傳感器下電門接通。

機理：發(fā)動機油門角度為56°±2°以上，扭矩自動順槳傳感器下電門接通后，發(fā)出信號至順槳繼電器盒，順槳泵工作，發(fā)動機順槳停車。

驗證：1）打開發(fā)動機扭矩順槳傳感器的觀察窗，檢查上電門和下電門情況，發(fā)現(xiàn)上、下電門頂桿固定螺母均有腐蝕現(xiàn)象，如圖2所示，存在異常；2）按壓上電門和下電門檢查開關(guān)情況是否正常，上電門按壓聲音正常，下電門按壓聲音沉悶。

結(jié)論：不可排除。

（3）順槳繼電器盒故障發(fā)出錯誤指令。

機理：順槳繼電器盒工作異常，發(fā)出錯誤指令，導致順槳泵工作，發(fā)動機順槳停車。

驗證：對順槳繼電器盒進行外觀檢查、功能檢查，順槳繼電器盒及其相關(guān)電纜正常。

結(jié)論：可以排除。

（4）自動順槳信號線路竄入順槳信號。

機理：順槳控制線路故障，導致順槳繼電器盒誤工作，發(fā)出順槳泵工作指令，發(fā)動機順槳停車。

驗證：1）扭矩自動順槳傳感器相關(guān)電纜正常；2）各設(shè)備、電纜插頭連接線路未出現(xiàn)破損、燒蝕情況。

結(jié)論：可以排除。

2.2.2 負拉力自動順槳

（1）油門桿處于40°±2°以上，負拉力超過11.76kN。

機理：當油門桿處于40°±2°以上，負拉力超過11.76kN時，負拉力自動順槳液壓電門接通后，發(fā)出信號至順槳繼電器盒，順槳泵工作，發(fā)動機順槳停車。

驗證：通過查看飛參數(shù)據(jù)分析表明，在發(fā)動機發(fā)生故障前，螺旋槳處于中距限動狀態(tài)，油門角度處于54.8°，扭矩壓力達到3.6764MPa，負拉力不會達到11.76kN，不滿足負拉力自動順槳條件。

結(jié)論：可以排除。

（2）負拉力自動順槳檢查電磁活門接通。

機理：負拉力自動順槳檢查電磁活門接通，促使自動順槳液壓電門接通，發(fā)出信號至順槳繼電器盒，順槳泵工作，發(fā)動機順槳停車。

驗證：對負拉力自動順槳檢查電磁活門進行外觀檢查、功能檢查，工作正常。

結(jié)論：可以排除。

（3）順槳繼電器盒故障發(fā)出錯誤指令。

機理：順槳繼電器盒工作異常，發(fā)出錯誤指令，導致順槳泵工作，發(fā)動機順槳停車。

驗證：對順槳繼電器盒進行外觀檢查、功能檢查，順槳繼電器盒及其相關(guān)電纜正常。

結(jié)論：可以排除。

（4）自動順槳信號線路竄入順槳信號。

機理：順槳控制線路故障，導致順槳繼電器盒誤工作，發(fā)出順槳泵工作指令，發(fā)動機順槳停車。

驗證：1）負拉力自動順槳電磁活門相關(guān)電纜正常；2）各設(shè)備、電纜插頭連接線路未出現(xiàn)破損、燒蝕情況。

結(jié)論：可以排除。

（5）負拉力自動順槳液壓電門接通。

機理：負拉力自動順槳液壓電門接通，發(fā)出信號至順槳繼電器盒，順槳泵工作，發(fā)動機順槳停車。

驗證：負拉力自動順槳液壓電門通斷檢查，檢查結(jié)果表明電門處于斷開狀態(tài)。

結(jié)論：可以排除。

根據(jù)對以上故障的機理分析、檢查以及結(jié)論，最終只有扭矩自動順槳傳感器下電門接通導致發(fā)動機空中順槳停車，不可排除。

2.3 扭矩自動順槳傳感器電門故障分析

正常情況下，當油門桿處于56°以上時，燃油調(diào)節(jié)器的扭矩自動順槳連鎖電門接通。發(fā)動機正常工作時，扭矩壓力大于2.94MPa，在扭矩滑油壓力作用下，扭矩自動順槳傳感器的兩個電門都接在3、4點上，當扭矩壓力下降至0.98MPa以下時，扭矩自動順槳傳感器的下電門跳向1、2兩點（電門動作示意圖見圖3），發(fā)出扭矩自動順槳信號至順槳繼電器盒，順槳泵工作，發(fā)動機順槳停車。

本次故障發(fā)生時，扭矩自動順槳傳感器下電門1、2兩點異常接通，發(fā)出扭矩順槳信號，發(fā)動機自動順槳停車。

2.4 故障驗證

（1）發(fā)動機地面試車，油門在58°時，出現(xiàn)順槳停車，故障復現(xiàn)。（2）將該發(fā)扭矩自動順槳傳感器安裝至另一臺發(fā)動機上，地面試車，發(fā)動機油門在58°時，出現(xiàn)順槳停車，故障再次復現(xiàn)。

兩次驗證試車，均出現(xiàn)故障復現(xiàn)，進一步確認故障樹分析結(jié)果正確。

3 故障結(jié)論

綜上所述，發(fā)動機空中順槳停車的故障原因為扭矩自動順槳傳感器下電門異常接通導致。扭矩自動順槳傳感器電門失效，導致電門工作異常，在飛行過程中發(fā)出扭矩順槳信號，發(fā)動機自動順槳停車。

4 結(jié)語

發(fā)動機空中順槳停車故障發(fā)生較為罕見，當發(fā)生此類故障時，通過建立故障樹，對發(fā)動機進行系統(tǒng)性檢查和分析，確認故障發(fā)生的根本原因，并進行舉一反三杜絕相類似故障再次發(fā)生。

參考文獻

[1]某型發(fā)動機技術(shù)說明書[M].中國航發(fā)南方工業(yè)有限公司，2017.

[2]某型發(fā)動機維護手冊[M].中國航發(fā)南方工業(yè)有限公司，2017.