AE300發(fā)動機(jī)ECU自檢和Wizard軟件故障診斷

摘要：AE300系列發(fā)動機(jī)是一款煤油壓燃式活塞發(fā)動機(jī)，具有電子發(fā)動機(jī)控制組件（EECU），ECU自檢則是對整個EECU系統(tǒng)的邏輯進(jìn)行自動控制，檢測其功能是否正常。本文通過分析ECU自檢的流程，同時讓機(jī)務(wù)維護(hù)人員掌握如何使用軟件對發(fā)動機(jī)信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：AE300;自檢;軟件;分析

0 ?引言

EECU屬于AE300發(fā)動機(jī)的核心部件，該部件直接決定發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣、燃油、螺旋槳轉(zhuǎn)速的正常控制。為了確保發(fā)動機(jī)能夠正常的進(jìn)行工作，無論是飛行前試車檢查還是航線維修、定檢維護(hù)工作后的地面試車，均要對ECU進(jìn)行自檢測試。本文以DA42NG飛機(jī)為例，分析ECU自檢原理并使用軟件對故障進(jìn)行分析。

1 ?ECU自檢分析

1.1 ECU自檢

ECU自檢是對整個發(fā)動機(jī)系統(tǒng)控制的檢查，分別檢查兩個ECU通道是否有故障，切換ECU通道時檢查燃油泵能夠切換并且正常運(yùn)作，同時模擬測試調(diào)速器功能，對螺旋槳的變距功能進(jìn)行檢查。

DA42NG飛機(jī)儀表面板左上角有兩個“ECU TEST”按鈕，分別控制對左、右發(fā)動機(jī)的ECU自檢，可以單臺發(fā)動機(jī)自檢，也可以兩臺發(fā)動機(jī)同時自檢。ECU自檢應(yīng)滿足以下條件：

①飛機(jī)處于地面狀態(tài)（空地電門接觸）。

②齒輪箱滑油溫度>35℃（綠區(qū)）。

③螺旋槳轉(zhuǎn)速=慢車轉(zhuǎn)速（DA42NG飛機(jī)為710±30RPM）。

④功率=慢車（功率桿處于慢車位置）。

⑤無錯誤警告。

⑥ECU開關(guān)處于“AUTO”位。

自檢時通過按壓按鈕并保持至測試結(jié)束。在此程序運(yùn)行過程中，PFD上會顯示ECU A FAIL和ECU B FAIL的黃色警告，ECU自動從ECU A切換至ECU B或從ECU B切換至ECU A，以系統(tǒng)選擇的當(dāng)前ECU通道為準(zhǔn)。ECU自動監(jiān)控螺旋槳轉(zhuǎn)速。當(dāng)ECU通道切換時，可能會出現(xiàn)發(fā)動機(jī)輕微振動，最終ECU切換還原初始通道。完成測試后兩個黃色警示熄滅且發(fā)動機(jī)正常運(yùn)行無變化。

出現(xiàn)以下狀況ECU自檢中斷。

①測試按鈕被松開。

②空地電門釋放超過1秒。

③功率桿移動超過5%功率的位置。

④EECU檢測到一個系統(tǒng)錯誤。

假如出現(xiàn)系統(tǒng)錯誤導(dǎo)致ECU自檢中斷，測試的當(dāng)前狀態(tài)會作為故障代碼儲存在故障代碼內(nèi)存（FCM）中，以幫助診斷為什么會終止測試。

1.2 ECU自檢時的注意事項(xiàng)

①如果L/R ECU A/B FAIL指示在測試過程中沒有點(diǎn)亮或在自檢中出現(xiàn)任何錯誤，說明發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，終止飛行。

②在測試過程中可能出現(xiàn)發(fā)動機(jī)抖動，這是因?yàn)镋CU通道切換時低壓泵也跟著切換，屬于正?，F(xiàn)象。

1.3 ECU自檢循環(huán)流程

ECU自檢的整個流程如圖1所示，顯示了所期望的事件、檢查和結(jié)果的順序，無狀態(tài)1。

2 ?Wizard軟件的使用和自檢故障診斷

2.1 Wizard軟件簡介

AE300發(fā)動機(jī)為了監(jiān)控發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)，同時需要對發(fā)動機(jī)故障進(jìn)行診斷，采用了AE 300 Wizard數(shù)據(jù)分析軟件，該軟件功能比較全面，適用于AE300系列發(fā)動機(jī)故障診斷，軟件的功能讓維護(hù)人員能夠更迅速的找出發(fā)動機(jī)存在的問題，在進(jìn)行排故工作和工程調(diào)查工作時能夠起到關(guān)鍵的作用。

目前Wizard 診斷工具擁有的功能包含：故障代碼記錄（DTC 代碼）、發(fā)動機(jī)統(tǒng)計數(shù)據(jù)、事件記錄器、數(shù)據(jù)日志、實(shí)時視圖、噴嘴數(shù)量及更改IQA 編碼和ECU 軟件升級。為了更好地實(shí)現(xiàn)診斷功能，可以在離線模式、維護(hù)模式和授權(quán)維護(hù)模式三種模式中任選一種進(jìn)行操作，ECU自檢信息和數(shù)據(jù)的分析都基于以上的功能。

2.2 故障代碼信息分析

ECU已知有三種故障類型：鎖存警告指示的故障（40種）;非鎖存警告指示的故障（112種）;無指示的故障（8種）。當(dāng)出現(xiàn)鎖存警告時，必需進(jìn)行排故和維修。如果ECU A或ECU B其中之一出現(xiàn)“real time clock failure”（DTC 1d06）故障，并伴隨故障類型提示“NPL： RTC-oscillator has stopped， time/date 00：00：00 2000-01-01 substituted”，則需在故障發(fā)現(xiàn)后的12個月內(nèi)更換該ECU組件。如果ECU A和ECU B都出現(xiàn)了“real time clock failure”（DTC 1d06）故障，且其中之一伴隨故障類型提示“NPL： RTC-oscillator has stopped， time/date 00：00：00 2000-01-01 substituted”，則需立即更換該ECU。

在ECU自檢中出現(xiàn)最多的故障為“螺旋槳自檢超時”，代碼分析以該故障為例，此故障為非鎖存故障，代碼1C01，但是維護(hù)人員因不清楚軟件中給出的信息，以至于在排故的過程中存在困難。連接ECU并打開Wizard軟件后，點(diǎn)擊故障代碼后可選擇故障詳情，可以獲得故障發(fā)生時的要參數(shù)，通過維護(hù)手冊或軟件指南可以代碼分析。

重要參數(shù)如下：

①第一次和最后一次發(fā)生的時間，可以精確到日、時、分、秒。

根據(jù)此項(xiàng)可以推斷故障發(fā)生的時間，同時讀取發(fā)動機(jī)ECU事件（EVENT）記錄可以了解本次為第一次發(fā)生還是以往已經(jīng)出現(xiàn)過多次故障。

②發(fā)生時的螺旋槳轉(zhuǎn)速和螺旋槳自檢內(nèi)部狀態(tài)（00-07）。

根據(jù)預(yù)期結(jié)果和螺旋槳轉(zhuǎn)速可以判斷螺旋槳轉(zhuǎn)速是否達(dá)到了目標(biāo)值，根據(jù)每個狀態(tài)下的所要達(dá)到的目標(biāo)轉(zhuǎn)速為準(zhǔn)。

③超時錯誤標(biāo)記。

超時錯誤標(biāo)記的排列為0-7的8位數(shù)字代碼，從右向左依次為0-7數(shù)位。0、1、2數(shù)位的可以變?yōu)椤?”，3-7數(shù)位只能為0，不能進(jìn)行變化，根據(jù)超時錯誤標(biāo)記“1”的顯示數(shù)位可以看出超時的原因。表1為0、1、2數(shù)位變?yōu)椤?”的代碼描述。

④自檢測試狀態(tài)。自檢測試狀態(tài)標(biāo)記的排列也是0-7的8位數(shù)字代碼，從右向左依次為0-7數(shù)位。ECU自檢會在位數(shù)0已經(jīng)設(shè)置到“1”時開始，位數(shù)2-7會將顯示單獨(dú)的測試條件，詳見ECU自檢循環(huán)流程，從中可以看出測試條件是否完全滿足要求。表2為0-7數(shù)位變化的代碼描述。

2.3 數(shù)據(jù)曲線分析

如果故障代碼信息分析沒有成功得出結(jié)論，可以使用Data Log進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。Data Log可以記錄最近約90個飛行小時的數(shù)據(jù)，記錄的發(fā)動機(jī)參數(shù)有11項(xiàng)，分別為進(jìn)氣壓力、外界空氣壓力、螺旋槳轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)滑油壓力、共軌壓力、功率桿位置、冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度、主電瓶電壓、燃油壓力、齒輪箱滑油溫度、螺旋槳調(diào)速器作動循環(huán)、發(fā)動機(jī)狀態(tài)、發(fā)動機(jī)滑油量、發(fā)動機(jī)功率。

ECU自檢曲線的查找現(xiàn)可以通過查看在螺旋槳轉(zhuǎn)速、功率桿位置和發(fā)動機(jī)狀態(tài)來分辨，螺旋槳轉(zhuǎn)速曲線會存在兩個特征 “峰值”，同時功率桿位置在慢車位“0%”，“發(fā)動機(jī)狀態(tài)”會在兩個“峰值”之間進(jìn)行一次切換。

圖2所示是一個正常的ECU自檢的螺旋槳曲線，首先發(fā)動機(jī)起動至慢車狀態(tài)，開始ECU自檢后，轉(zhuǎn)速上升至超過1850RPM，此時調(diào)速器變距使螺旋槳轉(zhuǎn)速降低70RPM，然后轉(zhuǎn)速再次上升超過180RPM，Z轉(zhuǎn)速逐漸下降，由另一個ECU通道接管，開始再次測試，完成測試回到慢車轉(zhuǎn)速。每一個波峰代表一個ECU通道的測試情況，總體走勢應(yīng)無較大差異。

圖3所示為一起典型的ECU自檢測試的不正?，F(xiàn)象，故障1的曲線和正常曲線對比沒有變大槳距降低轉(zhuǎn)速的過程（狀態(tài)3）和減小槳距增加轉(zhuǎn)速的過程（狀態(tài)4），當(dāng)前測試的ECU通道沒有出現(xiàn)變距的現(xiàn)象;故障2的曲線為切換ECU通道后再次測試，減小槳距增加轉(zhuǎn)速的過程（狀態(tài)4），當(dāng)前ECU通道，沒有實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速上升的目標(biāo)，僅維持當(dāng)前轉(zhuǎn)速后等待然后轉(zhuǎn)速繼續(xù)下降，最終導(dǎo)致自檢出現(xiàn)警告。

ECU兩個通道都出現(xiàn)測試異常，但是所有故障出現(xiàn)在狀態(tài)3和狀態(tài)4的調(diào)速器變距階段，發(fā)動機(jī)其它參數(shù)、發(fā)動機(jī)運(yùn)作均處于正常狀態(tài)，得出結(jié)論為調(diào)速器出現(xiàn)了故障，導(dǎo)致螺旋槳變距不正常。

3 ?結(jié)語

EECU控制的航煤活塞發(fā)動機(jī)的故障診斷對于通航的維修人員還處于一個經(jīng)驗(yàn)的積累階段，采用軟件對故障進(jìn)行的分析的能力比較欠缺，仍停留在理論分析故障的狀態(tài)。本文通過對AE300發(fā)動機(jī)的ECU自檢進(jìn)行流程分析，并結(jié)合Wizard軟件對自檢時出現(xiàn)的故障代碼和故障數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，使機(jī)務(wù)維護(hù)人員對ECU自檢故障的排故有了新的認(rèn)識，可以提高人員的排故能力，迅速找出原因，提高發(fā)動機(jī)維護(hù)質(zhì)量，保障飛機(jī)的安全。

參考文獻(xiàn)：

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[5]陳霄陽.基于Wizard 軟件的AE300 發(fā)動機(jī)EECU 診斷淺析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（16）：088.

基金項(xiàng)目：中國民航飛行學(xué)院科研基金面上項(xiàng)目（J2019-017）

作者簡介：張宇慶（1987-），重慶人，工程師，主要從事通用航空器維修理論與維修技術(shù)。