可變旁通活門作動器故障造成液壓機械組件指示故障分析

肖曉暉

摘要：可變旁通活門作動器自身故障是飛機維修工作中的常見故障。曾經(jīng)發(fā)生的一起液壓機械組件指示故障，最終排故確認(rèn)也是由可變旁通活門作動器故障引起，這種情況極其罕見。本文對此故障的原理、排故過程以及處理措施進行了分析回顧，可為后續(xù)排故工作提供參考。

關(guān)鍵詞：位置反饋；液壓機械組件；可變旁通活門作動器；故障隔離；導(dǎo)線束

Keywords： position feedback；hydro-mechanical components；variable bypass valve actuator；fault isolation；wiring harness

1 故障背景

國航波音777-300ER機隊過去十年的維修工作中，記錄了100多起關(guān)于GE90發(fā)動機EEC C1的故障。從各項排故措施及排故結(jié)果中得知，此類故障基本上是通過更換相應(yīng)的元器件或?qū)?yīng)的導(dǎo)線束來解決問題的，這些處理措施都有系統(tǒng)原理圖作為依據(jù)。其中，唯有一例情況不同，是液壓機械組件（HMU）指示故障，駕駛艙電子顯示器出現(xiàn)EEC C1信息，最終確認(rèn)是由可變旁通活門作動器（VBV）故障引起。此次排故中按照故障隔離手冊處理時，由于對部件之間的關(guān)聯(lián)不明確，走了很多彎路，消耗了大量的生產(chǎn)工時和航材，在此特做介紹。

2 故障分析

2.1 故障原理分析

本次故障涉及的是發(fā)動機壓氣機控制系統(tǒng)。GE90發(fā)動機有2個VBV作動器和10個旁通活門，分別位于發(fā)動機的兩側(cè)。如圖1所示，VBV的控制與反饋是通過EEC控制HMU中的力矩馬達，促使伺服燃油傳遞給VBV作動器，從而作動10個旁通活門，使得低壓壓氣機的氣流流入風(fēng)扇氣流通道，從而減少進入高壓壓氣機的氣流量。同時，活門和作動器發(fā)送位置反饋信號給EEC，EEC使用反饋數(shù)據(jù)進行實時控制和指示。VBV作動器在慢車位時全開，在起飛位時全關(guān)，全功率時EEC接收N1、N2、T12、T25參數(shù)進行自動控制。

2.2 排故記錄

10月14日出現(xiàn)狀態(tài)信息ENG EEC C1 R，對應(yīng)故障信息代碼為MSG：73-23252（見圖2），參照故障隔離手冊，首先需要更換右側(cè)發(fā)動機HMU。更換右側(cè)發(fā)動機HMU后試車，發(fā)現(xiàn)故障信息仍然存在，右側(cè)發(fā)動機對應(yīng)的燃油計量活門（FMV）位置反饋信號無指示。隨后更換右側(cè)發(fā)動機的電子控制裝置（EEC），沒有產(chǎn)生任何效果。繼續(xù)分析故障，決定更換與HMU相連的導(dǎo)線束W724，也沒有產(chǎn)生效果。再次分析故障，決定更換W724的上游導(dǎo)線束W704，更換后試車發(fā)現(xiàn)右側(cè)發(fā)動機對應(yīng)的燃油計量活門（FMV）位置反饋信號時有時無。停車后發(fā)現(xiàn)故障信息仍然存在，對應(yīng)故障信息代碼還是MSG：73-23252。對換左右發(fā)動機數(shù)據(jù)交聯(lián)組件（EDIU）、B73202和B73205耦合器、B73203和B73201耦合器后沒有效果。再次更換W724后測試正常。次日，正常執(zhí)行航班一班后回程再次出現(xiàn)此故障。排除導(dǎo)線束故障的可能，再次檢查線路，決定擴大維修范圍，更換右側(cè)發(fā)動機數(shù)據(jù)交聯(lián)組件（EDIU），同時更換右側(cè)發(fā)動機的電子控制裝置（EEC）。更換后試車未見異常，再次執(zhí)行航班，發(fā)現(xiàn)故障信息再次出現(xiàn)，對應(yīng)故障信息代碼仍是MSG：73-23252。排除右側(cè)發(fā)動機數(shù)據(jù)交聯(lián)組件（EDIU）和電子控制裝置（EEC）的故障可能，再次檢查后，決定再次更換右側(cè)發(fā)動機HMU，更換后沒有效果。排除右側(cè)發(fā)動機HMU故障可能，測量右側(cè)發(fā)動機可變旁通活門作動器VBV后發(fā)現(xiàn)在其插頭2號釘對殼體之間存在短路現(xiàn)象，更換VBV作動器后試車正常，執(zhí)行航班正常，故障現(xiàn)象消失。

2.3 處理措施解析

故障隔離手冊在最后階段闡述了VSV和VBV線束的電路阻值檢查（見圖3）。

HMU的CHB FUEL METERING VALVE RESOLVER 的解算線圈屬于W724-W704導(dǎo)線束（見圖4），而VBV位置反饋信號所在線路是W722-W702（見圖5），與HMU的反饋線路不屬于公共線路，各自信號都傳遞給EEC，這一過程可以參考左側(cè)發(fā)動機EEC的CHANNEL A 系統(tǒng)圖（見圖6）。經(jīng)排查，右側(cè)發(fā)動機右VBV的2號釘對地/殼體短路，在更換了右VBV作動器后，HUM的反饋信號指示正常，證明是右VBV作動器故障造成右側(cè)HMU-B通道反饋信號指示時有時無。試車時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)動機靜止?fàn)顟B(tài)時，發(fā)動機各參數(shù)指示均正常，包括右側(cè)發(fā)動機右VBV和右側(cè)發(fā)動機HMU-B通道指示。一旦發(fā)動機啟動后，右側(cè)發(fā)動機右VBV位置指示正常，而右側(cè)發(fā)動機HMU-B通道指示時有時無。推斷該現(xiàn)象與慢車階段VBV作動器作動存在相關(guān)性。

EEC內(nèi)部邏輯表明任一通道TM故障將導(dǎo)致ENG EEC C1 R信息產(chǎn)生。這里的TM指的是HMU的TM FAULT，而不是VBV的LVDT EXCITATION故障。如果是VBV的LVDT EXCITATION故障，經(jīng)過指令與位置比較之后，觸發(fā)的是OUT OF POS的信號，EICAS MESSAGE LOGIC分析后得出的將是ENG CONTOL R的狀態(tài)信息，與實際信息ENG EEC C1 R不符。那么如何理解LVDT EXCITATION故障影響了TM FAULT？通過工程部門反饋給波音公司，得到的答復(fù)僅解釋了VBV的位置反饋故障會通過故障交聯(lián)方式最終導(dǎo)致HMU位置反饋故障體現(xiàn)（見圖7），但對于是否應(yīng)產(chǎn)生狀態(tài)信息ENG CONTROL R或產(chǎn)生ENG EEC C1 R，沒有給予明確答復(fù)，有待進一步探索。

3 結(jié)束語

在排故工作中如出現(xiàn)HMU反饋信號異常的現(xiàn)象，不能局限于僅檢查HMU線路故障，也要考慮是否為相關(guān)的VBV線路故障甚至VSV線路故障。

此次排故過程幾經(jīng)周折，歷時較長，耗費了大量的人力和航材，積累了寶貴的經(jīng)驗，為維護人員后續(xù)執(zhí)行類似排故工作拓寬了思路。

參考文獻

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