某型渦軸發(fā)動機自動停車故障分析研究

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)動機自動停車故障分析研究

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)動機在外場使用中出現(xiàn)自動停車故障。從電子控制器的控制原理和故障檢測功能出發(fā)，通過電子控制器故障信息判讀，最終確定了發(fā)動機自動停車的原因。

渦軸發(fā)動機；電子控制器；自動停車；故障分析

引言

在外場使用中，某渦軸發(fā)動機出現(xiàn)自動停車故障，電子控制器故障是導(dǎo)致發(fā)動機自動停車的原因，通過對電子控制器進(jìn)行模擬仿真試驗以及分解檢查驗證這個結(jié)論。

1　故障情況

某型直升機訓(xùn)練時，左發(fā)動機“GOV1”警告燈亮（紅色），此時，雙發(fā)N1轉(zhuǎn)速為87%，機組立即操縱直升機著陸。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)直升機綜合顯示器顯示左發(fā)動機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)字仿真試驗臺對該發(fā)動機電子控制器進(jìn)行了讀取，故障模塊1、2、3的通電號均為2150，并且故障模塊1、2、3的代碼與發(fā)生故障時發(fā)動機參數(shù)采集器顯示的故障代碼相符[1]。因此，故障模塊1、2、3對應(yīng)于本次外場故障。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故障模塊，每個故障模塊中存儲的故障代碼和故障定位代碼如表1所示。

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

電子控制器對每一個故障都有一個定位代碼，將故障定位在某一個零部件上，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　故障模塊和代碼對應(yīng)關(guān)系

表2　三個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個故障原因定位在直升機速度電位計上，這是一個未使用的設(shè)備，與停車故障無關(guān)。

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

（3）6 045 s，電子控制器探測到N2轉(zhuǎn)速傳感器1故障、N1測量故障和總矩桿故障，電子控制器將這兩個故障原因均定位在電子控制器自身，第3個故障原因定位在總距桿電位計上，與發(fā)動機停車無關(guān)。

3　電子控制器的模擬仿真試驗及檢查情況

將電子控制器在試驗臺模擬起動，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，電子控制器點亮紅色警告燈，并輸出N2B、N2C故障代碼，隨即N1下降至零，起動失敗。對電子控制器進(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。

在試驗臺模擬起動時，起動失敗，發(fā)動機停車的故障與外場發(fā)動機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)動機停車的可能性。

4　故障原因分析

電子控制器報總故障后，應(yīng)鎖定燃油泵和計量裝置的步進(jìn)電機，在不移動手動桿的情況下，燃油泵和計量裝置向發(fā)動機燃燒室的供油量應(yīng)保持不變，發(fā)動機N1轉(zhuǎn)速應(yīng)當(dāng)維持不變。但實際情況是電子控制器報總故障后，未移動手動桿，發(fā)動機N1轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。表明燃油泵和計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。

電子控制器存儲的故障信息無發(fā)動機停車信息，但電子控制器仿真測試檢查時，因為N2信號通道故障，已不能檢查N2轉(zhuǎn)速為100%時，能否鎖定步進(jìn)電機。因此，不能排除是電子控制器故障導(dǎo)致發(fā)動機停車。

2）燃油泵和計量裝置、控制電纜。

燃油泵和計量裝置、控制電纜在承制廠測試結(jié)果均正常。排除附件故障導(dǎo)致發(fā)動機停車。

3）直升機供油系統(tǒng)。

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

4）鑒于導(dǎo)致發(fā)動機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)動機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停車的各種可能因素，最終確定該發(fā)動機自動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)動機培訓(xùn)手冊[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)動機使用維修技術(shù)。