PT6A-27發(fā)動(dòng)機(jī)故障分析

綦文龍，侯永吉

（1.吉林省白城人工增雨基地，吉林白城 137000；2.白城通用航空有限責(zé)任公司，吉林白城 137000）

1 Y12發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)

1.1 構(gòu)成和安裝位置

發(fā)動(dòng)機(jī)操縱臺(tái)整體安裝在中央操縱臺(tái)，位于駕駛艙正、副駕駛員之間。操縱桿從左向右依次為功率桿、螺旋槳桿、油門桿，左、右發(fā)動(dòng)機(jī)相同功能的操縱桿相鄰，通過調(diào)整使2桿控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作滿足一致性。

1.2 工作原理

通過駕駛艙中央操縱臺(tái)上的功率桿、螺旋槳桿、油門桿控制發(fā)動(dòng)機(jī)的相應(yīng)裝置，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、螺旋槳變距和油門，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率控制、反槳、螺旋槳轉(zhuǎn)速控制和順槳、啟動(dòng)/停車等功能（圖 1）。

圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)控制

（1）功率桿。功率桿設(shè)有慢車位置到前推最大和反槳3個(gè)位置：從慢車位置前推功率桿，功率增加直到最大；從慢車位提起向后拉功率桿，反槳功率增大至最大。每個(gè)位置均設(shè)立限位及標(biāo)識(shí)，在功率桿后部設(shè)有“停車時(shí)禁止拉反槳”的警示標(biāo)牌。通過功率桿位置移動(dòng)來螺旋槳反槳槳距和發(fā)動(dòng)機(jī)功率，是通過控制燃油調(diào)節(jié)器（Fuel Control Unit，F(xiàn)CU）內(nèi)的空氣壓力實(shí)現(xiàn)的。

（2）油門桿。油門桿用于確定發(fā)動(dòng)機(jī)地面和空中工作狀態(tài)，設(shè)有停車位、低慢位（地面慢車）、高慢位（空中飛行慢車）。工作時(shí)油門桿前推，先后進(jìn)入低慢、高慢位置。油門桿上的啟動(dòng)按鈕，用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。油門桿控制的是啟動(dòng)流量控制器：按壓啟動(dòng)按鈕并提起油門桿后，供油管路開通，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火啟動(dòng)；在發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)提起向后拉到停車位置并放下，油路切斷，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)車。

（3）螺旋槳桿。螺旋槳桿有起始位置前推最大和提起后拉反槳2個(gè)位置，向前為轉(zhuǎn)速增加，向后為順槳。螺旋槳桿通過控制調(diào)速器彈簧的張力來實(shí)現(xiàn)恒速速度選擇和手動(dòng)順槳。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)地面試車達(dá)不到起飛功率

Y12型機(jī)地面試車時(shí)，出現(xiàn)左發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩值達(dá)不到起飛功率。排除此故障主要從FCU以及放氣活門方面入手。判斷具體是哪一個(gè)部位出現(xiàn)問題，并且準(zhǔn)確找出故障點(diǎn)，則需要根據(jù)FCU以及放氣活門的工作原理和故障現(xiàn)象進(jìn)行分析。

2.1 FCU

2.1.1 工作原理

FCU安裝在燃油泵的后安裝邊上。在燃油泵和FCU之間的花鍵聯(lián)軸節(jié)將與壓氣機(jī)渦輪轉(zhuǎn)速Ng成正比的轉(zhuǎn)速信號(hào)傳給FCU的調(diào)速部分。FCU為發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃油計(jì)劃，通過功率桿控制壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速來達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)需要功率。發(fā)動(dòng)機(jī)功率大小直接取決于轉(zhuǎn)速，而Ng是通過調(diào)節(jié)供給發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的燃油量大小來控制的。

FCU分為計(jì)量部分、計(jì)算部分、動(dòng)力渦輪調(diào)速器等。通過計(jì)算部分連接裝置帶動(dòng)，使計(jì)算部分的計(jì)量活門移動(dòng)，改變計(jì)量孔的面積控制燃油的流量，從而達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)的要求。

螺旋槳調(diào)速器的動(dòng)力渦輪調(diào)速器部分通過FCU計(jì)算部分到動(dòng)力渦輪轉(zhuǎn)速Nf調(diào)速器的外部氣壓導(dǎo)管感受壓力N（y調(diào)速壓力）。動(dòng)力渦輪超速時(shí)，Nf調(diào)速部分的限流孔就在調(diào)速器的作用下打開，使Ny通過調(diào)速器排放到大氣。這時(shí)，作用在FCU膜盒上的Ny減小，使計(jì)量活門向關(guān)閉方向移動(dòng)，這樣就減小了燃油流量，進(jìn)而Ng減小，Nf也相應(yīng)減小。Nf調(diào)速限流孔打開的速度取決于螺旋槳調(diào)速器操縱桿和Nf調(diào)速器復(fù)位臂的調(diào)整位置（圖2）。

圖2 FCU工作原理

2.1.2 故障分析

燃調(diào)故障是由于動(dòng)力渦輪調(diào)速器復(fù)位臂位置調(diào)整不當(dāng)造成的。復(fù)位臂位置不當(dāng)導(dǎo)致修整后的P（3壓氣機(jī)排氣）空氣壓力即

P（x富油壓力）和Py作動(dòng)。當(dāng)Py下降，Px保持不變，真空膜盒在Px和Py的作用下膜片移動(dòng)。膜片的移動(dòng)帶動(dòng)扭力管的運(yùn)動(dòng)，扭力管帶動(dòng)計(jì)量活門運(yùn)動(dòng)，減小了計(jì)量活門開度，從而減少了燃油流量，因此導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于恒速狀態(tài)時(shí)，功率與扭矩TQ成正比。即：功率減小，扭矩減小。

依據(jù)上述分析，檢查可能導(dǎo)致Py下降的復(fù)位臂，如無異常則應(yīng)檢查連接Py的各個(gè)管路有無漏氣現(xiàn)象。

2.2 放氣活門

如果FCU未發(fā)現(xiàn)故障，則需要判斷放氣活門是否存在問題。一種常用的方法是：地面試車，記錄 Ng，TQ，IT（T渦輪間溫度）和W（f燃油流量）的數(shù)據(jù)；分析數(shù)據(jù)，在Ng=90%時(shí)對(duì)比左、右發(fā)的 TQ，ITT，Wf是否一致，如果不一致、相差較大，則對(duì)比 Ng=86%時(shí)的上述數(shù)值；如果相差不大則可以判定放氣活門故障。

2.2.1 工作原理

放氣活門在燃?xì)獍l(fā)生器機(jī)匣7點(diǎn)鐘方向，有2個(gè)力作用于放氣活門的活塞。被修整后的P3空氣壓力趨于關(guān)閉活門，而引自壓氣機(jī)級(jí)間的P2（.5即三級(jí)軸流之后一級(jí)離心之前）空氣壓力趨于打開活門（圖3）。

從活門安裝邊伸出的空心彈簧銷使燃?xì)獍l(fā)生器機(jī)匣安裝邊上的壓氣機(jī)放氣（P3）孔對(duì)準(zhǔn)放氣活門P3通道。P3空氣通過一個(gè)最初計(jì)量螺塞引到通向大氣收斂—擴(kuò)散計(jì)量限流孔。這一限流孔在發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍起節(jié)流作用，以便得到P3/Px的固定比值。這里Px是最初計(jì)量塞和收斂—擴(kuò)散限流之間作用在活塞底部的壓力。隨著功率的增加，Px壓力增加直至與P2.5的壓力平衡，活塞開始關(guān)閉，活門不能急速關(guān)死，因?yàn)殛P(guān)閉活門時(shí)P2.5壓力也增大。因而，在不變的P3/P2.5作用活門逐漸關(guān)閉。在大功率時(shí)，活門完全關(guān)閉，Px大于P2.5。因?yàn)樗怯蓧毫Ρ瓤刂频?，所以在調(diào)節(jié)時(shí)保持恒定P3/P2.5，而與高度和大氣溫度無關(guān)。

2.2.2 故障分析與排除

如果活塞與底座之間關(guān)閉不嚴(yán)，就會(huì)產(chǎn)生下述故障：Ng＜86%時(shí)，放氣活門處于打開狀態(tài)，Ng與放氣活門好壞無關(guān)；隨著發(fā)動(dòng)機(jī)功率增加，當(dāng)Ng=91%時(shí)活塞與底座應(yīng)該完全靠緊，但由于一發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)放氣活門關(guān)閉不嚴(yán)導(dǎo)致級(jí)間空氣泄漏，從而導(dǎo)致該側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率損失，進(jìn)而導(dǎo)致左發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩下降。

排除此類故障，需要更換新的放氣活門。

圖3 壓氣機(jī)放氣活門結(jié)構(gòu)

3 結(jié)束語

良好的工作習(xí)慣，熟悉航空器，合適的分析方法，對(duì)于飛機(jī)維護(hù)人員非常關(guān)鍵。工作中應(yīng)重視各部件的工作原理，遇到故障時(shí)，應(yīng)首先針對(duì)具體故障線確定可能發(fā)生的故障點(diǎn)，再根據(jù)不同零部件做相應(yīng)排查，區(qū)別出各部件的不同故障現(xiàn)象，從而準(zhǔn)確找到故障點(diǎn)，及時(shí)排除，提高工作效率。