虞志强　丁雷

摘 要：本文通过空中顺桨停车故障，分析某型发动机顺桨保护装置工作原理，并叙述了某型号发动机扭矩自动顺桨传感器工作原理及列举顺桨停车故障排除故障树。本文对发动机顺桨停车故障的排除具有参考意义。

关键词：空中顺桨；顺桨停车；扭矩自动顺桨传感器；故障树

中图分类号：V231.9 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）23-0063-03

0 引言

某型发动机是我国一种常用的单轴高空涡轮螺旋桨发动机，与四叶变距空气螺旋桨配套工作，并通过螺旋桨操作系统改变螺旋桨桨叶角，来保证发动机除慢车外的所有工作状态转速恒定，系统还设置了扭矩、负拉力、人工和紧急顺桨装置，以保证飞机飞行的安全可靠。

发动机顺桨停车指的是在发动机停车后，把螺旋桨的桨叶转到与飞行方向接近平行状态的操纵动作，目的在于减小阻力和避免损坏发动机。当发动机出现异常故障，导致发动机顺桨停车时，由于顺桨停车故障涉及发动机附部件和电路系统等范围较广，故障排查困难。其次，某些顺桨停车故障存在偶发性，故障无法复现，导致故障排除更加艰巨。而本文对发动机顺桨故障进行了详细的研究，为类似故障排除提供借鉴。

1 故障现象

某飞机在执行飞行任务，飞行33分钟后，在海拔高度2807.8m平飞，飞行速度327.8km/h情况下，一台发动机出现空中顺桨停车，飞机返航后平稳着陆，飞机及机组无任何损伤。

2 故障分析

2.1 飞参判读

飞参数据采集为1秒钟16组数据，查看发动机顺桨前后飞参数据变化情况见表1。

数据记录显示，在发动机停车时刻，先出现发动机故障信号，0.0625s后出现发动机停车信号，燃油开始切断，发动机自动顺桨停车。

通过飞参数据判读，发动机停车前工作参数正常，不满足自动顺桨停车条件：扭矩压力低于0.98MPa或负拉力超过（11.76±0.49）kN。其次，查看螺旋桨顺桨角83°30′，从而排除紧急顺桨。因此，发动机空中顺桨停车是异常信号导致自动顺桨系统工作，最终发动机顺桨停车。

2.2 故障树分析

根据发动机空中顺桨停车的机理，建立了本次发动机空中顺桨停车故障树（见图1），根据故障树开展故障分析。

2.2.1 扭矩自动顺桨

（1）油门杆处于56°±2°以上，燃油供油中断。

机理：发动机油门角度为56°±2°以上，燃油供油发生故障中断，无法提供发动机工作所需流量和压力的燃油，使扭矩压力下降至0.98MPa以下时，将导致发动机自动顺桨停车。

验证：通过查看飞参数据表明，在发动机停车前，发动机高压燃油压力、低压燃油压力及扭矩均正常，不满足发动机自动顺桨停车条件。

结论：可以排除。

（2）油门杆处于56°±2°以上，扭矩自动顺桨传感器下电门接通。

机理：发动机油门角度为56°±2°以上，扭矩自动顺桨传感器下电门接通后，发出信号至顺桨继电器盒，顺桨泵工作，发动机顺桨停车。

验证：1）打开发动机扭矩顺桨传感器的观察窗，检查上电门和下电门情况，发现上、下电门顶杆固定螺母均有腐蚀现象，如图2所示，存在异常；2）按压上电门和下电门检查开关情况是否正常，上电门按压声音正常，下电门按压声音沉闷。

結论：不可排除。

（3）顺桨继电器盒故障发出错误指令。

机理：顺桨继电器盒工作异常，发出错误指令，导致顺桨泵工作，发动机顺桨停车。

验证：对顺桨继电器盒进行外观检查、功能检查，顺桨继电器盒及其相关电缆正常。

结论：可以排除。

（4）自动顺桨信号线路窜入顺桨信号。

机理：顺桨控制线路故障，导致顺桨继电器盒误工作，发出顺桨泵工作指令，发动机顺桨停车。

验证：1）扭矩自动顺桨传感器相关电缆正常；2）各设备、电缆插头连接线路未出现破损、烧蚀情况。

结论：可以排除。

2.2.2 负拉力自动顺桨

（1）油门杆处于40°±2°以上，负拉力超过11.76kN。

机理：当油门杆处于40°±2°以上，负拉力超过11.76kN时，负拉力自动顺桨液压电门接通后，发出信号至顺桨继电器盒，顺桨泵工作，发动机顺桨停车。

验证：通过查看飞参数据分析表明，在发动机发生故障前，螺旋桨处于中距限动状态，油门角度处于54.8°，扭矩压力达到3.6764MPa，负拉力不会达到11.76kN，不满足负拉力自动顺桨条件。

结论：可以排除。

（2）负拉力自动顺桨检查电磁活门接通。

机理：负拉力自动顺桨检查电磁活门接通，促使自动顺桨液压电门接通，发出信号至顺桨继电器盒，顺桨泵工作，发动机顺桨停车。

验证：对负拉力自动顺桨检查电磁活门进行外观检查、功能检查，工作正常。

结论：可以排除。

（3）顺桨继电器盒故障发出错误指令。

机理：顺桨继电器盒工作异常，发出错误指令，导致顺桨泵工作，发动机顺桨停车。

验证：对顺桨继电器盒进行外观检查、功能检查，顺桨继电器盒及其相关电缆正常。

结论：可以排除。

（4）自动顺桨信号线路窜入顺桨信号。

机理：顺桨控制线路故障，导致顺桨继电器盒误工作，发出顺桨泵工作指令，发动机顺桨停车。

验证：1）负拉力自动顺桨电磁活门相关电缆正常；2）各设备、电缆插头连接线路未出现破损、烧蚀情况。

结论：可以排除。

（5）负拉力自动顺桨液压电门接通。

机理：负拉力自动顺桨液压电门接通，发出信号至顺桨继电器盒，顺桨泵工作，发动机顺桨停车。

验证：负拉力自动顺桨液压电门通断检查，检查结果表明电门处于断开状态。

结论：可以排除。

根据对以上故障的机理分析、检查以及结论，最终只有扭矩自动顺桨传感器下电门接通导致发动机空中顺桨停车，不可排除。

2.3 扭矩自动顺桨传感器电门故障分析

正常情况下，当油门杆处于56°以上时，燃油调节器的扭矩自动顺桨连锁电门接通。发动机正常工作时，扭矩压力大于2.94MPa，在扭矩滑油压力作用下，扭矩自动顺桨传感器的两个电门都接在3、4点上，当扭矩压力下降至0.98MPa以下时，扭矩自动顺桨传感器的下电门跳向1、2两点（电门动作示意图见图3），发出扭矩自动顺桨信号至顺桨继电器盒，顺桨泵工作，发动机顺桨停车。

本次故障发生时，扭矩自动顺桨传感器下电门1、2两点异常接通，发出扭矩顺桨信号，发动机自动顺桨停车。

2.4 故障验证

（1）发动机地面试车，油门在58°时，出现顺桨停车，故障复现。（2）将该发扭矩自动顺桨传感器安装至另一台发动机上，地面试车，发动机油门在58°时，出现顺桨停车，故障再次复现。

两次验证试车，均出现故障复现，进一步确认故障树分析结果正确。

3 故障结论

综上所述，发动机空中顺桨停车的故障原因为扭矩自动顺桨传感器下电门异常接通导致。扭矩自动顺桨传感器电门失效，导致电门工作异常，在飞行过程中发出扭矩顺桨信号，发动机自动顺桨停车。

4 结语

发动机空中顺桨停车故障发生较为罕见，当发生此类故障时，通过建立故障树，对发动机进行系统性检查和分析，确认故障发生的根本原因，并进行举一反三杜绝相类似故障再次发生。

参考文献

[1]某型发动机技术说明书[M].中国航发南方工业有限公司，2017.

[2]某型发动机维护手册[M].中国航发南方工业有限公司，2017.