发动机舱报火警信号故障分析发动机舱
摘要:试车过程中发动机舱报火警信号,经检查发动机各参数指示正常并结合地面警戒人员反映,判断为虚警。本文采用故障树的方法进行分析和排查,确定了造成该故障的根本原因,不仅要求后续工作中提高相应检查,而且提出针对性的改进意见,从而保障发动机试车安全。
关键词:火警信号  故障树  试车
1.引言
飞机火警探测系统用于监测机体内各部分,如发动机舱、APU舱、油箱舱等环境温度。出现火情,则需要自动或者手动控制机上灭火系统进行灭火。试车过程中如果发现发动机舱报火警信号,不仅在发动机指示/告警显示器显示有文字性说明的火警信号,还有信号灯和语音告警。如果是虚假信号,一定程度上会造成驾驶员心理恐慌,启动应急程序,严重影响安全。如果火警真实存在,发动机高温区可能存在燃滑油泄漏、引气泄漏等引发的着火,会造成发动机和飞机的烧蚀损伤,严重的会造成爆炸等安全事故。此时应及时降低发动机转速,通过发动机参数和外部警戒人员等综合判断该火警信号是否真实存在来进行后续操作。为了解决此故障,需对
火警探测系统进行研究和排查,寻故障产生的原因,在后续工作中提高相应检查,从而保障发动机试车安全。
2.原理
火警探测系统由火警探测元件(温度继电器)、报警信号装置(指示和语音告警)和控制开关等组成。有火警时,驾驶员遮光板上的红主告警灯亮,发动机指示/告警显示器显示有文字性说明的火警信号,灭火系统操纵板上与失火区域对应的红火警信号灯燃亮,并伴有语音告警。
温度继电器用于监测飞机各部分,如发动机舱、APU舱、油箱舱等环境温度,常温下触点为常开状态,产品利用碟形双金属片作为感温元件,当温度继电器监测范围内的空气介质的温度升高并达到温度继电器设定的温度时,碟形双金属片发生翻转变形,由于调节螺钉限位作用产生反向作用力,促使动触点克服弹簧反力的作用与静触点接通,导通系统电气回路,并向系统发出告警信号。
各区域内的温度继电器触点都相互并联,因此只要相应段内的任一温度继电器工作,就能使
该段的某一灭火开关工作。这时,经过温度继电器的接点给火警信号灯及电磁灭火开关供电。每个火区只要有一个温度继电器正常工作,系统就能探测和发出火警信号;只要火情存在,火警信号始终保持,当火情消除后,火警信号能自动消除。
3.故障排查
3.1故障现象
发动机试车过程中,驾驶员反应ED显示器上报“左发着火”红字符告警,同时主告警灯闪亮,燃油火警控制板上左发火警指示灯亮,经检查左发各参数指示正常并结合地面警戒人员反映,判断为虚警。
3.2故障树排查
信号类故障首先判断故障是否为真实。如果为虚假告警,则应该定位为发动机参数采集处理器、温度继电器故障、线缆故障等原因。如果为真实告警,则可以确定发动机舱出现超温或着火。根据温度继电器的结构,故障的可能原因只有两个,一是触点异常接通,二是绝缘存在问题。
根据灭火系统组成及产品工作原理,以灭火系统告警故障作为顶事件,采用故障树分析方法对本次故障进行分析排查,见图1所示。
图1 故障树
X1:发动机舱出现超温或着火
发动机停车后保持机上电源供电,检查火警探测系统工作情况。发动机火警信号持续存在,且目视检查发动机舱无烧蚀、着火痕迹。底事件可排除。
X2:发参采集器故障
若发动机参数采集处理器发生故障,数据采集处理器将信号误处理,将错误的信息输送到发动机指示/空勤告警系统,导致出现发动机燃油耗量误告警。对调发动机参数处理器,故障未转移。底事件可排除。
X3.1:温度继电器触点异常接通
目视检查发动机舱内其中一个温度继电器,发现动触点和两静触点异常吸合,且螺母与螺套间出现一定间隙。将该温度继电器连接线缆脱开后进行火警探测系统通电检查,故障现象消失,同时测量两接线柱为导通状态。目视检查故障产品外观,发现调节螺钉与螺母间焊点完好,产品动触点和两静触点接触是由于螺母与调节螺钉整体出现松动导致。经分析认为,动静触点异常导通原因为调节螺钉旋入松动,带动动触点部件克服弹簧反力,使动静触点异常接通。
X3.2:温度继电器绝缘问题
产品两接线柱与座板之间通过陶瓷绝缘体实现绝缘,如陶瓷绝缘体绝缘失效,两接线柱分别
与座板导通,两接线柱之间便会导通。故障件返厂后,分别测试两接线柱与座板之间的绝缘电阻,均大于500MΩ,绝缘性能良好。
X4:机上线缆短路
温度继电器通过两条线缆与飞机火警系统连接,如果火警系统线缆之间存在意外搭接情况,会触发飞机火警系统误告警。故障发生后,分段检查灭火系统相关线路,机上线缆使用接线片与温度继电器接线柱连接,并采用螺钉进行紧固。检查发现导线捆扎固定良好,无破损、磨损等异常现象,分段测量导通、绝缘性能良好,且断开温度继电器接线柱电缆后,故障现象消失,初步判断温度继电器产品工作异常。底事件可排除。
3.3结论
综上所述,试车过程中发动机虚警故障原因为产品调节螺钉松动,带动动静点异常接通导致。
4.故障原因分析
螺纹连接防松方法主要有摩擦防松、机械防松、破坏螺纹副防松和粘接防松法等。温度继电器防松机理为摩擦防松,通过螺纹副之间以及螺母与螺套表面的摩擦力来实现,通过旋紧螺母对调节螺钉施加的轴向拉力,应力作用于螺纹副之间,在静载荷和工作温度变化不大时,螺纹连接因有足够的预紧力可保证自锁,但在动载荷(变载、冲击、振动等)或工作温度有较大变化时,螺栓连接中互相接触面(如螺纹牙侧面、各支撑面、被连接件互相接触面)由于表面粗糙、波纹度及形位公差等,造成局部塑形变形,导致连接副啮合表面正压力减小,自锁能力下降。如锁紧力矩不够大,松动扭矩会快速减小,螺纹连接则更易松动。
5.结束语
通过以上分析研究,试车过程中发动机舱虚报火警故障是由于温度继电器调节螺钉松动引起动静点异常接通导致。建议采用在螺母和螺套、调节螺钉接触位置增涂DG-11胶的改进措施,增强调节螺钉防松能力,经分析和试验验证,可避免调节螺钉松动。并在试车前应做好相应检查,防止调节螺钉松动误接通温度继电器,提高试车安全。