某型飛機(jī)警示系統(tǒng)空中告警故障分析

肖海波

【摘 要】組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)用于飛機(jī)電源系統(tǒng)，其作用是保證向機(jī)上電路提供所需頻率穩(wěn)定的三相交流電。由恒速傳動(dòng)裝置和交流發(fā)電機(jī)兩部分組成。在使用過(guò)程中，多次出現(xiàn)打印“左（右）發(fā)電機(jī)故障”、打印“斷開(kāi)恒裝”故障，故障原因難以確定。為了給今后排故提供參考，本文將從飛機(jī)電源系統(tǒng)、組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)主要結(jié)構(gòu)和基本工作原理等方面對(duì)此類(lèi)故障進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵字】組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)；故障；分析

中圖分類(lèi)號(hào)： V267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）32-0033-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.32.014

【Abstract】The IDG is used in the power system on the plane，ensure that the circuit is provided with the stabilized frequency three-phase alternating current.It is composed of constant speed transmission and alternator.In the process of use，the“l(fā)eft（right）generator fault”and the“disconnected constant speed transmission” fault appear several times，and the fault reason is difficult to determine.In order to provide references for troubleshooting， this paper will analyze the faults from the aspects of aircraft power system，main structure and basic working principle of IDG.

【Key words】IDG； Fault； Analysis

0 概述

該型組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)用于飛機(jī)電源系統(tǒng)，近年故障現(xiàn)象頻發(fā)，據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2015年1月至12月的一年時(shí)間，電源系統(tǒng)出現(xiàn)各類(lèi)故障現(xiàn)象13起，其中：組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)殼體漏油1起、缺相1起、警示系統(tǒng)打印“斷開(kāi)恒裝”11起，電源系統(tǒng)故障已經(jīng)嚴(yán)重影響到飛機(jī)完好率，開(kāi)展組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)故障分析，找準(zhǔn)故障點(diǎn)顯得非常重要。

1 故障情況

在組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)的使用過(guò)程中，主要故障現(xiàn)象有：滑油系統(tǒng)污染、外部滲漏、電源缺相、警示系統(tǒng)打印“左（右）發(fā)電機(jī)故障”和“斷開(kāi)恒裝”故障。

其中：滑油系統(tǒng)污染，通過(guò)分解過(guò)濾器進(jìn)行檢查，容易分析故障原因和進(jìn)行故障定位；外部漏油，通過(guò)外觀檢查易于判斷故障點(diǎn)；缺相，通過(guò)測(cè)量交流發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈阻值，容易分析和故障定位，且此類(lèi)故障率?。痪鞠到y(tǒng)打印“左（右）發(fā)電機(jī)故障”和 “斷開(kāi)恒裝”故障率高，屬系統(tǒng)性故障，且原因復(fù)雜，故障定位困難，本文僅對(duì)警示系統(tǒng)打印“左（右）發(fā)電機(jī)故障”和 “斷開(kāi)恒裝”的故障原因進(jìn)行詳細(xì)分析。

2 電源系統(tǒng)原理分析

2.1 組合發(fā)電機(jī)工作原理（圖1）

組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)由恒速傳動(dòng)裝置和交流電機(jī)兩部分組成，恒速傳動(dòng)裝置由差動(dòng)機(jī)構(gòu)、離心調(diào)節(jié)器、泵馬達(dá)、壓力信號(hào)器、組合泵、速度傳感器、溫度傳感

器等組成，其中差動(dòng)機(jī)構(gòu)、離心調(diào)節(jié)器、泵馬達(dá)組成轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，保證向交流發(fā)電機(jī)輸出恒定的轉(zhuǎn)速，用于交流發(fā)電機(jī)發(fā)出頻率穩(wěn)定的三相交流電源；組合泵用于向組合發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力，保證轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常工作和系統(tǒng)的潤(rùn)滑、冷卻；離心調(diào)節(jié)器用于感受恒裝輸出的轉(zhuǎn)速，向調(diào)速系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，泵馬達(dá)部件形成轉(zhuǎn)速補(bǔ)償，差動(dòng)機(jī)構(gòu)將補(bǔ)償轉(zhuǎn)速與輸入轉(zhuǎn)速進(jìn)行矢量疊加后，向交流發(fā)電機(jī)輸出恒定的轉(zhuǎn)速，保證發(fā)電機(jī)正常工作。壓力信號(hào)器用于感受滑油系統(tǒng)的壓力，當(dāng)系統(tǒng)壓力低于0.9MPa時(shí)，向飛機(jī)發(fā)出滑油壓力低的信號(hào)，提醒飛行員恒裝有故障，需斷開(kāi)恒裝；速度傳感器用于當(dāng)恒裝故障，輸給交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速超過(guò)規(guī)定時(shí)，向控保器提供信號(hào)，斷開(kāi)恒裝，停止發(fā)電機(jī)的工作，保護(hù)發(fā)電機(jī)的進(jìn)一步的損壞。溫度傳感器用于在系統(tǒng)故障，滑油溫度高于規(guī)定時(shí)，接通恒裝脫開(kāi)機(jī)構(gòu)工作電源，斷開(kāi)恒裝，發(fā)電機(jī)停止工作。

2.2 飛機(jī)交流電源系統(tǒng)原理（圖2）

飛機(jī)交流電源系統(tǒng)工作原理如圖2所示，從原理圖分析，組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)上壓力信號(hào)器、溫度傳感器、速度傳感器與飛機(jī)電源控制系統(tǒng)相連，斷開(kāi)恒裝由控保器控制，溫度信號(hào)器可直接斷開(kāi)恒裝。

3 故障分析及定位

3.1 主要故障模式

斷開(kāi)恒裝故障現(xiàn)象主要分為兩類(lèi)：一是警示系統(tǒng)打印“左（右）交流發(fā)電機(jī)故障”；二是警示系統(tǒng)打印“斷開(kāi)恒裝”。其中警示系統(tǒng)打印“斷開(kāi)恒裝”故障率達(dá)到84%。

警示系統(tǒng)打印”斷開(kāi)恒裝”也有兩種故障形式：一是組合發(fā)電機(jī)斷開(kāi)恒裝，即已經(jīng)斷開(kāi)，恒裝停止工作，發(fā)電機(jī)不再向飛機(jī)電源系統(tǒng)供電；二是只有斷開(kāi)信號(hào)，發(fā)電機(jī)脫開(kāi)機(jī)構(gòu)未工作，恒裝未斷開(kāi)，發(fā)電機(jī)正常供電，提醒飛行員手動(dòng)斷開(kāi)。從目前故障統(tǒng)計(jì)，只有斷開(kāi)信號(hào)，恒裝未斷開(kāi)的故障，為主要故障現(xiàn)象。

3.2 故障機(jī)理分析

3.2.1 警示系統(tǒng)打印“左（右）發(fā)電機(jī)故障”分析

（1） 組合發(fā)電機(jī)滑油過(guò)熱時(shí)溫度信號(hào)器試溫棒熔化，溫度信號(hào)器接通，電源通過(guò)發(fā)電機(jī)2號(hào)插銷(xiāo)（見(jiàn)圖2）、滑油溫度傳感器將電流直接輸送至恒裝脫開(kāi)機(jī)構(gòu)電磁鐵，電磁鐵吸合，脫開(kāi)機(jī)構(gòu)工作，將恒裝脫開(kāi)，發(fā)電機(jī)停止工作，停止向飛機(jī)電源系統(tǒng)發(fā)電，此時(shí)，座艙通用信號(hào)盤(pán)上出現(xiàn)“左（右）交流發(fā)電機(jī)故障”信號(hào)。

（2） 組合泵蓋斷裂或組合泵的傳動(dòng)花鍵軸扭斷等原因造成組合泵不能向轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)供壓，恒裝調(diào)節(jié)系統(tǒng)無(wú)法調(diào)節(jié)輸出給交流發(fā)電機(jī)的恒定的工作轉(zhuǎn)速；發(fā)電機(jī)不能正常發(fā)電，速度傳感器通過(guò)發(fā)電機(jī)2號(hào)插銷(xiāo)9、10和設(shè)備架1號(hào)插銷(xiāo)11、12觸點(diǎn)向控保器輸出異常頻率信號(hào)（見(jiàn)圖2），控保器通過(guò)設(shè)備架1號(hào)插銷(xiāo)30觸點(diǎn)向恒裝脫開(kāi)機(jī)構(gòu)發(fā)出斷開(kāi)恒裝的電信號(hào)，脫開(kāi)機(jī)構(gòu)電磁鐵工作，脫開(kāi)恒裝，發(fā)電機(jī)停止向飛機(jī)電源系統(tǒng)供電，同時(shí)，警示系統(tǒng)輸出信號(hào)，座艙通用信號(hào)盤(pán)上顯示“左（右）交流發(fā)電機(jī)故障”。

（3）控保器故障：控保器在沒(méi)有外來(lái)故障信號(hào)時(shí)，通過(guò)設(shè)備架1號(hào)插銷(xiāo)30觸點(diǎn)向恒裝脫開(kāi)機(jī)構(gòu)發(fā)出脫開(kāi)恒裝信號(hào)（見(jiàn)圖2），恒裝脫開(kāi)，發(fā)電機(jī)停止向飛機(jī)電源系統(tǒng)供電，同時(shí)，警示系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，座艙通用信號(hào)盤(pán)上顯示“左（右）交流發(fā)電機(jī)故障”。

（4）發(fā)電機(jī)出現(xiàn)超超頻故障：發(fā)電機(jī)輸出的頻率出現(xiàn)超超頻時(shí)，通過(guò)設(shè)備架1號(hào)插銷(xiāo)30觸點(diǎn)控保器向發(fā)電機(jī)脫開(kāi)機(jī)構(gòu)發(fā)出斷開(kāi)恒裝信號(hào)，斷開(kāi)恒裝，停止向飛機(jī)電源系統(tǒng)供電，警示系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，座艙通用信號(hào)盤(pán)上出現(xiàn)“左（右）交流發(fā)電機(jī)故障”。

（5）警示系統(tǒng)故障：在沒(méi)有輸入故障信號(hào)的情況下，警示系統(tǒng)產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)，座艙通用信號(hào)盤(pán)上顯示“左（右）交流發(fā)電機(jī)故障”信號(hào)，此時(shí)，發(fā)電機(jī)正常向飛機(jī)電源系統(tǒng)供電。

（6）發(fā)電機(jī)速度傳感器屏蔽線(xiàn)破損、斷絲等故障，速度傳感器屏蔽因此受到飛機(jī)其它線(xiàn)路或電器的電磁干擾，產(chǎn)生誤信號(hào)，在發(fā)電機(jī)正常供電時(shí)，通過(guò)設(shè)備架1號(hào)插銷(xiāo)11、12觸點(diǎn)控保器接受到速度傳感器失真的信號(hào)（見(jiàn)圖2），致使控保器向恒裝脫開(kāi)機(jī)構(gòu)發(fā)出斷開(kāi)恒裝信號(hào)，發(fā)電機(jī)停止向飛機(jī)電源系統(tǒng)供電，警示系統(tǒng)發(fā)出“左（右）交流發(fā)電機(jī)故障”信號(hào)。

（7）速度傳感器故障：在發(fā)電機(jī)正常工作的情況下，由于速度傳感器故障，設(shè)備架1號(hào)插銷(xiāo)11、12觸點(diǎn)控保器收到速度傳感器錯(cuò)誤故障信號(hào)（見(jiàn)圖2），控保器向恒裝機(jī)脫開(kāi)機(jī)構(gòu)提供斷開(kāi)恒裝電壓，恒裝斷開(kāi)，發(fā)電機(jī)停止向飛機(jī)電源系統(tǒng)供電，警示系統(tǒng)發(fā)出故障信號(hào)，座艙通用信號(hào)盤(pán)上顯示“左（右）交流發(fā)電機(jī)故障”。

（8）發(fā)電機(jī)頻率或電壓出現(xiàn)異常

飛機(jī)電源系統(tǒng)配有保護(hù)和控制裝置，保證當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出的電壓超過(guò)允許范圍、發(fā)電機(jī)或其饋線(xiàn)內(nèi)發(fā)生短路、電壓不對(duì)稱(chēng)時(shí)，將發(fā)電機(jī)從機(jī)上電網(wǎng)斷開(kāi)。當(dāng)頻率急劇變化超過(guò)允許范圍時(shí)，保護(hù)和控制裝置除了發(fā)出將發(fā)電機(jī)從機(jī)上電網(wǎng)斷開(kāi)的信號(hào)外，還發(fā)出將組合發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)斷開(kāi)的信號(hào)，發(fā)電機(jī)恒裝自動(dòng)斷開(kāi)但不出現(xiàn)“斷開(kāi)恒裝”信號(hào)。當(dāng)發(fā)電機(jī)不工作時(shí)，輸出電壓加到發(fā)電機(jī)故障信號(hào)繼電器上，這些繼電器工作時(shí)將電壓送入警示系統(tǒng)和語(yǔ)音告警系統(tǒng)。如果在系統(tǒng)中沒(méi)有輸入優(yōu)先級(jí)更高的信號(hào)，則在座艙內(nèi)的通用信號(hào)盤(pán)上將出現(xiàn)“左（右）交流發(fā)電機(jī)故障”信號(hào)。如果兩臺(tái)傳動(dòng)發(fā)電機(jī)都與發(fā)動(dòng)機(jī)斷開(kāi)，則在座艙內(nèi)的通用信號(hào)盤(pán)上將出現(xiàn)“兩臺(tái)交流發(fā)電機(jī)故障”信號(hào)。

3.2.2 警示系統(tǒng)打印“斷開(kāi)恒裝”故障分析

（1）警示系統(tǒng)故障：在沒(méi)有外來(lái)故障信號(hào)的情況下，“警示系統(tǒng)”向綜合顯示系統(tǒng)輸入斷開(kāi)恒裝信號(hào)，綜合顯示系統(tǒng)顯示“斷開(kāi)恒裝”，此時(shí)，恒裝沒(méi)有斷開(kāi)，發(fā)電機(jī)正常供電。

（2）壓力信號(hào)器內(nèi)部故障：在發(fā)電機(jī)系統(tǒng)壓力正常的情況下，壓力信號(hào)器接通電路，通過(guò)發(fā)電機(jī)2號(hào)插銷(xiāo)3、4觸點(diǎn)向警示系統(tǒng)發(fā)出斷開(kāi)恒裝電信號(hào)（見(jiàn)圖2），綜合顯示系統(tǒng)打印“斷開(kāi)恒裝”，此時(shí)，恒裝沒(méi)有斷開(kāi)，發(fā)電機(jī)正常供電。

（3）壓力信號(hào)器電纜或恒裝接頭絕緣性能不好，壓力信號(hào)器接通電路，通過(guò)發(fā)電機(jī)2號(hào)插銷(xiāo)3、4觸點(diǎn)向警示系統(tǒng)發(fā)出斷開(kāi)恒裝電信號(hào)（見(jiàn)圖2），此時(shí)，恒裝沒(méi)有斷開(kāi)，發(fā)電機(jī)正常供電。

（4）恒裝滑油系統(tǒng)污染，污染顆粒堵住了壓力信號(hào)器受壓口，致使壓力信號(hào)器不能正常感受到滑油壓力，導(dǎo)致壓力信號(hào)器接通電路，通過(guò)發(fā)電機(jī)2號(hào)插銷(xiāo)3、4觸點(diǎn)向警示系統(tǒng)發(fā)出斷開(kāi)恒裝電信號(hào)（見(jiàn)圖2），此時(shí)，恒裝沒(méi)有斷開(kāi)，發(fā)電機(jī)正常供電。

（5）恒裝或發(fā)電機(jī)故障，致使滑油壓力低于規(guī)定，壓力信號(hào)器工作，接通電路，通過(guò)發(fā)電機(jī)2號(hào)插銷(xiāo)3、4觸點(diǎn)向警示系統(tǒng)發(fā)出斷開(kāi)恒裝電信號(hào)（見(jiàn)圖2），此時(shí)，恒裝沒(méi)有斷開(kāi)，發(fā)電機(jī)正常供電。

（6）過(guò)濾器嚴(yán)重污染，過(guò)濾器后壓力降低，導(dǎo)致壓力信號(hào)器接通電路，通過(guò)發(fā)電機(jī)2號(hào)插銷(xiāo)3、4觸點(diǎn)向警示系統(tǒng)發(fā)出斷開(kāi)恒裝電信號(hào)（見(jiàn)圖2），此時(shí)，恒裝沒(méi)有斷開(kāi)，發(fā)電機(jī)正常供電。

（7）由于裝配的問(wèn)題，組合發(fā)電機(jī)裝配時(shí)，膠圈切斷或切邊，內(nèi)部大量漏油，系統(tǒng)壓力降低，壓力信號(hào)器接通，導(dǎo)致壓力信號(hào)器接通電路，通過(guò)發(fā)電機(jī)2號(hào)插銷(xiāo)3、4觸點(diǎn)向警示系統(tǒng)發(fā)出斷開(kāi)恒裝電信號(hào)（見(jiàn)圖2），此時(shí)，恒裝沒(méi)有斷開(kāi)，發(fā)電機(jī)正常供電。

（8）飛機(jī)姿態(tài)變化，發(fā)電機(jī)組合泵吸油口不能及時(shí)吸油，致使組合泵注油壓力瞬間降低，壓力信號(hào)器瞬間接通，座艙通用信號(hào)盤(pán)上出現(xiàn)瞬間警示系統(tǒng)打印“斷開(kāi)恒裝”信號(hào)。

4 預(yù)防措施

4.1 防止人為差錯(cuò)

加強(qiáng)操作人員的技能培訓(xùn)，減少在修理和裝配過(guò)程中人為差錯(cuò)的發(fā)生。

4.2 壓力信號(hào)器的修理

加強(qiáng)壓力信號(hào)器的修理深度，確保壓力信號(hào)器質(zhì)量可靠。

4.3 污染度的控制

加強(qiáng)注油濾濾芯的清洗和檢查力度，保證注油濾濾芯的清潔度符合要求；在修理的各環(huán)節(jié)建立相應(yīng)的防污染措施；加強(qiáng)油液污染度檢查。

4.4 速度傳感器的修理

加強(qiáng)速度傳感器外觀狀態(tài)檢查和試驗(yàn)性能檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和更換性能不穩(wěn)定的速度傳感，保證速度傳感不產(chǎn)生誤信號(hào)。

4.5 增加無(wú)損檢測(cè)手段

將組合泵蓋斷裂和傳動(dòng)花鍵軸列為固定探傷項(xiàng)目。防止因裂紋產(chǎn)生斷裂而導(dǎo)致故障的發(fā)生。

5 結(jié)論

綜上所述，通過(guò)加強(qiáng)對(duì)操作人員的技能培訓(xùn)，減少人為差錯(cuò)的發(fā)生；強(qiáng)化故障點(diǎn)的控制以及對(duì)壓力信號(hào)器的深化修理；控制好系統(tǒng)的污染度；確保不因組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)的修理質(zhì)量導(dǎo)致電源系統(tǒng)故障的發(fā)生。

6 致謝

對(duì)所有支持和幫助過(guò)我的各位領(lǐng)導(dǎo)和同仁表示忠心的感謝！

【參考文獻(xiàn)】

[1]張利平.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)[M].化學(xué)工業(yè)出版社.2015.

[2]朱其順.機(jī)械故障分析及應(yīng)對(duì)措施[J].礦業(yè)工程[J].2008-8，3（4）：46.

[3]劉亞雄，吉曉波，董乃峰.發(fā)電機(jī)故障分析方法研究[J].山西電力技術(shù)，1999-8，4：1-4.