某型直升机飞行过程中发动机转速异常下降故障研究

摘要：某型直升机飞行过程中出现“左发限温接通”灯自动燃亮同时左发动机转速下降约8%左右的故障，通过原理分析及试验验证，对故障进行了定位，排除了电子调节器故障、机上相关线路或发动机性能故障的可能，将故障锁定在温度调节器上，进一步分析确定了产品故障的原因，并对分析结果进行了试验验证。

关键词：直升机；发动机转速；故障分析

Keywords：helicopter；engine rotational speed；fault analysis

1 故障情况及初步判断

某型直升机飞行过程中“左发限温接通”灯自动燃亮，同时左发动机转速下降约8%左右，随即返回本场降落、关车。

直升机返场后，对产生此故障的可能原因进行了分析，初步确定可能原因为：左发电子调节器故障、左发温度调节器故障、机上相关线路故障或左发动机性能故障。随后对可能的原因开展了相关检查、验证工作。

2 故障定位情况

2.1 地面试车检查情况

1）第一次试车

第一次试车约40min。检查发动机各状态工作情况，未见异常，故障未复现。期间，左发限温检查8次，左发单发极限检查5次，限温检查地面测试為815℃，低于地面测试标准规定值820℃～850℃，限温检查数据偏移。

2）第二次试车

第二次试车约60min，试车过程中关闭左发电调。在起动过程中，“左发限温接通”灯自动燃亮，持续时间约3s，左发温度限制非正常接通，左发燃气温度指示400℃左右，左发转速约30%左右。试车至40min时，将燃气温度调整至830℃左右，按压“左发限温接通”检查按钮，检查正常。松开按钮后，“左发限温接通”灯未熄灭，左发转速急剧下降约8%，约2～3s后转速恢复。后续试车过程中“左发限温接通”灯自动燃亮，左发温度限制非正常接通，左发转速下降故障现象频繁出现9次，故障复现。

3）第三次试车

第三次试车时间约30min，试车过程中关闭左发电调。起动过程中“左发限温接通”灯燃亮持续约20s左右，左发温度限制非正常接通，左发燃气温度指示400℃左右，左发转速约30%左右。在慢车状态及后续试车过程中“左发限温接通”灯自动燃亮，左发温度限制非正常接通，左发转速下降故障现象频繁出现约10余次，故障复现。在试车过程的同时，对发动机热电偶输出至温度调节器接线处进行监控，最高电压约为35mV（对应燃气温度约850℃），未发现突变现象。

4）第四次试车

第四次试车，将左右发动机温度调节器对调。试车时间约26min。在右发燃气温度指示840℃左右时按压“右发限温接通”检查按钮，“右发限温接通”灯燃亮，同时右发燃气温度下降至820℃左右，右发转速摆动约2%。正常情况下转速不会出现摆动，此现象共出现两次。

由于在第二次和第三次试车时关闭了电调但故障仍然出现，第三次试车时对输入温度调节器的热电偶信号进行了监控，出现故障时热电偶输出信号仍然稳定，因此初步排除左发电子调节器和左发动机热电偶故障的可能。第四次试车时对调了左右发动机的温度调节器，限温检查数据偏移现象转移到右发，因此判定机上线路无故障。

2.2 飞参判读检查情况

为了更准确地判断故障现象，对飞参进行了判读。

1）直升机飞行过程中

经判读飞参，直升机飞行过程中左发转速下降现象共出现12次，其中，左发转速与右发转速相差最大约9.31%，平均相差约4%～5%，与飞行机组人员反映情况一致。

2）地面试车检查中

经判读飞参，在直升机地面试车期间，左发转速下降现象同样出现，其中左发转速与右发转速相差最大约8%，平均相差约3%～4%，与飞行过程中的现象一致。

2.3 故障件检查情况

1）故障检查

通过试车检查情况分析，判断造成左发转速下降最大的可能是左发温度调节器故障，因此，在试验台上对该温度调节器进行通电检查。基本状态的调节电压不稳定且变化较大，指针大幅度摆动，无法正常读数。冷端温度补偿误差同样不稳定，每次试验数值不同且相差较大。

2）故障定位

经分解检查，产品内部可视部分无烧焦、断线等明显故障。进一步敲击产品内部各区域，当敲击内部电路板靠近热电势接线柱区域时，故障现象最明显，试验器指针左右摆动明显。仔细检查发现，该区域基准电压模块有焊接痕迹，且焊点不规范，如图1所示。轻轻触碰该模块，试验器指针摆动较明显，初步判断故障是由该模块虚焊造成的。

为确认故障，借用X射线透视设备对该产品疑似故障部位进行检查，在基准电压模块焊接处发现焊接不良的焊点，具体现象为锡盘分布不均匀、某些角度有透光、原焊点与后续修理中补焊的焊点未完全融合，如图2所示。

3 总结

对温度调节器基准电压模块重新焊接后，经试验台通电检查，产品性能正常。将该温度调节器装机进行地面通电检查，工作正常。经过4次地面试车，工作约3h，检查发动机数据正常，故障现象消除。

通过地面故障复现试车检查及故障件分解试验检查，结合飞参判读情况，分析产生此次故障的原因为左发温度调节器工作不稳定，工作过程中左发温度限制非正常接通，使发动机执行机构工作放油，导致左发动机转速下降。而温度调节器的故障原因为基准电压模块焊接处存在虚焊，导致元器件与电路板连接不稳定。

作者简介

董宝君，工程师，研究方向：电子信息工程。