PT6A-27发动机故障分析

綦文龙，侯永吉

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

1 Y12发动机控制系统

1.1 构成和安装位置

发动机操纵台整体安装在中央操纵台，位于驾驶舱正、副驾驶员之间。操纵杆从左向右依次为功率杆、螺旋桨杆、油门杆，左、右发动机相同功能的操纵杆相邻，通过调整使2杆控制发动机工作满足一致性。

1.2 工作原理

通过驾驶舱中央操纵台上的功率杆、螺旋桨杆、油门杆控制发动机的相应装置，控制发动机的功率、螺旋桨变距和油门，实现发动机的功率控制、反桨、螺旋桨转速控制和顺桨、启动/停车等功能（图 1）。

图1 发动机控制

（1）功率杆。功率杆设有慢车位置到前推最大和反桨3个位置：从慢车位置前推功率杆，功率增加直到最大；从慢车位提起向后拉功率杆，反桨功率增大至最大。每个位置均设立限位及标识，在功率杆后部设有“停车时禁止拉反桨”的警示标牌。通过功率杆位置移动来螺旋桨反桨桨距和发动机功率，是通过控制燃油调节器（Fuel Control Unit，FCU）内的空气压力实现的。

（2）油门杆。油门杆用于确定发动机地面和空中工作状态，设有停车位、低慢位（地面慢车）、高慢位（空中飞行慢车）。工作时油门杆前推，先后进入低慢、高慢位置。油门杆上的启动按钮，用于启动发动机。油门杆控制的是启动流量控制器：按压启动按钮并提起油门杆后，供油管路开通，发动机点火启动；在发动机工作状态提起向后拉到停车位置并放下，油路切断，发动机关车。

（3）螺旋桨杆。螺旋桨杆有起始位置前推最大和提起后拉反桨2个位置，向前为转速增加，向后为顺桨。螺旋桨杆通过控制调速器弹簧的张力来实现恒速速度选择和手动顺桨。

2 发动机地面试车达不到起飞功率

Y12型机地面试车时，出现左发动机的扭矩值达不到起飞功率。排除此故障主要从FCU以及放气活门方面入手。判断具体是哪一个部位出现问题，并且准确找出故障点，则需要根据FCU以及放气活门的工作原理和故障现象进行分析。

2.1 FCU

2.1.1 工作原理

FCU安装在燃油泵的后安装边上。在燃油泵和FCU之间的花键联轴节将与压气机涡轮转速Ng成正比的转速信号传给FCU的调速部分。FCU为发动机提供燃油计划，通过功率杆控制压气机转速来达到发动机需要功率。发动机功率大小直接取决于转速，而Ng是通过调节供给发动机燃烧的燃油量大小来控制的。

FCU分为计量部分、计算部分、动力涡轮调速器等。通过计算部分连接装置带动，使计算部分的计量活门移动，改变计量孔的面积控制燃油的流量，从而达到发动机的要求。

螺旋桨调速器的动力涡轮调速器部分通过FCU计算部分到动力涡轮转速Nf调速器的外部气压导管感受压力N（y调速压力）。动力涡轮超速时，Nf调速部分的限流孔就在调速器的作用下打开，使Ny通过调速器排放到大气。这时，作用在FCU膜盒上的Ny减小，使计量活门向关闭方向移动，这样就减小了燃油流量，进而Ng减小，Nf也相应减小。Nf调速限流孔打开的速度取决于螺旋桨调速器操纵杆和Nf调速器复位臂的调整位置（图2）。

图2 FCU工作原理

2.1.2 故障分析

燃调故障是由于动力涡轮调速器复位臂位置调整不当造成的。复位臂位置不当导致修整后的P（3压气机排气）空气压力即

P（x富油压力）和Py作动。当Py下降，Px保持不变，真空膜盒在Px和Py的作用下膜片移动。膜片的移动带动扭力管的运动，扭力管带动计量活门运动，减小了计量活门开度，从而减少了燃油流量，因此导致发动机功率下降。当发动机处于恒速状态时，功率与扭矩TQ成正比。即：功率减小，扭矩减小。

依据上述分析，检查可能导致Py下降的复位臂，如无异常则应检查连接Py的各个管路有无漏气现象。

2.2 放气活门

如果FCU未发现故障，则需要判断放气活门是否存在问题。一种常用的方法是：地面试车，记录 Ng，TQ，IT（T涡轮间温度）和W（f燃油流量）的数据；分析数据，在Ng=90%时对比左、右发的 TQ，ITT，Wf是否一致，如果不一致、相差较大，则对比 Ng=86%时的上述数值；如果相差不大则可以判定放气活门故障。

2.2.1 工作原理

放气活门在燃气发生器机匣7点钟方向，有2个力作用于放气活门的活塞。被修整后的P3空气压力趋于关闭活门，而引自压气机级间的P2（.5即三级轴流之后一级离心之前）空气压力趋于打开活门（图3）。

从活门安装边伸出的空心弹簧销使燃气发生器机匣安装边上的压气机放气（P3）孔对准放气活门P3通道。P3空气通过一个最初计量螺塞引到通向大气收敛—扩散计量限流孔。这一限流孔在发动机工作范围起节流作用，以便得到P3/Px的固定比值。这里Px是最初计量塞和收敛—扩散限流之间作用在活塞底部的压力。随着功率的增加，Px压力增加直至与P2.5的压力平衡，活塞开始关闭，活门不能急速关死，因为关闭活门时P2.5压力也增大。因而，在不变的P3/P2.5作用活门逐渐关闭。在大功率时，活门完全关闭，Px大于P2.5。因为它是由压力比控制的，所以在调节时保持恒定P3/P2.5，而与高度和大气温度无关。

2.2.2 故障分析与排除

如果活塞与底座之间关闭不严，就会产生下述故障：Ng＜86%时，放气活门处于打开状态，Ng与放气活门好坏无关；随着发动机功率增加，当Ng=91%时活塞与底座应该完全靠紧，但由于一发发动机放气活门关闭不严导致级间空气泄漏，从而导致该侧发动机的功率损失，进而导致左发动机的扭矩下降。

排除此类故障，需要更换新的放气活门。

图3 压气机放气活门结构

3 结束语

良好的工作习惯，熟悉航空器，合适的分析方法，对于飞机维护人员非常关键。工作中应重视各部件的工作原理，遇到故障时，应首先针对具体故障线确定可能发生的故障点，再根据不同零部件做相应排查，区别出各部件的不同故障现象，从而准确找到故障点，及时排除，提高工作效率。