PT6A-27 发动机故障分析

◎马腾飞

一、Y12 发动机控制系统

1.构成和安装位置。发动机操纵台整体安装在中央操纵台上，位于驾驶舱正、副驾驶员之间。操纵杆的排列是：顺航向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，通过调整使两杆控制发动机工作满足一致性。

2.工作原理。通过驾驶舱中央操纵台上的三组操纵把手控制发动机的相应操纵摇臂，从而控制发动机的功率、油门和螺旋桨，实现发动机的起动/停车、功率控制、螺旋桨转速控制和顺桨、反桨的操纵功能。

（1）功率杆。功率杆设置：“最大”、“慢车”和“最大反桨”三个位置。从“慢车”向前推功率杆，功率增加直到最大功率；从“慢车”向后拉功率杆，使反桨功率增大直到最大反桨。在每个位置均设立标识，在靠近功率杆处设有“停车时禁止拉反桨”的标牌。功率杆用来控制压气机转速（Ng）和螺旋桨反桨桨距。对于压气机转速（Ng）的控制，也就是对发动机功率的控制，是通过控制燃调内的Py 空气实现的。当拉反桨时，功率杆同时控制贝它活门和复位臂，在实现反桨的同时限制发动机功率。

（2）油门杆。油门杆设置为：“停车”、“低慢”（地面慢车）、“高慢”（飞行慢车）三个位置。油门杆用于确定发动机工作状态。工作时油门杆前推，先后进入低慢、高慢位置。油门杆上安装起动按钮，用于起动发动机。油门杆控制的是起动流量控制器这个附件，提起再前推油门杆后，供油管路就开通了，后拉至停车位并放下，油路就被切断。

（3）螺旋桨杆。螺旋桨杆设置为：“顺桨”，“最大”两个位置，功能为设置螺旋桨的最大转速。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。

二、发动机地面试车达不到起飞功率

1.故障简述。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。排除此故障主要从燃油调节器以及放气活门处着手。如何判断具体是哪一个部位出现问题，且准确找出故障点，则需要根据燃油调节器以及放气活门的工作原理对故障现象进行分析。

2.燃油调节器。

（1）工作原理。燃油调节器（FCU）安装在燃油泵的后安装边上。在燃油泵和燃油调节器之间的花键联轴节把与压气机涡轮转速（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，通过控制压气机转速来提供发动机所需功率。发动机功率输出直接取决于Ng。Ng的控制是通过调节供给发动机燃烧的燃油来实现的。

（2）故障分析。燃油调节故障，实际是由螺旋桨调速器中动力涡轮调速器复位臂位置调整不当造成的。复位臂位置调整不当导致Py 压力下降，当Px 保持不变，Py 压力下降，膜片在Px 和Py 的作用下移动。膜片的移动带动连接装置的运动，减小了小孔面积，也就减小了燃油流量，从而导致了发动机功率下降。根据公式发动机功率P=kTQ×Np，意味着当发动机处于恒速状态时，功率与TQ 成正比。也就是说功率减小，扭矩必然相应减小。按上述思路应检查可能导致Py 压力下降的复位臂。如无异常应检查Py 压力连接的各个管路有无漏气现象。

3.放气活门。如果燃油调节器没有发现故障，则需要判断放气活门是否存在问题。下面介绍一种方法用于判断放气活门是否出现问题。进行地面试车，记录下列数值：Ng、TQ、ITT、Wf。记录后分析数据，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，对比Ng=86%时的上述数值，相差不大，则可判定是放气活门出现问题，因此就需要了解放气活门的工作原理。

（1）工作原理。放气活门位于燃气发生器机匣7 点钟位置的压气机放气活门由一个装有排气口的壳体内运动的活塞式活门组成，活塞由一个滚动膜片和导销支撑在中心孔上，导销允许活塞全行程地在任一方向打开或关闭排气口，而同时又能有效地密封活塞上部的空气腔。

（2）故障分析与排除。如果活塞与底座之间关闭不严，就会产生上述故障。低功率时P2.5 远大于Px 值，活门全开，此时左、右发放气活门状态一致，左、右发动机的各参数也一致。随着功率增加压气机P3增大，经过初级限流螺塞后的气压也增大，作用于膜片的力也增大，从而导致活塞开始下移。当Ng=91%时，活塞与底座应该完全靠紧。但由于左发动机放气活门关闭不严导致压气机的级间空气漏到大气中，从而导致了左侧发动机的功率损失，功率的损失必然导致左发动机的扭矩下降。排除此故障需要更换新的放气活门。

三、着陆时左、右发动机反桨不同步

1.故障简述。Y12 型机在试飞中，着陆拉反桨时，左、右发动机扭矩值不同步。右侧发动机扭矩值相对于左侧发动机扭矩值上升慢且达不到额定的扭矩值。造成飞机在跑道上向左侧滑，且侧滑明显，极易发生危险。排除此故障首先要弄清楚螺旋桨调速器的工作原理。

2.螺旋桨调速器。螺旋桨调速器位于发动机减速机匣的正上方，由发动机输出轴上的斜齿轮带动。调速器包括一个正常的恒速器，贝它控制活门和Nf 调节器三部分。作为恒速器它根据飞机的不同飞行状态下发动机功率的变化，自动改变螺旋桨的桨矩，以达到与燃气发生器转速相匹配，而使驾驶员所选择的螺旋桨转速保持不变。贝它范围是整个螺旋桨变矩范围的一部分，当功率杆进入贝它范围时，贝它活门和燃油调节器变成一个整体。螺旋桨桨缸中的随动活塞通过有三个弹簧作用的滑动杆与装在螺旋桨后的反馈环相连，反馈环的运动又通过碳块和反桨杆传到贝它活门上，这种运动用来调节由正常飞行低矩到最大反桨的桨叶角。当功率杆拉到“最大反桨”位置时，燃油调节器和Nf 调节器共同调节发动机的功率，此时与反桨杆相连的Nf 调节器上的复位臂使辅助活门部分打开，卸掉部分Py 压力，燃气发生器的功率减小到所需功率，以保持动力涡轮转速比选定的稍低些。

3.故障分析。在进行地面试车后发现，左、右发动机在进入反桨区域时，发动机Ng 在80%以下时TQ、Ng 等参数比较一致，但在80%-85%时右发动机Ng、TQ 上升较慢。如果在检查右侧发动机反桨止动钉时发现没有问题，则需要判断螺旋桨调速器复位臂是否存在问题。

4.故障排除。地面调节螺旋桨调速器互连杆，一般一至两圈，使得Py 晚放气，发动机有足够的燃油供给，达到相应的扭矩值。

结语：有故障现象，必有相应的原因。养成良好的工作习惯，熟悉航空器，采用合适的分析方法，认清故障机理，对于我们的飞机维护人员非常关键。工作中应重视各部件的原理，遇到故障时应针对具体故障线确定出可能故障点。再根据不同零部件做相应的排查，区别出各部件的不同故障现象。从而准确找到故障点，进而排除，以便提高工作效率。