PT6A發動機典型故障維修與調試方法總結

連喜賀

（中國民用航空飛行校驗中心，北京 100621）

1 PT6A 系列發動機簡介

PT6A 系列發動機是加拿大普拉特·惠特尼公司1958年研制，主要用于軍用、民用固定翼和旋翼機上，堪稱通用航空的動力“巨無霸”。

1.1 PT6A發動機的基本結構

PT6A發動機采用簡易的單發與雙發安裝以及推式螺旋槳構型，結構模塊化、環形回流燃燒室，自由渦輪設計。壓氣機部分由3 級軸流式和1 級離心式構成，軸流級為盤式結構，離心葉輪采用鈦合金鍛造，軸流級和離心級通過剛性連接在一起。PT6A采用帶冠葉片的單級動力渦輪驅動壓氣機，與其他同軸剛性連接發動機不同，后面兩級采用燃氣驅動的自由渦輪。經減速器驅動螺旋槳軸。PT6A發動機具有較強的可維護性，可航線級別開展很多在翼維修工作，無需分解整個發動機即可接近燃燒室、動力渦輪與附件齒輪箱區域，進行深度維護服務，縮短停場時間，提高經濟性。

1.2 發動機控制系統

PT6A發動機通過3 套系統實現推力控制：發動機油門調節、螺旋槳槳距控制、發動機狀態調節。油門和發動機狀態調節共同控制發動機動力。通過發動機的燃油調節器實現發動機功率的輸出。槳距控制是通過主調速器調節螺旋槳實現恒速、變距、順槳等操縱。駕駛艙控制桿通過鋼索連接操縱發動機部件，中間包含扇形盤、滑輪、推拉桿等，各連接接頭末端均可調節。

2 常見故障統計分析

根據某通航飛行管理系統數據，選取連續5 個日歷年度、累計近4000 飛行小時的9臺發動機，關于螺旋槳和發動機的故障報告統計數據見表1。故障類型以螺旋槳和發動機控制系統居多，常見為低槳距止動失效，同步異常，轉速異常、扭矩不一致，滑油高低壓壓力電門失效，扭矩表或轉速表指示異常等。除更換零部件外，多數還要進行后續調節與測試驗證。無論是航線工作還是定期檢修，優質、高效的維護實踐是保證飛機運行安全的基礎。

表1 發動機故障報告數據統計

3 發動機調試

因PT6A 系列發動機的控制系統涉及發動機本體和螺旋槳兩個大系統，部件構成極其復雜，需要密切注意二者的匹配關系，給實踐調試工作帶來不少挑戰。實際運行過程中，達到預期工作時限的零部件也要及時更換。每次更換發動機或螺旋槳系統的重點零部件后，都要重新調節，以確保發動機整體性能一致，保證匹配輸出動力良好。

3.1 基本原理

飛機制造廠家提供的維護手冊，會針對重點零部件給出簡單工作原理與調節方法，單項操作相對容易。發動機和螺旋槳系統的調試工作主要分以下幾點：駕駛艙油門桿、槳距桿位置電門調節；發動機燃油控制器部分調節；螺旋槳主調速器調節以及中介凸輪機構調節，如圖1～圖3 所示。

圖1 駕駛艙油門位置示意

圖2 FCU、油門鋼索、反槳鋼索與凸輪盒連接

圖3 螺旋槳槳距控制鋼索調整

3.2 分析與優化

理想狀態下，各個發動機的相應參數均應一致，但是，飛機結構、安裝裝配之間有絕對差異。因此，每架飛機橫向比較，發動機的功能表現會有些許不同。即使同一架飛機，左右發動機的性能也存在差異。在保證各自性能良好的前提下，高效地將雙發調試在協調一致的狀態，十分必要。尤其對于運行時間較長的老舊飛機，經驗性調節更省時間、更加實用。

一般情況下，某些單項問題可以遵照維護手冊進行單項微調，如高慢車、低慢車發動機轉速問題，螺旋槳轉速高低問題，最大轉速問題，順槳止動問題等，單項調節不會造成關聯指示的異常。尤其要注意涉及發動機和螺旋槳交叉連接部位的調整。某項調節會引發關聯部位的位置變化，有些不易察覺，極易形成故障隱患。要密切關注發動機及螺旋槳正向與反槳的調節關系。進行加減速性能調整、螺旋槳推力調整、進入時點調整、變化區間等調整時，都要復查正向和反槳。避免單向正常、反向異常的情況。雙發推力一致時，一旦單側沒有反槳，落地瞬間會沖出跑道，發生危險。

典型交連部位故障現象與調節方法總結見表2。

表2 典型故障分析與發動機調試總結

3.3 監測飛機發動機性能的一種簡單解決方案

實踐工作中，要更好地實時、準確了解發動機性能，維修人員可執行地面性能試車檢查（GPC），將試車結果與飛機維護手冊（AMM）附帶的性能檢查圖進行對比，以監控發動機工作狀態趨勢變化。標準性能曲線表明，在各種溫度與環境壓力下的發動機多項參數的特征，如渦輪間溫度（ITT）、壓氣機轉速（Ng）、螺旋槳轉速（Np）、滑油壓力（Op）、滑油溫度（OT）以及燃油流量（FF），接近推薦的閥值或與最近一次性能檢查時的記錄相比發生了較大變化，則需開展后續檢測與維修工作。包括修正環境條件重新進行一次地面性能檢查、性能恢復清洗發動機、孔探檢查、熱檢或其他排故工作。需要注意的是，性能曲線不代表各項參數的極限值，不應作為拒收一臺發動機不合格的條件。

4 總結

隨著我國工業水平的整體提升，在很多領域都有所突破。發動機技術是衡量航空工業大國技術水平的重要標志。維修業處于工業鏈的保障環節，能為工業發展提供支撐。實踐中發現缺陷，及時反饋制造廠家，有助于提高飛機的設計水平，保障安全運行質量。受知識產權保護條例或專業回避限制，飛機易出現使用和維護困難，一定程度上對一線工作者提出了更高要求。

重點分析發動機與螺旋槳故障數據，總結解決典型故障的一套快速、有效的排故思路與調試方法，給出一般性維修經驗，有利于提高工作效率及經濟效益，促進持續安全。