某型渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停車故障分析研究

婁超

（中國南方航空工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，湖南株洲412002）

某型渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停車故障分析研究

婁超

（中國南方航空工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，湖南株洲412002）

某型渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)在外場(chǎng)使用中出現(xiàn)自動(dòng)停車故障。從電子控制器的控制原理和故障檢測(cè)功能出發(fā)，通過電子控制器故障信息判讀，最終確定了發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停車的原因。

渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)；電子控制器；自動(dòng)停車；故障分析

引言

在外場(chǎng)使用中，某渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)自動(dòng)停車故障，電子控制器故障是導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停車的原因，通過對(duì)電子控制器進(jìn)行模擬仿真試驗(yàn)以及分解檢查驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論。

1　故障情況

某型直升機(jī)訓(xùn)練時(shí)，左發(fā)動(dòng)機(jī)“GOV1”警告燈亮（紅色），此時(shí)，雙發(fā)N1轉(zhuǎn)速為87%，機(jī)組立即操縱直升機(jī)著陸。著陸后左發(fā)N1轉(zhuǎn)速為91.6%、右發(fā)N1轉(zhuǎn)速為68.5%，瞬間左發(fā)N1轉(zhuǎn)速自動(dòng)下降至0，右發(fā)N1轉(zhuǎn)速上升到91.6%。關(guān)車檢查發(fā)現(xiàn)直升機(jī)綜合顯示器顯示左發(fā)動(dòng)機(jī)N2B、N2C、N1B、PITCH等故障代碼。

2　電子控制器故障模塊判讀

2.1故障模塊

通過全數(shù)字仿真試驗(yàn)臺(tái)對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制器進(jìn)行了讀取，故障模塊1、2、3的通電號(hào)均為2150，并且故障模塊1、2、3的代碼與發(fā)生故障時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)采集器顯示的故障代碼相符[1]。因此，故障模塊1、2、3對(duì)應(yīng)于本次外場(chǎng)故障。故障模塊如圖1、2、3所示。

2.2故障信息判讀

電子控制器最后一次通電共記錄了三個(gè)故障模塊，每個(gè)故障模塊中存儲(chǔ)的故障代碼和故障定位代碼如表1所示。

電子控制器對(duì)于檢測(cè)到的故障，都有唯一的故障代碼與之對(duì)應(yīng)，梳理三個(gè)故障模塊涉及的故障代碼，其含義如表2所示。

電子控制器對(duì)每一個(gè)故障都有一個(gè)定位代碼，將故障定位在某一個(gè)零部件上，其含義如表3所示。

圖1　故障模塊1

圖2　故障模塊2

圖3　故障模塊3

表1　故障模塊和代碼對(duì)應(yīng)關(guān)系

表2　三個(gè)故障模塊故障代碼表

表3　故障定位代碼含義

2.3數(shù)據(jù)分析

按時(shí)間順序，電子控制器記錄的故障和故障定位如表4所示。

表4　故障與故障定位表

這些信息表明：

（1）5 703 s，電子控制器探測(cè)到N2轉(zhuǎn)速傳感器1故障，電子控制器將此故障原因定位在電子控制器自身。第2個(gè)故障原因定位在直升機(jī)速度電位計(jì)上，這是一個(gè)未使用的設(shè)備，與停車故障無關(guān)。

（2）5 761 s，電子控制器探測(cè)到N2轉(zhuǎn)速傳感器1故障和N1測(cè)量故障，電子控制器將這兩個(gè)故障原因均定位在電子控制器自身。

（3）6 045 s，電子控制器探測(cè)到N2轉(zhuǎn)速傳感器1故障、N1測(cè)量故障和總矩桿故障，電子控制器將這兩個(gè)故障原因均定位在電子控制器自身，第3個(gè)故障原因定位在總距桿電位計(jì)上，與發(fā)動(dòng)機(jī)停車無關(guān)。

3　電子控制器的模擬仿真試驗(yàn)及檢查情況

將電子控制器在試驗(yàn)臺(tái)模擬起動(dòng)，選擇開關(guān)從停車撥到慢車位置后，N2轉(zhuǎn)速上升到10%左右不再繼續(xù)上升，電子控制器點(diǎn)亮紅色警告燈，并輸出N2B、N2C故障代碼，隨即N1下降至零，起動(dòng)失敗。對(duì)電子控制器進(jìn)行了分解檢查，發(fā)現(xiàn)N2B通道入口的過壓嵌位二極管漏電，更換后故障排除。

在試驗(yàn)臺(tái)模擬起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)失敗，發(fā)動(dòng)機(jī)停車的故障與外場(chǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)停車故障并非同一現(xiàn)象，因此，不能排除電子控制器導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)停車的可能性。

4　故障原因分析

電子控制器報(bào)總故障后，應(yīng)鎖定燃油泵和計(jì)量裝置的步進(jìn)電機(jī)，在不移動(dòng)手動(dòng)桿的情況下，燃油泵和計(jì)量裝置向發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的供油量應(yīng)保持不變，發(fā)動(dòng)機(jī)N1轉(zhuǎn)速應(yīng)當(dāng)維持不變。但實(shí)際情況是電子控制器報(bào)總故障后，未移動(dòng)手動(dòng)桿，發(fā)動(dòng)機(jī)N1轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。表明燃油泵和計(jì)量裝置的供油量沒有保持不變。按照燃油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理[2]，形成故障樹如圖4。

圖4　停車故障樹

1）電子控制器。

電子控制器存儲(chǔ)的故障信息無發(fā)動(dòng)機(jī)停車信息，但電子控制器仿真測(cè)試檢查時(shí)，因?yàn)镹2信號(hào)通道故障，已不能檢查N2轉(zhuǎn)速為100%時(shí)，能否鎖定步進(jìn)電機(jī)。因此，不能排除是電子控制器故障導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)停車。

2）燃油泵和計(jì)量裝置、控制電纜。

燃油泵和計(jì)量裝置、控制電纜在承制廠測(cè)試結(jié)果均正常。排除附件故障導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)停車。

3）直升機(jī)供油系統(tǒng)。

若直升機(jī)供油系統(tǒng)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)N1轉(zhuǎn)速下降、停車，應(yīng)為供油不足或中斷。但直升機(jī)未報(bào)“燃油壓力低”、“低油面指示”等故障，說明直升機(jī)供油正常，

4）鑒于導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)停車的四種可能已排除了三種，僅電子控制器故障不能排除，且電子控制器已處于故障狀態(tài)，因此發(fā)動(dòng)機(jī)停車是由于電子控制器故障導(dǎo)致的。

5　結(jié)論

通過故障信息判讀、電子控制器模擬驗(yàn)證和仿真等工作，借助于故障樹分析方法，深入分析了影響自動(dòng)停車的各種可能因素，最終確定該發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停車故障原因是電子控制器N2B通道入口的過壓嵌位二極管漏電。

[1]藍(lán)華，姜玫竹.電子控制器與直升機(jī)通信協(xié)議[Z].株洲：中國南方航空工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，2008.

[2]鄧海勇，姚靈革，施大明.某型渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)培訓(xùn)手冊(cè)[Z].株洲：中國南方航空工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，2008.

（編輯：劉楠）

Failure Analysis of Automatic Shutdown in Turbo-shaft Engine

Lou Chao
(China National South Aviation Industry Co.,Ltd.,Zhuzhou Hunan 412002)

A turbo-shaft engine is stalled in the process of using.Based on the control principle and fault detection function of electronic controller,through the fault information interpretation of electronic controller,the reason of automatic shutdown is finally determined.

turbo-shaftengine;electronic controller;automatic shutdown;failure analysis

V263.6

A

2095-0748(2016)21-0069-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.21.30

2016-10-06

婁超（1989—），男，遼寧錦州人，本科，工程師，研究方向：渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)使用維修技術(shù)。