PT6A发动机典型故障维修与调试方法总结

连喜贺

（中国民用航空飞行校验中心，北京 100621）

1 PT6A 系列发动机简介

PT6A 系列发动机是加拿大普拉特·惠特尼公司1958年研制，主要用于军用、民用固定翼和旋翼机上，堪称通用航空的动力“巨无霸”。

1.1 PT6A发动机的基本结构

PT6A发动机采用简易的单发与双发安装以及推式螺旋桨构型，结构模块化、环形回流燃烧室，自由涡轮设计。压气机部分由3 级轴流式和1 级离心式构成，轴流级为盘式结构，离心叶轮采用钛合金锻造，轴流级和离心级通过刚性连接在一起。PT6A采用带冠叶片的单级动力涡轮驱动压气机，与其他同轴刚性连接发动机不同，后面两级采用燃气驱动的自由涡轮。经减速器驱动螺旋桨轴。PT6A发动机具有较强的可维护性，可航线级别开展很多在翼维修工作，无需分解整个发动机即可接近燃烧室、动力涡轮与附件齿轮箱区域，进行深度维护服务，缩短停场时间，提高经济性。

1.2 发动机控制系统

PT6A发动机通过3 套系统实现推力控制：发动机油门调节、螺旋桨桨距控制、发动机状态调节。油门和发动机状态调节共同控制发动机动力。通过发动机的燃油调节器实现发动机功率的输出。桨距控制是通过主调速器调节螺旋桨实现恒速、变距、顺桨等操纵。驾驶舱控制杆通过钢索连接操纵发动机部件，中间包含扇形盘、滑轮、推拉杆等，各连接接头末端均可调节。

2 常见故障统计分析

根据某通航飞行管理系统数据，选取连续5 个日历年度、累计近4000 飞行小时的9台发动机，关于螺旋桨和发动机的故障报告统计数据见表1。故障类型以螺旋桨和发动机控制系统居多，常见为低桨距止动失效，同步异常，转速异常、扭矩不一致，滑油高低压压力电门失效，扭矩表或转速表指示异常等。除更换零部件外，多数还要进行后续调节与测试验证。无论是航线工作还是定期检修，优质、高效的维护实践是保证飞机运行安全的基础。

表1 发动机故障报告数据统计

3 发动机调试

因PT6A 系列发动机的控制系统涉及发动机本体和螺旋桨两个大系统，部件构成极其复杂，需要密切注意二者的匹配关系，给实践调试工作带来不少挑战。实际运行过程中，达到预期工作时限的零部件也要及时更换。每次更换发动机或螺旋桨系统的重点零部件后，都要重新调节，以确保发动机整体性能一致，保证匹配输出动力良好。

3.1 基本原理

飞机制造厂家提供的维护手册，会针对重点零部件给出简单工作原理与调节方法，单项操作相对容易。发动机和螺旋桨系统的调试工作主要分以下几点：驾驶舱油门杆、桨距杆位置电门调节；发动机燃油控制器部分调节；螺旋桨主调速器调节以及中介凸轮机构调节，如图1～图3 所示。

图1 驾驶舱油门位置示意

图2 FCU、油门钢索、反桨钢索与凸轮盒连接

图3 螺旋桨桨距控制钢索调整

3.2 分析与优化

理想状态下，各个发动机的相应参数均应一致，但是，飞机结构、安装装配之间有绝对差异。因此，每架飞机横向比较，发动机的功能表现会有些许不同。即使同一架飞机，左右发动机的性能也存在差异。在保证各自性能良好的前提下，高效地将双发调试在协调一致的状态，十分必要。尤其对于运行时间较长的老旧飞机，经验性调节更省时间、更加实用。

一般情况下，某些单项问题可以遵照维护手册进行单项微调，如高慢车、低慢车发动机转速问题，螺旋桨转速高低问题，最大转速问题，顺桨止动问题等，单项调节不会造成关联指示的异常。尤其要注意涉及发动机和螺旋桨交叉连接部位的调整。某项调节会引发关联部位的位置变化，有些不易察觉，极易形成故障隐患。要密切关注发动机及螺旋桨正向与反桨的调节关系。进行加减速性能调整、螺旋桨推力调整、进入时点调整、变化区间等调整时，都要复查正向和反桨。避免单向正常、反向异常的情况。双发推力一致时，一旦单侧没有反桨，落地瞬间会冲出跑道，发生危险。

典型交连部位故障现象与调节方法总结见表2。

表2 典型故障分析与发动机调试总结

3.3 监测飞机发动机性能的一种简单解决方案

实践工作中，要更好地实时、准确了解发动机性能，维修人员可执行地面性能试车检查（GPC），将试车结果与飞机维护手册（AMM）附带的性能检查图进行对比，以监控发动机工作状态趋势变化。标准性能曲线表明，在各种温度与环境压力下的发动机多项参数的特征，如涡轮间温度（ITT）、压气机转速（Ng）、螺旋桨转速（Np）、滑油压力（Op）、滑油温度（OT）以及燃油流量（FF），接近推荐的阀值或与最近一次性能检查时的记录相比发生了较大变化，则需开展后续检测与维修工作。包括修正环境条件重新进行一次地面性能检查、性能恢复清洗发动机、孔探检查、热检或其他排故工作。需要注意的是，性能曲线不代表各项参数的极限值，不应作为拒收一台发动机不合格的条件。

4 总结

随着我国工业水平的整体提升，在很多领域都有所突破。发动机技术是衡量航空工业大国技术水平的重要标志。维修业处于工业链的保障环节，能为工业发展提供支撑。实践中发现缺陷，及时反馈制造厂家，有助于提高飞机的设计水平，保障安全运行质量。受知识产权保护条例或专业回避限制，飞机易出现使用和维护困难，一定程度上对一线工作者提出了更高要求。

重点分析发动机与螺旋桨故障数据，总结解决典型故障的一套快速、有效的排故思路与调试方法，给出一般性维修经验，有利于提高工作效率及经济效益，促进持续安全。