某型運輸機油門操縱系統(tǒng)間歇性機械卡滯故障分析與排除

孟軍紅 王代軍

摘要：某型運輸機的機械式油門操縱系統(tǒng)出現(xiàn)間歇性機械卡滯，該故障隱蔽性較強，故障復(fù)現(xiàn)困難，發(fā)生前無征兆，影響了飛機交付和外場飛行。最終在某架飛機交付時捕捉到故障，保留現(xiàn)場，找出卡滯原因，消除了隱患。本文對排故過程進行總結(jié)，提出了該故障的外場排故建議和維護措施。

關(guān)鍵詞：機械油門；間歇性；卡滯

Keywords：mechanical throttle；intermittent；jamming

0 引言

某型運輸機的油門操縱系統(tǒng)為機械式，由飛機部分和發(fā)動機部分組成，飛機部分主要組成有油門臺、軟軸、油門傳動比變換裝置和聯(lián)軸器，發(fā)動機部分主要組成有油門反推主動滑輪、鋼索、拉桿、燃調(diào)、反平行四邊形機構(gòu)、發(fā)動機燃調(diào)、分配活門和反推連鎖機構(gòu)[1]。整個系統(tǒng)為一套機械串聯(lián)線系（見圖1），能同時控制發(fā)動機的正推力和反推。

1 初次故障

1.1 故障現(xiàn)象

2018年8月17日，一架該型飛機降落時，操縱1發(fā)和4發(fā)油門桿，反推正常打開；繼續(xù)操縱油門桿，1發(fā)反推正常增加至最大反推力，4發(fā)油門桿增大到一定角度后不能繼續(xù)拉動至最大反推力狀態(tài)，表現(xiàn)為油門桿卡滯。

1.2 現(xiàn)場排故

飛機停穩(wěn)后，發(fā)動機關(guān)車，接通地面反推液壓，操作4發(fā)油門桿，反推打開，但油門桿增大到一定角度后不能繼續(xù)，故障復(fù)現(xiàn)。從反平行四邊形機構(gòu)處斷開拉桿后操作4發(fā)油門桿，能正常操作至最大反推；從斷開的反平行四邊形機構(gòu)處推拉拉桿，反推也能至最大反推。重新連接反平行四邊形機構(gòu)拉桿，反推正常打開至最大反推狀態(tài)，故障消失。

1.3 故障分析

經(jīng)過分析，認為卡滯的可能原因如下。

1）發(fā)動機本體操縱系統(tǒng)存在運動死點。發(fā)動機供應(yīng)商分析后認為可能性極低，基本可以排除。

2）有外物進入操縱系統(tǒng)，導(dǎo)致卡滯。操縱系統(tǒng)飛機部分為內(nèi)封閉形式，外物很難進入，發(fā)動機本體操縱系統(tǒng)排故和檢查時沒有發(fā)現(xiàn)外物或外物卡滯留下的痕跡，基本可以排除。

3）操縱系統(tǒng)內(nèi)部組件異常，導(dǎo)致卡滯。對操縱系統(tǒng)飛機部分進行分解檢查，基本可以排除。發(fā)動機部分進行外觀檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。

1.4 保障措施

故障發(fā)生后數(shù)天在地面連續(xù)操作4發(fā)反推，故障沒有復(fù)現(xiàn)。為了保障飛行安全，對操縱系統(tǒng)飛機部分組件進行了更換，發(fā)動機部分按照發(fā)動機出廠要求進行檢查和調(diào)整。

2 第二次故障

2.1 故障現(xiàn)象

2020年7月27日，該型飛機一架新機在制造廠試飛站地面試車后，檢查反推力裝置，各系統(tǒng)正常。7月29日早晨準備地面試車前，檢查發(fā)現(xiàn)1發(fā)油門桿不能推動，油門桿表現(xiàn)為卡滯，隨后打開短艙，搖曳發(fā)動機上的燃調(diào)和拉桿，再次檢查，故障消失。當(dāng)天下午排故中多次嘗試，故障沒有復(fù)現(xiàn)，對整個操縱系統(tǒng)進行檢查，未見異常。后續(xù)一個多月的使用中系統(tǒng)正常。9月8日地面試車時，故障再次出現(xiàn)。

2.2 現(xiàn)場排故

根據(jù)之前的排故經(jīng)驗，要求保留故障現(xiàn)場，制定排故措施。通過技術(shù)嫻熟的技師“輕輕”地從聯(lián)軸器處斷開操縱系統(tǒng)上飛機與發(fā)動機的連接，輕輕推拉油門桿，運動暢通無卡滯。嘗試慢慢轉(zhuǎn)動發(fā)動機上的油門反推主動滑輪，以檢查發(fā)動機本體操縱系統(tǒng)，主動滑輪不能轉(zhuǎn)動；慢慢增大操縱力超過正常值，主動滑輪從不能轉(zhuǎn)動表現(xiàn)為卡滯，由此確認是發(fā)動機本體操縱系統(tǒng)卡滯。然后從反平行四邊形機構(gòu)的拉桿處“輕輕”斷開，輕輕轉(zhuǎn)動油門反推主動滑輪，操縱正常，而從拉桿處推拉時，不能推動。對上述過程逐步分解，最終確認反推連鎖機構(gòu)卡滯。更換反推連鎖機構(gòu)，故障消除。

2.3 反推連鎖機構(gòu)卡滯的原因

反推連鎖機構(gòu)的故障件返廠后，對其進行分解檢查，確認反推連鎖機構(gòu)的兩個軸承卡滯，如圖2所示。

拆除軸承的防塵蓋，如圖3所示，軸承充斥大量泥塊狀潤滑劑，呈現(xiàn)黃褐色，無法看出保持架與鋼球金屬表面。將泥塊狀潤滑劑取出觀察，發(fā)現(xiàn)已明顯稠化和固化，即已經(jīng)變質(zhì)。進一步放大觀察到很多黃褐色銹渣，表明軸承已經(jīng)生銹。

軸承卡滯的原因是軸承防塵蓋封嚴不嚴，水等腐蝕介質(zhì)浸入，導(dǎo)致潤滑劑失效，軸承生銹（見圖4），銹渣阻塞間隙，造成軸承卡滯。

2.4 卡滯間歇性的原因

由于軸承的潤滑劑為軟性材質(zhì)，當(dāng)施加一個較大的操縱力轉(zhuǎn)動軸承時，潤滑劑與鐵銹擠壓，形成新的運動軌跡，不會徹底卡死，軸承可以繼續(xù)“正?！惫ぷ?，特別是故障消失后連續(xù)檢查時，故障更不易復(fù)現(xiàn)。但經(jīng)過一定時間的停放后，水等腐蝕介質(zhì)再次浸入，故障就會復(fù)現(xiàn)。

2.5 潤滑脂的有效性分析

該軸承使用的潤滑脂是7016-1，潤滑脂有兩個重要指標：時效硬化和抗水性。時效硬化指潤滑脂的稠度隨存儲時間增加而增加的現(xiàn)象；抗水性指潤滑脂抵抗從軸承中沖洗掉的能力、抵抗因吸收水分而使其結(jié)構(gòu)破壞的能力，以及防止有水存在時金屬表面腐蝕的能力。根據(jù)7016-1潤滑脂標準[2]，潤滑脂應(yīng)具有“良好的抗水性能，允許軸承在潮濕環(huán)境下工作”的能力。咨詢潤滑脂供應(yīng)商，回復(fù)“潮濕”環(huán)境不等同于“見水”，該潤滑脂見水后很容易變質(zhì)，喪失防腐蝕和潤滑的作用。該型飛機外場時不進機庫，當(dāng)飛機出廠淋雨試驗和大雨時，發(fā)動機短艙會積水，由于反推連鎖機構(gòu)的位置較低，如軸承蓋封嚴存在問題，軸承就會進水。

7016-1潤滑脂的貯存期為5年，而使用有效期的定義標準廠商未提供，主要根據(jù)使用環(huán)境由用戶自己確定。反推連鎖機構(gòu)的軸承涂抹潤滑脂是在工廠部件安裝時進行的，假設(shè)此時潤滑脂已在工廠貯存1～2年，而發(fā)動機出廠到用戶使用大約需1.5年，同時發(fā)動機的貯存期為5年，假設(shè)發(fā)動機安裝至飛機上時已經(jīng)貯存1～3年，則飛機交付客戶時潤滑脂平均已經(jīng)使用3.5～7.5年，最長時可達10年。因此，若發(fā)動機在外場繼續(xù)使用5年，很難保證潤滑脂有效，必須選擇合適時機為反推連鎖機構(gòu)重新涂抹潤滑脂。2.6 小結(jié)

1）因該類卡滯故障現(xiàn)象消失后，地面很難復(fù)現(xiàn)，現(xiàn)場一定要保留“故障”狀態(tài)；

2）排故時，制定合理排故方案和注意事項，拆卸時一定要“輕”，防止拆卸時破壞故障現(xiàn)場。

3 預(yù)防措施

1）發(fā)動機制造商廠應(yīng)加強對反推連鎖機構(gòu)軸承及防塵蓋的廠內(nèi)檢查；

2）增加外場維護程序，在維修手冊的定期維護第十七項“檢查發(fā)動機操縱系統(tǒng)/c）反推位置的檢查”中[3]，增加“反推連鎖機構(gòu)操縱靈活性和操縱力檢查”；

3）定期涂抹7016-1潤滑脂，當(dāng)發(fā)動機貯存期超過3年或外場使用每隔1.5年，應(yīng)拆下反推連鎖機構(gòu)，打開軸承，重新涂抹7016-1潤滑脂。

參考文獻

[1] 某型發(fā)動機技術(shù)說明書[Z].成都：國營第四二○廠，2015.

[2] Q/SH303 119-2004《7016-1 高低溫潤滑脂》[S].中國石化企業(yè)標準，2004.

[3] 某型發(fā)動機技術(shù)維修手冊[Z].成都：國營第四二○廠，2015.