某型運輸機油門操縱系統間歇性機械卡滯故障分析與排除

孟軍紅 王代軍

摘要：某型運輸機的機械式油門操縱系統出現間歇性機械卡滯，該故障隱蔽性較強，故障復現困難，發生前無征兆，影響了飛機交付和外場飛行。最終在某架飛機交付時捕捉到故障，保留現場，找出卡滯原因，消除了隱患。本文對排故過程進行總結，提出了該故障的外場排故建議和維護措施。

關鍵詞：機械油門；間歇性；卡滯

Keywords：mechanical throttle；intermittent；jamming

0 引言

某型運輸機的油門操縱系統為機械式，由飛機部分和發動機部分組成，飛機部分主要組成有油門臺、軟軸、油門傳動比變換裝置和聯軸器，發動機部分主要組成有油門反推主動滑輪、鋼索、拉桿、燃調、反平行四邊形機構、發動機燃調、分配活門和反推連鎖機構[1]。整個系統為一套機械串聯線系（見圖1），能同時控制發動機的正推力和反推。

1 初次故障

1.1 故障現象

2018年8月17日，一架該型飛機降落時，操縱1發和4發油門桿，反推正常打開；繼續操縱油門桿，1發反推正常增加至最大反推力，4發油門桿增大到一定角度后不能繼續拉動至最大反推力狀態，表現為油門桿卡滯。

1.2 現場排故

飛機停穩后，發動機關車，接通地面反推液壓，操作4發油門桿，反推打開，但油門桿增大到一定角度后不能繼續，故障復現。從反平行四邊形機構處斷開拉桿后操作4發油門桿，能正常操作至最大反推；從斷開的反平行四邊形機構處推拉拉桿，反推也能至最大反推。重新連接反平行四邊形機構拉桿，反推正常打開至最大反推狀態，故障消失。

1.3 故障分析

經過分析，認為卡滯的可能原因如下。

1）發動機本體操縱系統存在運動死點。發動機供應商分析后認為可能性極低，基本可以排除。

2）有外物進入操縱系統，導致卡滯。操縱系統飛機部分為內封閉形式，外物很難進入，發動機本體操縱系統排故和檢查時沒有發現外物或外物卡滯留下的痕跡，基本可以排除。

3）操縱系統內部組件異常，導致卡滯。對操縱系統飛機部分進行分解檢查，基本可以排除。發動機部分進行外觀檢查，未發現異常。

1.4 保障措施

故障發生后數天在地面連續操作4發反推，故障沒有復現。為了保障飛行安全，對操縱系統飛機部分組件進行了更換，發動機部分按照發動機出廠要求進行檢查和調整。

2 第二次故障

2.1 故障現象

2020年7月27日，該型飛機一架新機在制造廠試飛站地面試車后，檢查反推力裝置，各系統正常。7月29日早晨準備地面試車前，檢查發現1發油門桿不能推動，油門桿表現為卡滯，隨后打開短艙，搖曳發動機上的燃調和拉桿，再次檢查，故障消失。當天下午排故中多次嘗試，故障沒有復現，對整個操縱系統進行檢查，未見異常。后續一個多月的使用中系統正常。9月8日地面試車時，故障再次出現。

2.2 現場排故

根據之前的排故經驗，要求保留故障現場，制定排故措施。通過技術嫻熟的技師“輕輕”地從聯軸器處斷開操縱系統上飛機與發動機的連接，輕輕推拉油門桿，運動暢通無卡滯。嘗試慢慢轉動發動機上的油門反推主動滑輪，以檢查發動機本體操縱系統，主動滑輪不能轉動；慢慢增大操縱力超過正常值，主動滑輪從不能轉動表現為卡滯，由此確認是發動機本體操縱系統卡滯。然后從反平行四邊形機構的拉桿處“輕輕”斷開，輕輕轉動油門反推主動滑輪，操縱正常，而從拉桿處推拉時，不能推動。對上述過程逐步分解，最終確認反推連鎖機構卡滯。更換反推連鎖機構，故障消除。

2.3 反推連鎖機構卡滯的原因

反推連鎖機構的故障件返廠后，對其進行分解檢查，確認反推連鎖機構的兩個軸承卡滯，如圖2所示。

拆除軸承的防塵蓋，如圖3所示，軸承充斥大量泥塊狀潤滑劑，呈現黃褐色，無法看出保持架與鋼球金屬表面。將泥塊狀潤滑劑取出觀察，發現已明顯稠化和固化，即已經變質。進一步放大觀察到很多黃褐色銹渣，表明軸承已經生銹。

軸承卡滯的原因是軸承防塵蓋封嚴不嚴，水等腐蝕介質浸入，導致潤滑劑失效，軸承生銹（見圖4），銹渣阻塞間隙，造成軸承卡滯。

2.4 卡滯間歇性的原因

由于軸承的潤滑劑為軟性材質，當施加一個較大的操縱力轉動軸承時，潤滑劑與鐵銹擠壓，形成新的運動軌跡，不會徹底卡死，軸承可以繼續“正常”工作，特別是故障消失后連續檢查時，故障更不易復現。但經過一定時間的停放后，水等腐蝕介質再次浸入，故障就會復現。

2.5 潤滑脂的有效性分析

該軸承使用的潤滑脂是7016-1，潤滑脂有兩個重要指標：時效硬化和抗水性。時效硬化指潤滑脂的稠度隨存儲時間增加而增加的現象；抗水性指潤滑脂抵抗從軸承中沖洗掉的能力、抵抗因吸收水分而使其結構破壞的能力，以及防止有水存在時金屬表面腐蝕的能力。根據7016-1潤滑脂標準[2]，潤滑脂應具有“良好的抗水性能，允許軸承在潮濕環境下工作”的能力。咨詢潤滑脂供應商，回復“潮濕”環境不等同于“見水”，該潤滑脂見水后很容易變質，喪失防腐蝕和潤滑的作用。該型飛機外場時不進機庫，當飛機出廠淋雨試驗和大雨時，發動機短艙會積水，由于反推連鎖機構的位置較低，如軸承蓋封嚴存在問題，軸承就會進水。

7016-1潤滑脂的貯存期為5年，而使用有效期的定義標準廠商未提供，主要根據使用環境由用戶自己確定。反推連鎖機構的軸承涂抹潤滑脂是在工廠部件安裝時進行的，假設此時潤滑脂已在工廠貯存1～2年，而發動機出廠到用戶使用大約需1.5年，同時發動機的貯存期為5年，假設發動機安裝至飛機上時已經貯存1～3年，則飛機交付客戶時潤滑脂平均已經使用3.5～7.5年，最長時可達10年。因此，若發動機在外場繼續使用5年，很難保證潤滑脂有效，必須選擇合適時機為反推連鎖機構重新涂抹潤滑脂。2.6 小結

1）因該類卡滯故障現象消失后，地面很難復現，現場一定要保留“故障”狀態；

2）排故時，制定合理排故方案和注意事項，拆卸時一定要“輕”，防止拆卸時破壞故障現場。

3 預防措施

1）發動機制造商廠應加強對反推連鎖機構軸承及防塵蓋的廠內檢查；

2）增加外場維護程序，在維修手冊的定期維護第十七項“檢查發動機操縱系統/c）反推位置的檢查”中[3]，增加“反推連鎖機構操縱靈活性和操縱力檢查”；

3）定期涂抹7016-1潤滑脂，當發動機貯存期超過3年或外場使用每隔1.5年，應拆下反推連鎖機構，打開軸承，重新涂抹7016-1潤滑脂。

參考文獻

[1] 某型發動機技術說明書[Z].成都：國營第四二○廠，2015.

[2] Q/SH303 119-2004《7016-1 高低溫潤滑脂》[S].中國石化企業標準，2004.

[3] 某型發動機技術維修手冊[Z].成都：國營第四二○廠，2015.