MA600螺旋桨系统常见故障解析

刘伟

摘 要：MA600飞机装配的螺旋桨系统的故障率虽然不高，但故障的排除比较困难，常常造成长时间的停场，影响运营效率。所以文章从MA600螺旋桨系统出现过的故障中选取了四个较为典型的故障进行分析，并给出最优排除方法，为维护人员提高排故效率提供了可靠的参考资料。

关键词：MA600；螺旋桨系统；故障解析

中图分类号：V267 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）35-0142-02

Abstract： Although the failure rate of the propeller system installed by MA600 aircraft is not high， it is difficult to remove the fault， which often results in a long shutdown time and affects the operation efficiency. Therefore， this paper selects four typical faults from the MA600 propeller system， and gives the optimal troubleshooting method， which provides reliable reference for the maintenance personnel to improve the efficiency of troubleshooting.

Keywords： MA600； propeller system； failure analysis

1 MA600螺旋桨系统的概述

MA600采用的是汉胜公司的四叶、右旋、拉进式、可控桨矩螺旋桨，最大转速1200rpm，最小转速924rpm，旋转直径3.96m。系统主要由桨叶、桨毂、滑油传输管、变矩作动器、螺旋桨控制器、辅助顺桨泵、超速调节器、自动顺桨装置以及桨叶防冰组件构成。螺旋桨由发动机的动力涡轮通过减速齿轮箱驱动，控制系统实时的将桨矩和转速调整在所需的工作状态，同时还有自动顺桨、同步定向、低桨矩保护等功能。

2 螺旋桨系统常见故障解析

除去桨叶被外来物擊伤的情况，MA600螺旋桨系统的故障率并不是很高，主要集中在与转速和变矩相关的方面。下文列举四个比较典型的排故过程，并对繁琐的故障进行分析。

2.1 螺旋桨转速不稳

螺旋桨转速不稳在螺旋桨系统的故障里占比是最高的，我院刚接收B-3457时就出现过一起这种故障，而且由于系统中与转速相关的部件很多，拆装很麻烦，所以这类故障的排除过程也是最繁琐的。

转速不稳有两种表现形式，一种是在ECAM上显示的参数中只有螺旋桨转速指示不稳定，上下波动，而扭矩、涡轮转速、排气温度等其他主要性能参数并无异常。这种情况很可能是与转速显示相关的电气部分的问题。可以通过清洁转速传感器的插头、更换转速传感器、测量线路导通性进行排查。

转速不稳的另一种表现形式是转速指示不稳定的同时其他参数也随之波动，当波动比较大而且正处于飞行状态时，甚至能明显感觉到飞机的横向摆动。这种情况就很可能是转速控制部分的故障了。可以重点从两个控制机构进行排故：（1）检查同步定向功能。因为在同步定向系统中右发是从发，系统调节右发的转速使其与左发保持一致，所以如果转速不稳故障出现在右发，就首先考虑是否为同步定向系统有问题。可以先关掉同步定向功能，若故障现象消失就能确定是同步定向系统的问题，可以逐一检查磁信号器、同步定向器以及螺旋桨控制器（PCU）。如果故障没有消失就要重点考虑螺旋桨控制器。（2）更换螺旋桨控制器（PCU）。螺旋桨控制器是螺旋桨系统最重要的控制部件，控制螺旋桨的转速和变矩，还具有低桨矩保护、同步定向、β程序等功能，所以螺旋桨大部分故障都可能与PCU相关，我院的MA600和幸福航空运营的MA60出现的大多数转速故障都是PCU故障导致的。由于PCU拆装很麻烦，所以一般放在最后排查。

2.2 变矩功能失效

变矩功能失效是指螺旋桨的桨矩不能随状态杆的指令做出相应的改变，最直接的表现就是无法有效的顺桨或者回桨。由于MA600飞机螺旋桨变矩功能是由状态杆发出指令到PCU，PCU根据相关参数调整作动器中变矩腔的压力滑油的供给来改变桨矩，所以在排故时可以主要从以下几点逐步排查。

（1）检查状态杆的校装。因为人工变矩指令是通过操纵状态杆发出的，如果状态杆的指令位置和PCU上相应的指令位无法准确对应，必然会导致螺旋桨不能按状态杆的指令进行变矩。所以首先要参照维护手册对状态杆进行校装，检查最小转速校装孔是否对正。校装前应多次全行程的操纵状态杆，确保钢索没有卡阻。（2）检查传输管。传输管的作用是将螺旋桨变矩所需的压力滑油传送到变矩腔，传输管安装不到位、管路漏油都会影响变矩。在检查传输管时要重点查看胶圈的密封性和齿轮是否完好，从新安装传输管，确保安装到位。（3）检查顺桨微动开关。当状态杆处于顺桨位时，状态杆上的顺桨微动开关就会接通，使PCU内的电气顺桨电磁活门也接通，起到电气顺桨的作用。因为状态杆处于顺桨位时也会带动PCU内的机械顺桨活门打开，所以顺桨微动开关如果故障一直无法接通，并不会明显的影响顺桨，但如果顺桨微动开关故障一直处于接通状态，就会导致无法回桨，所以出现不能回桨的现象时要重点检查顺桨微动开关。（4）更换PCU或者变矩作动器。（5）更换PCU泵。PCU泵为PCU提供调节好的高压滑油，用来进行变矩。如果泵出现故障必然会影响变矩功能。我院曾出现过一起泵的驱动轴断裂的情况，因为是刚安装的新发动机，所以在出现无法变矩的故障时并没有怀疑厂家随发安装的PCU泵，多次排查其他部件无果后拆下PCU泵发现驱动轴断裂。

2.3 螺旋桨震动值超标

螺旋桨震动值超标通常是桨叶损伤或者安装问题导致系统没有处于平衡状态造成的。当震动值超标较小时，并没有很明顯的现象。随着震动值的增大会出现异常的抖动和螺旋桨旋转声音的改变。而MA600桨叶直径较大，旋转速度快，长期在震动值超标的情况下运转会对动力系统造成严重的损伤。正因为这种故障没有明显的现象，不易被察觉，而危害性又大，所以需要维修人员在日常维护中要格外注意。当发现异常情况时可以从以下几方面进行确定：（1）检查桨叶、桨帽有无裂纹、凹坑或材料缺失。（2）检查螺旋桨动平衡。如果螺旋桨外观没有损伤可以检查螺旋桨的动平衡。西飞提供的测量动平衡的设备2020可以测出震动值并给出需要添加配平片的位置。如果震动值与标准值相差不大，可以通过在隔框上增减配重片来调整震动值，使其降低到规定范围以内。但只是用配平的方式来减小震动值并不能解决桨叶确实存在损伤的问题。特别是如果通过增加配平片仍不能调整到理想状态时，就必须进一步检查桨叶内部是否有损伤。（3）检查桨叶内部是否有损伤。MA600所用的桨叶上半部有个空腔，里面堆放有配重块，我院就曾经出现过桨叶内部配重块脱落和桨柄堵盖密封圈老化导致滑油漏入桨叶空腔的情况。有配重块脱落时，用手转动桨叶就能听到桨叶内有物体滚动的声音。滑油漏入空腔会导致故障桨叶重量增大，影响平衡。桨叶内部的故障一般很难在位鉴别，所以在震动值突然超出范围很多时还是不能试图只靠配重来减小震动值，应该拆下桨叶进行详细的检查，并更换可疑桨叶。

2.4 自动顺桨功能故障

MA600螺旋桨系统设有自动顺桨功能，可以在飞机处于起飞状态时（功率状态盒置于起飞/复飞位、两个功率杆角度都大于63°、两台发动机扭矩都大于45%），如果一台发动机突然出现故障（扭矩低于22%），就使故障发动机的桨叶自动顺桨以减少迎面气流阻力，同时将正常工作发动机的扭矩提高10%，保证飞机能够单发安全起飞。自动顺桨功能常出现的故障有无法自动顺桨、意外自动顺桨、自动顺桨准备灯不亮等。由于自动顺桨功能是通过电气控制来实现，所以出现上述故障时，确定人工顺桨能够正常工作后就可以从功率状态控制盒、扭矩传感器和自动顺桨控制装置（AFU）等与自动顺桨相关联的主要部件入手进行排故。

（1）检查功率状态控制盒。功率状态控制盒置于起飞/复飞位是自动顺桨处于准备状态的必要条件，如果控制盒的起飞/复飞线路出现问题必然会导致无法自动顺桨和自动顺桨准备灯不亮。（2）检查1号扭矩传感器及其线路。MA600发动机的1号扭矩传感器为自动顺桨系统提供所需的发动机扭矩参数。起飞时两台发动机扭矩都大于45%和一台发动机故障时扭矩低于22%是判断是否要执行自动顺桨的重要必要条件。所以出现故障时需要重点检查扭矩传感器及相关线路的导通性，特别是传感器和AFU上的插针、插座孔是否有污染或者磨损。（3）更换AFU。AFU是自动顺桨系统的中枢控制组件，当确定功率状态控制盒、扭矩传感器和线路没有问题时可以更换AFU来进行排故。

另外需要注意的是在出现自动顺桨准备灯不亮的故障时，应首先排除准备指示灯的因素，避免把最简单的故障复杂化。

3 结束语

从以上四个典型故障的分析中不难看出MA600螺旋桨系统的故障具有原因不易判定、排除过程繁杂的特点，而且系统的关键部件都很难拆装，更增加了排故的难度。所以要求维修人员有扎实的理论功底，能够依据维修经验进行精准的分析，最大程度的提高排故效率。安装PCU、传输管等关键部件时，一定要落实互检制度，杜绝人为差错。在日常维护中要留意螺旋桨的声音和工作参数的异常变化，及时发现并排除隐患，避免事故的发生。

参考文献：

[1]付尧明.燃气涡轮发动机[M].清华大学出版社，2006.

[2]MA600飞机维护手册[Z].中航工业西安飞机工业有限责任公司，2014.

[3]MA600飞机排故手册[Z].中航工业西安飞机工业有限责任公司，2013.