飛機過熱故障分析

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飛機液壓油箱過熱故障分析
2020.01.07

故障概況: 

2018年11月30日,某320飛機航前出現藍系統液壓油箱過熱警告信息。複位後信息消失,從C檢飛機串藍系統油箱溫度傳感器更換,測試正常。

12月3日,航後下客後出現藍系統液壓油箱過熱警告信息,檢查頭頂闆電門FAULT燈未亮。通過AIDS讀取溫度傳感器數據為110℃。重裝溫度傳感器插頭後變為25℃,信息消失。清潔插頭,測量藍系統溫度傳感器阻值正常,訂件電插頭。

12月9日監控有藍液壓油箱過熱信息,短停調用AIDS系統數據查詢029.1.172.11顯示59°C,029.2.172.11顯示30°C。對調SDAC1和SDAC2後顯示一緻。

航後更換藍系統溫度傳感器電插頭插釘,故障排除。

系統原理:

飛機的三個液壓系統通過各個系統位于低壓油濾出口處的溫度傳感器來監控整個液壓系統的溫度,各個系統的溫度傳感器件号相同可互換。

每個溫度傳感器都由兩個溫度探測器和一個過熱電門構成,其中兩個溫度探測器将探測到的溫度信号轉換成模拟信号,經由SDAC 1和SDAC 2将此信号發送到下ECAM和FWC。當探測器探測油箱溫度大于92.8℃時,OVHT故障旗顯示在下ECAM液壓SD頁面,當溫度探測器感受到溫度超過98℃,而溫度電門沒閉合時,FWC就會發出ECAM警告。

液壓油箱過熱電門将探測到的溫度信号轉換成離散信号發送給SDAC 1和2及液壓系統面闆40VU,并由SDAC 1和SDAC 2将此信号發送到FWC。當過熱電門探測到油箱溫度大于95℃時,過熱電門接通,頭頂闆液壓面闆相應的FAULT燈亮,上ECAM顯示“HYD (G/Y/B) RSVR OVHT”,當溫度低于88.4℃時,過熱電門重置。 


故障分析:

真假警告比燈旗判斷邏輯:

由第二部分分析可知,液壓SD頁面的OVHT故障旗由溫度探測器觸發,頭頂闆液壓面闆的FAULT燈由過熱電門觸發,通過比對産生油箱過熱警告時故障旗和FAULT燈的狀态,可以初步對經警告信息進行判斷。

如果出現ECAM警告時,SD頁面OVHT故障旗出現,但是液壓頭頂闆上相應的FAULT燈沒有點亮,則可知道溫度傳感器中的過熱電門沒有接通,溫度探測器可能存在誤報情況。

此次飛機出現的藍系統過熱警告中,頭頂闆電門FAULT燈未亮,後續檢查也确認藍系統并未超溫。

同理,如果出現ECAM警告時,液壓頭頂闆上的FAULT燈亮,但是液壓SD頁面沒有出現琥珀色OVHT故障旗,可知溫度傳感器中過熱電門已經接通,但是溫度探測器并未探測到高溫,過熱電門可能存在誤接通的情況。

運用AIDS數據确認:

通過比對FAULT燈及OVHT故障旗進行初步判斷後,可利用AIDS系統調取液壓油箱實時溫度以幫助我們進一步确認過熱的真假。

MCDU進入AIDS界面,在CALL UP PARAM LAB選項中輸入相應的數據代碼,可以獲得相應的溫度數據,其中每個系統的溫度傳感器中的兩個溫度探測器各給一個SDAC提供一個溫度數據。

其中綠系統的數據代碼為029/1/172/01和029/2/172/01;黃系統的數據代碼為029/1/172/10和029/2/172/10;藍系統的數據代碼為029/1/172/11和029/2/172/11。

以圖4一例系統數據為例,SDAC2讀取的黃系統液壓油溫度值(二進制),從左到右顯示的是28到11字節:000110010000000000,由圖3我們可知該數據最低有效位是21位,有效位數是8位。從21位取8位至28位為:00011001,将其轉化為10進制後為25。可知該SDAC2讀取到的黃系統事實溫度為25°C。除此之外,也可在輸入數據代碼時在末尾加上“/8”(有效位數),系統會直接顯示轉換後的十進制數據。

此次故障中12月9日藍系統讀取的兩個溫度相差29°C,為一起典型的溫度監控系統錯誤導緻的虛假過熱警告。

除了使用MCDU調取數據外,還可在地面利用AGS譯碼軟件對相關數據進行譯碼,當發現也有油箱溫度有異常突變時,也可初步判斷監控或觀察到的過熱警告是否為虛假警告。

以圖5的一例譯碼數據為例,黃系統溫度由41°C突變至255°C,基本可以判定為虛假的過熱警告。

真實過熱原因及處理:

ECAM 警告出現時,如果SD頁面的OVHT故障旗和頭頂闆的FAULT燈同時點亮,則液壓系統超溫可能性較大。此時需要通過AIDS數據進行溫度确認,并過對各個相關舵面作動5分鐘後用紅外溫度計測量油液溫度,通過超聲波儀器進行内漏判斷,檢查是否有異常聲響。根據具體情況檢查更換油濾、單向活門及EDP等部件。

 ISI 29.00.00023可知,之前曾發生多起單向活門3083GM内部疲勞受損,導緻黃系統液壓電動泵回流,最終導緻電動泵受損,黃系統超溫的現象,随後發布的SB A320291097引入了可靠性更高的單向活門(P/N:ZCV63-6-7)。當發生黃系統真實超溫時,可重點觀察該區域及電動泵是否存在異響。 

黃電動泵持續工作導緻過熱:

在飛機短停期間時,會偶有“HYD Y RSVR OVHT”的真實超溫警告,其多數是由于黃系統電動泵不正常持續工作造成的,該情況多發生于地面貨艙門操作期間。


圖表5

正常情況下,當飛機落地後,LGCIU2給出地信号至12GB繼電器,12GB繼電器吸合(圖中綠線)。當LGCIU2接收到來自鎖臨近電門5MJ/12MJ和人工選擇手柄2501MJ/2504MJ中臨近電門的信号時,給出控制信号至繼電器6MJ,使得6MJ吸合(圖中紅線)。6MJ吸合後,A1A2釘導通,使得三相電接入電動泵,電動泵開始工作(圖中黃線)。同時電人工選擇活門2500MJ電磁線圈通電,使得液壓油進入貨艙門液壓系統(圖中藍線)。

正常情況下6MJ在斷路條件下延時10S斷開,當電動泵持續工作時,可能是6MJ其中的線圈故障不能斷開,或者是A1A2觸點粘連。地面可通過拔開1MJ跳開關,觀察電動泵是否停止工作,若電動泵在拔開跳開關後依然工作,則說明6MJ繼電器存在問題。

若是電動泵在某一貨艙門解鎖後一直工作,關緊後正常,且伴随另一個貨艙門無法作動的情況。同時拔開11MJ跳開關後電動泵能10S停止,複位後繼續工作的。則多是由于一貨艙人工選擇活門始終給LGCIU2信号,使得另一人工選擇活門信号被抑制,且6MJ持續收到LGCIU2的控制信号所緻。此時可檢查人工選擇手柄是否處在NEUTRAL位,視情更換人工選擇活門或其臨近電門。

線路電磁幹擾:

空客SB A320-31-1483介紹了一種線路電磁輻射導緻虛假超溫警告的情況:三個液壓油箱的溫度傳感器到SDAC的線路跟發電機的電流互感器及着陸燈的線路捆紮在一起(2020VB線束),因此可能會受到這些線路作動時電磁輻射的影響,導緻出現虛假的液壓油箱超溫的警告。

SB通過将傳送給SDAC的單芯無屏蔽線路替換為雙芯扭曲的帶屏蔽線路,可消除此類虛假故障,由于改裝費用昂貴,工作量較大,結合可靠性數據分析,南航機隊目前評估不執行此改裝。

通過詢問機組或AGS譯碼了解出現超溫警告時着陸燈的操作狀态,重複操作着陸燈驗證,可隔離此類特定虛假超溫故障。

總結:

當航前或飛機冷機啟動後出現“HYD (G/Y/B) RSVR OVHT”警告時,此時液壓系統長時間未被使用,多為假警告,可嘗試拔跳開關複位SDAC1和2消除警告。

當短停和航後期間出現HYD Y RSVR OVHT”警告時,可先檢查黃系統電動泵是否持續工作,如電動泵持續工作,則參考上文排故。如未持續工作則多為假警告,另外兩個液壓系統在此期間的過熱警告也多為假警告,都可嘗試拔跳開關複位SDAC1和2消除警告。

當飛行中或發動機啟動後出現“HYD (G/Y/B) RSVR OVHT”警告時,需要通過機組了解SD

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