某型运输机油门操纵系统间歇性机械卡滞故障分析与排除

孟军红 王代军

摘要：某型运输机的机械式油门操纵系统出现间歇性机械卡滞，该故障隐蔽性较强，故障复现困难，发生前无征兆，影响了飞机交付和外场飞行。最终在某架飞机交付时捕捉到故障，保留现场，找出卡滞原因，消除了隐患。本文对排故过程进行总结，提出了该故障的外场排故建议和维护措施。

关键词：机械油门；间歇性；卡滞

Keywords：mechanical throttle；intermittent；jamming

0 引言

某型运输机的油门操纵系统为机械式，由飞机部分和发动机部分组成，飞机部分主要组成有油门台、软轴、油门传动比变换装置和联轴器，发动机部分主要组成有油门反推主动滑轮、钢索、拉杆、燃调、反平行四边形机构、发动机燃调、分配活门和反推连锁机构[1]。整个系统为一套机械串联线系（见图1），能同时控制发动机的正推力和反推。

1 初次故障

1.1 故障现象

2018年8月17日，一架该型飞机降落时，操纵1发和4发油门杆，反推正常打开；继续操纵油门杆，1发反推正常增加至最大反推力，4发油门杆增大到一定角度后不能继续拉动至最大反推力状态，表现为油门杆卡滞。

1.2 现场排故

飞机停稳后，发动机关车，接通地面反推液压，操作4发油门杆，反推打开，但油门杆增大到一定角度后不能继续，故障复现。从反平行四边形机构处断开拉杆后操作4发油门杆，能正常操作至最大反推；从断开的反平行四边形机构处推拉拉杆，反推也能至最大反推。重新连接反平行四边形机构拉杆，反推正常打开至最大反推状态，故障消失。

1.3 故障分析

经过分析，认为卡滞的可能原因如下。

1）发动机本体操纵系统存在运动死点。发动机供应商分析后认为可能性极低，基本可以排除。

2）有外物进入操纵系统，导致卡滞。操纵系统飞机部分为内封闭形式，外物很难进入，发动机本体操纵系统排故和检查时没有发现外物或外物卡滞留下的痕迹，基本可以排除。

3）操纵系统内部组件异常，导致卡滞。对操纵系统飞机部分进行分解检查，基本可以排除。发动机部分进行外观检查，未发现异常。

1.4 保障措施

故障发生后数天在地面连续操作4发反推，故障没有复现。为了保障飞行安全，对操纵系统飞机部分组件进行了更换，发动机部分按照发动机出厂要求进行检查和调整。

2 第二次故障

2.1 故障现象

2020年7月27日，该型飞机一架新机在制造厂试飞站地面试车后，检查反推力装置，各系统正常。7月29日早晨准备地面试车前，检查发现1发油门杆不能推动，油门杆表现为卡滞，随后打开短舱，摇曳发动机上的燃调和拉杆，再次检查，故障消失。当天下午排故中多次尝试，故障没有复现，对整个操纵系统进行检查，未见异常。后续一个多月的使用中系统正常。9月8日地面试车时，故障再次出现。

2.2 现场排故

根据之前的排故经验，要求保留故障现场，制定排故措施。通过技术娴熟的技师“轻轻”地从联轴器处断开操纵系统上飞机与发动机的连接，轻轻推拉油门杆，运动畅通无卡滞。尝试慢慢转动发动机上的油门反推主动滑轮，以检查发动机本体操纵系统，主动滑轮不能转动；慢慢增大操纵力超过正常值，主动滑轮从不能转动表现为卡滞，由此确认是发动机本体操纵系统卡滞。然后从反平行四边形机构的拉杆处“轻轻”断开，轻轻转动油门反推主动滑轮，操纵正常，而从拉杆处推拉时，不能推动。对上述过程逐步分解，最终确认反推连锁机构卡滞。更换反推连锁机构，故障消除。

2.3 反推连锁机构卡滞的原因

反推连锁机构的故障件返厂后，对其进行分解检查，确认反推连锁机构的两个轴承卡滞，如图2所示。

拆除轴承的防尘盖，如图3所示，轴承充斥大量泥块状润滑剂，呈现黄褐色，无法看出保持架与钢球金属表面。将泥块状润滑剂取出观察，发现已明显稠化和固化，即已经变质。进一步放大观察到很多黄褐色锈渣，表明轴承已经生锈。

轴承卡滞的原因是轴承防尘盖封严不严，水等腐蚀介质浸入，导致润滑剂失效，轴承生锈（见图4），锈渣阻塞间隙，造成轴承卡滞。

2.4 卡滞间歇性的原因

由于轴承的润滑剂为软性材质，当施加一个较大的操纵力转动轴承时，润滑剂与铁锈挤压，形成新的运动轨迹，不会彻底卡死，轴承可以继续“正常”工作，特别是故障消失后连续检查时，故障更不易复现。但经过一定时间的停放后，水等腐蚀介质再次浸入，故障就会复现。

2.5 润滑脂的有效性分析

该轴承使用的潤滑脂是7016-1，润滑脂有两个重要指标：时效硬化和抗水性。时效硬化指润滑脂的稠度随存储时间增加而增加的现象；抗水性指润滑脂抵抗从轴承中冲洗掉的能力、抵抗因吸收水分而使其结构破坏的能力，以及防止有水存在时金属表面腐蚀的能力。根据7016-1润滑脂标准[2]，润滑脂应具有“良好的抗水性能，允许轴承在潮湿环境下工作”的能力。咨询润滑脂供应商，回复“潮湿”环境不等同于“见水”，该润滑脂见水后很容易变质，丧失防腐蚀和润滑的作用。该型飞机外场时不进机库，当飞机出厂淋雨试验和大雨时，发动机短舱会积水，由于反推连锁机构的位置较低，如轴承盖封严存在问题，轴承就会进水。

7016-1润滑脂的贮存期为5年，而使用有效期的定义标准厂商未提供，主要根据使用环境由用户自己确定。反推连锁机构的轴承涂抹润滑脂是在工厂部件安装时进行的，假设此时润滑脂已在工厂贮存1～2年，而发动机出厂到用户使用大约需1.5年，同时发动机的贮存期为5年，假设发动机安装至飞机上时已经贮存1～3年，则飞机交付客户时润滑脂平均已经使用3.5～7.5年，最长时可达10年。因此，若发动机在外场继续使用5年，很难保证润滑脂有效，必须选择合适时机为反推连锁机构重新涂抹润滑脂。2.6 小结

1）因该类卡滞故障现象消失后，地面很难复现，现场一定要保留“故障”状态；

2）排故时，制定合理排故方案和注意事项，拆卸时一定要“轻”，防止拆卸时破坏故障现场。

3 预防措施

1）发动机制造商厂应加强对反推连锁机构轴承及防尘盖的厂内检查；

2）增加外场维护程序，在维修手册的定期维护第十七项“检查发动机操纵系统/c）反推位置的检查”中[3]，增加“反推连锁机构操纵灵活性和操纵力检查”；

3）定期涂抹7016-1润滑脂，当发动机贮存期超过3年或外场使用每隔1.5年，应拆下反推连锁机构，打开轴承，重新涂抹7016-1润滑脂。

参考文献

[1] 某型发动机技术说明书[Z].成都：国营第四二○厂，2015.

[2] Q/SH303 119-2004《7016-1 高低温润滑脂》[S].中国石化企业标准，2004.

[3] 某型发动机技术维修手册[Z].成都：国营第四二○厂，2015.