熊英喜

摘 要：本文通過一例空中順槳停車故障，分析其自動順槳原因，并敘述了某型發(fā)動機調(diào)速系統(tǒng)工作原理、扭矩自動順槳工作原理及順槳停車排除故障樹，對此型發(fā)動機順槳停車故障分析具有參考意義。

關(guān)鍵詞：順槳停車；故障分析；扭矩自動順槳

中圖分類號：V263.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）22-0055-02

1 引言

某型發(fā)動機是我國一種常用的單轉(zhuǎn)子高空渦輪螺旋槳發(fā)動機，與四葉變距空氣螺旋槳配合工作，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(fù)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，以減小阻力和避免損壞發(fā)動機。當(dāng)發(fā)動機出現(xiàn)異常故障，導(dǎo)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(fù)現(xiàn)，導(dǎo)致故障排除更加艱巨。而本文對發(fā)動機順槳故障進(jìn)行了詳細(xì)的研究，為類似故障排除提供借鑒。

2 故障現(xiàn)象

某飛機執(zhí)行飛行任務(wù)，連續(xù)起飛，在爬升過程中，距地面高度100m時發(fā)現(xiàn)一臺發(fā)動機出現(xiàn)參數(shù)指示不正常，紅色故障告警燈亮，發(fā)動機自動順槳停車，飛機安全返航，飛機及機組無任何損傷。

3 故障分析

3.1 參數(shù)判讀

梳理分析故障發(fā)生前發(fā)動機各工作參數(shù)的變化，情況見表1。

通過以上的數(shù)據(jù)，發(fā)動機油門從19.7°推至105.3°過程中，燃油壓力和扭矩壓力未上升至規(guī)定值，轉(zhuǎn)速上升至98.5%未恢復(fù)平衡轉(zhuǎn)速（95.5-96.2%），持續(xù)39秒，收油門至56°時轉(zhuǎn)速一直保持在98%左右，而扭矩壓力下降至10kg/cm2以下，觸發(fā)了扭矩自動順槳條件（油門56°以上，扭矩壓力低于10kg/cm2），發(fā)動機故障信號燈亮，順槳泵開始工作，進(jìn)行扭矩自動順槳停車。

3.2 故障樹分析

根據(jù)發(fā)動機扭矩自動順槳停車的機理，建立本次故障的故障樹（見圖1），根據(jù)故障樹開展故障分析。

X01油門56°以上，停車電磁閥接通。

油門在56°以上時，如停車電磁閥接通，完全切斷燃油供給，發(fā)動機的扭矩將下降至10kg/cm2以下，將導(dǎo)致發(fā)動機自動順槳停車。從參數(shù)判斷，停車前燃油壓力有20kg/cm2，與故障樹X01不符，可以排除。

X02發(fā)動機喘振。

故障發(fā)生時，機組人員未聽見發(fā)動機存在異常聲音，從參數(shù)判斷，排氣溫度未出現(xiàn)上升現(xiàn)象，與故障樹X02不符，可以排除。

X03測扭泵故障導(dǎo)致扭矩壓力低。

測扭泵故障導(dǎo)致扭矩壓力低于10kg/cm2時，如油門處于56°以上，則會發(fā)生扭矩自動順槳。通過發(fā)動機地面試車和檢查，測扭泵工作正常。與故障樹X03不符，可以排除。

X11主燃油泵故障導(dǎo)致供油不暢通。

通過發(fā)動機試車及拆下主燃油泵進(jìn)行檢查，主燃油泵工作正常，X11可以排除。

X12燃調(diào)修正機構(gòu)異常減油。

機理：修正機構(gòu)會根據(jù)發(fā)動機使用環(huán)境增加或減少供油量，若修正機構(gòu)異常減油，則會觸發(fā)扭矩自動順槳條件，發(fā)生順槳停車。

通過對發(fā)動機進(jìn)行試車檢查，拆下修正機構(gòu)感溫棒分解檢查，修正機構(gòu)工作良好，X12可以排除。

X13燃調(diào)切油機構(gòu)切油，降低燃油供給。

機理：燃調(diào)上設(shè)有起動切油機構(gòu)，如機構(gòu)工作異常，可在平衡轉(zhuǎn)速時切油以降低發(fā)動機燃油供給，導(dǎo)致發(fā)動機扭矩降低，發(fā)生順槳停車。

現(xiàn)場檢查切油機構(gòu)，工作正常，無異常，X13可以排除。

M2燃調(diào)極限轉(zhuǎn)速切油機構(gòu)工作。

機理：極限轉(zhuǎn)速切油機構(gòu)在發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于極限切油轉(zhuǎn)速（出廠調(diào)定值100.2%-101.3%之間）時，會減少發(fā)動機供油，若此時轉(zhuǎn)速仍不下降，則會一直降低供油量，當(dāng)發(fā)動機扭矩降低至10kg/cm2時，會發(fā)生扭矩自動順槳。

故障發(fā)生前，發(fā)動機轉(zhuǎn)速一直高出平衡轉(zhuǎn)速范圍，且在98.5%附近波動，符合發(fā)動機極限轉(zhuǎn)速切油時的工作特征，經(jīng)測定此臺發(fā)動機極限切油轉(zhuǎn)速為99.5%，與故障前轉(zhuǎn)速范圍接近。

X21燃調(diào)內(nèi)部滑油泵故障。

機理：燃調(diào)內(nèi)部滑油泵上設(shè)有離心機構(gòu)，能跟隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速產(chǎn)生一個相應(yīng)的控制油壓，如滑油泵故障，會導(dǎo)致控制油壓不能真實反映發(fā)動機轉(zhuǎn)速，從而極限轉(zhuǎn)速切油機構(gòu)會異常切油，導(dǎo)致發(fā)動機順槳停車。

通過發(fā)動機地面試車，檢查極限切油轉(zhuǎn)速得知，燃調(diào)滑油泵工作正常，X21可以排除。

M3螺旋槳無法變大距。

機理：螺旋槳無法變大距時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速將會上升超過平衡轉(zhuǎn)速，直至轉(zhuǎn)速達(dá)到極限切油轉(zhuǎn)速時，減少燃油供給，導(dǎo)致發(fā)動機順槳停車。

X31大距油路泄漏。

機理：螺旋槳變大距時，由調(diào)速器通過分流活門往大距油路中供油，從而推動變距活塞使螺旋槳變大距。如大距油路出現(xiàn)泄漏，會造成螺旋槳無法變大距。

通過螺旋槳和調(diào)速器的分解檢查，大距油路中未發(fā)現(xiàn)泄漏點，X31可以排除。

X32螺旋槳卡滯。

機理：螺旋槳卡滯于某一位置變大距時，由于螺旋槳旋轉(zhuǎn)阻力增加，大距油路不能推動螺旋槳變大距。

螺旋槳分解檢查中發(fā)現(xiàn)槳套軸承保持架嚴(yán)重磨損斷裂，增加了槳套軸承的工作阻力，可引起螺旋槳變距阻力大，無法變大距，無法排除。

X33調(diào)速器分流活門卡滯。

機理：調(diào)速器分流活門卡在下方位置時，大距油路與回油路相連，定距油無法往大距油路供油，大距油路無法建立油壓，從而螺旋槳無法變大距。

通過試車及調(diào)速器分解檢查，分流活門未見卡滯痕跡，調(diào)速器工作正常，X33可以排除。

根據(jù)對故障的上述機理分析、檢查以及結(jié)論，最終只有螺旋槳卡滯導(dǎo)致（X32）發(fā)動機扭矩自動順槳停車，不可排除。

3.3 螺旋槳卡滯故障分析

正常情況下，當(dāng)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。如圖2所示，扭矩壓力大于2.94MPa時，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(dāng)扭矩壓力下降至10kg/cm2以下時，扭矩自動順槳傳感器的下電門跳向1、2兩點，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，發(fā)動機油門從19.7°推至105.3°，槳套軸承保持架磨損斷裂導(dǎo)致螺旋槳卡滯無法變大距，發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)速達(dá)到燃調(diào)極限切油轉(zhuǎn)速時開始切油，降低了發(fā)動機燃油供給，導(dǎo)致發(fā)動機輸出功率（扭矩）降低，當(dāng)扭矩壓力低于10kg/cm2時，發(fā)動機扭矩自動順槳停車。

4 故障結(jié)論

發(fā)動機空中順槳停車的原因為螺旋槳槳套軸承保持架磨損斷裂，導(dǎo)致發(fā)動機輸出扭矩低于10kg/cm2時，發(fā)動機扭矩自動順槳停車。

5 結(jié)語

順槳停車故障是某型螺旋槳發(fā)動機的一類綜合性故障，排查難度大，在熟知發(fā)動機各系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上建立故障樹，對發(fā)動機進(jìn)行系統(tǒng)全面檢查，可以準(zhǔn)確定位故障原因，并舉一反三杜絕類似故障再次發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[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.