【原】A320-"FUEL ENG x LP VALVE OPEN"

龐工隨手記 2023-07-07 發(fā)布于山東

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【事件背景】

最近接到機(jī)組反饋：某A320NEO飛機(jī)關(guān)車后左發(fā)閃現(xiàn)："FUEL ENG1 LP VALVE OPEN"信息，航后參照TSM排故，檢查線路正常，測(cè)試活門馬達(dá)正常，然而，試車驗(yàn)證，故障重現(xiàn)。針對(duì)這個(gè)故障，結(jié)合排故實(shí)際，進(jìn)行簡(jiǎn)單研究，并提出相關(guān)推論。

【系統(tǒng)原理】

A.系統(tǒng)簡(jiǎn)介

發(fā)動(dòng)機(jī)低壓燃油關(guān)斷系統(tǒng)控制低壓燃油活門，每個(gè)低壓燃油活門隔離來自油箱的燃油到相關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)。相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)主電門控制低壓燃油活門的操作。但是，如果相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)火警按鈕電門操作，低壓燃油活門將關(guān)閉。

低壓燃油關(guān)斷系統(tǒng)的每一個(gè)低壓燃油活門有兩個(gè)獨(dú)立的控制電路。它們通過一個(gè)控制繼電器連接到相關(guān)的電門：發(fā)動(dòng)機(jī)主電門和發(fā)動(dòng)機(jī)火警電門。

每一個(gè)低壓燃油活門有一個(gè)作動(dòng)器，作動(dòng)器和低壓活門通過活門軸相連。當(dāng)作動(dòng)器操作時(shí)，它移動(dòng)低壓燃油活門到開或關(guān)位。一個(gè)V型卡子將作動(dòng)器固定在活門體上。

B.部件介紹

(1)低壓燃油活門

低壓燃油活門由以下部分組成：

活門體
帶熱泄壓閥的球型活門
活門桿
安裝法蘭

活門體包含孔徑為 38.1 毫米（1.5 英寸）的球型活門。球型活門通過活門桿連接到低壓活門作動(dòng)器。定位槽確保活門桿與作動(dòng)器正確接合。熱釋壓閥安裝在球型活門中。當(dāng)?shù)蛪夯铋T關(guān)閉時(shí)，熱釋壓閥在 0.83 bar (12 psi) 至 1.52 bar (22 psi) 的壓力下操作，通過活門釋放下游燃油壓力。低壓活門通過安裝法蘭安裝在機(jī)翼前梁的正面。

(2)低壓燃油活門作動(dòng)器

低壓燃油活門作動(dòng)器有兩個(gè)電動(dòng)馬達(dá)，它們驅(qū)動(dòng)相同的差速齒輪使球閥轉(zhuǎn)動(dòng) 90 度。作動(dòng)器中的限位開關(guān)控制這個(gè) 90 度移動(dòng)并為下一次操作設(shè)置電路。如果另一臺(tái)馬達(dá)不工作，兩臺(tái)馬達(dá)中的一臺(tái)可以打開或關(guān)閉活門。作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)軸在穿過作動(dòng)器本體的地方有一個(gè)see/feel指示器。這個(gè)指示器指示活門的位置，無需拆卸低壓燃油活門。

C.電路介紹

每個(gè)作動(dòng)器有2個(gè)馬達(dá)，這2個(gè)馬達(dá)供電來自不同的電源。

28VDC ESS BUS supplies the motor 1
28VDC BUS 2 supplies the motor 2

由于兩條供電線路相互獨(dú)立，一條線路故障了，活門仍然能夠正常操作。馬達(dá) 1 的布線沿前梁；馬達(dá)2 的路線沿著后翼梁，然后繼續(xù)通過 RIB6 處的襟翼軌道整流罩。

作動(dòng)器發(fā)送位置信號(hào)到SDACs。SDACs處理這些數(shù)據(jù)并發(fā)送它們到ECAM-FUEL頁(yè)顯示信息。

當(dāng)主電門置于ON位時(shí)，

28VDC ESS BUS通過跳開關(guān)1QG、火警面板1WD、繼電器11QG到達(dá)活門作動(dòng)No1的OPEN環(huán)路；
28VDC BUS2通過跳開關(guān)3QG、火警面板1WD、繼電器11QG到達(dá)活門作動(dòng)No2的OPEN環(huán)路；

當(dāng)?shù)蛪喝加突铋T打開時(shí)，作動(dòng)器中的限位開關(guān)控制90度移動(dòng)并為下一次操作重新設(shè)置電路，OPEN/SHUT環(huán)路轉(zhuǎn)換。

當(dāng)主電門置于OFF位時(shí)，

28VDC ESS BUS通過跳開關(guān)1QG、火警面板1WD、繼電器11QG到達(dá)活門作動(dòng)NO1的SHUT環(huán)路；
28VDC BUS2通過跳開關(guān)3QG、火警面板1WD、繼電器11QG到達(dá)活門作動(dòng)NO2的SHUT環(huán)路；

當(dāng)?shù)蛪喝加突铋T關(guān)閉時(shí)，作動(dòng)器中的限位開關(guān)控制90度移動(dòng)并為下一次操作重新設(shè)置電路，SHUT/OPEN環(huán)路轉(zhuǎn)換。

【故障分析】

我們以某B30**飛機(jī)關(guān)車后左發(fā)閃現(xiàn)："FUEL ENG1 LP VALVE OPEN"信息為例來進(jìn)行研究。

A.排故過程

排故程序參見：TSM28-24-00-810-802-A

Fuel LP Fuel Valve Engine 1 Does Not Close

由于航后排故測(cè)試低壓活門2個(gè)馬達(dá)均正常，于是我們繼續(xù)：do Para 4.C.

參照Para4.C. 完成線路測(cè)量后正常，再次測(cè)試低壓活門正常，試車驗(yàn)證，故障依舊。

B.譯碼數(shù)據(jù)

于是我們對(duì)該機(jī)最近3個(gè)航段的數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼分析。

譯碼數(shù)據(jù)顯示：正常的右發(fā)，主電門選擇OFF位后，主電門反饋位置OFF，高壓活門和低壓活門均立即關(guān)閉，燃油流量均變?yōu)榱悖?/span>

而，故障的左發(fā)，主電門選擇OFF位后，主電門反饋位置NO OFF，高壓活門和燃油流量正常，低壓活門位置為NOT FULLY CLOSED.

C.試車驗(yàn)證

因地面檢查指示正常，測(cè)試活門作動(dòng)器2個(gè)馬達(dá)均正常。我們猜測(cè)：此發(fā)的低壓活門存在關(guān)閉延遲的問題。

于是，我們針對(duì)左發(fā)低壓活門關(guān)閉延遲進(jìn)行了試車驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)：主電門設(shè)置OFF位后，約1秒，燃油流量為0；約5-6秒，警告出現(xiàn)，活門位置琥珀色“開”；約13秒，活門顯示琥珀色“關(guān)”，警告消失。進(jìn)一步證實(shí)了活門關(guān)閉延遲的問題。

參照ELSD發(fā)現(xiàn)，此故障的觸發(fā)有一個(gè)“5秒鐘”的確認(rèn)時(shí)間，這也驗(yàn)證了試車時(shí)5-6秒觸發(fā)故障的邏輯。

D.原因推斷

到此，故障原因找到了，但是故障件還需要進(jìn)一步確認(rèn)。原因推斷如下：

（1）活門體球型閥內(nèi)部磨損導(dǎo)致阻力增大可能會(huì)導(dǎo)致活門關(guān)閉延遲；

（2）作動(dòng)器輸入電壓低于要求值或內(nèi)部差動(dòng)齒輪阻力增大可能會(huì)導(dǎo)致活門關(guān)閉延遲；

（3）繼電器性能下降，吸合時(shí)間變長(zhǎng)，可能會(huì)導(dǎo)致活門關(guān)閉延遲；

（4）線路上分壓?jiǎn)栴}，導(dǎo)致作動(dòng)器輸入電壓降低，可能導(dǎo)致活門關(guān)閉延遲；

（5）從ELSD可以看出，發(fā)動(dòng)機(jī)主電門選擇位置和反饋位置不一致也可能觸發(fā)故障；

牽涉的部件如下：

-ACTUATOR-LP FUEL VALVE, ENG 1 (9QG)

-VALVE-LP FUEL, ENG 1 (12QM)

-RELAY-ENG/MASTER 1 (11QG)

-CTL SW-ENG/MASTER 1 (3KC)

-ENG/APU FIRE PNL (1WD)

-aircraft wiring

E.思路梳理

（1）火警面板在此系統(tǒng)中僅提供一個(gè)線路的通斷功能，我們?cè)跍y(cè)試過程中線路是通的，可以優(yōu)先排除火警面板；

（2）在地面做活門的開關(guān)操作測(cè)試時(shí)，開或關(guān)的整個(gè)過程均在2秒內(nèi)，可以判斷繼電器吸合正常；

（3）檢查線路未見異常，可以排除線路的問題；

接下來是主電門、低壓活門和作動(dòng)器；

（4）在試車驗(yàn)證過程中，操作完主電門后，在未動(dòng)主電門的情況下，故障經(jīng)13秒后消失；說明主電門設(shè)置位置和反饋位置最終一致，不存在主電門回不到位的情況。至于為什么開始時(shí)位置不一致有待進(jìn)一步研究；

（5）接下來就是低壓活門和作動(dòng)器了；如何判斷故障源是低壓活門還是作動(dòng)器呢？

首先燃油低壓活門是一個(gè)純機(jī)械的活門，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，常見的問題是部件磨損，即使有磨損，隨活門體的作動(dòng)，碎屑也會(huì)隨流動(dòng)的燃油進(jìn)入管路到達(dá)油濾；在沒有滲漏的情況下，可靠性很高；

其次是作動(dòng)器，作動(dòng)器結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜；不僅受輸入電壓的影響，而且受活門作動(dòng)扭力以及本身內(nèi)部阻力等的影響，這些都會(huì)影響作動(dòng)時(shí)間。

結(jié)合排故實(shí)際，我們做如下推斷：地面測(cè)試時(shí)，因僅操作測(cè)試了活門的開與關(guān)，沒有油壓，作動(dòng)阻力小，無需釋壓功能，活門和作動(dòng)器可以正常作動(dòng)；當(dāng)試車驗(yàn)證時(shí)，由于有油壓，同時(shí)作動(dòng)器的扭力可能有所下降，導(dǎo)致啟動(dòng)時(shí)困難，關(guān)閉過程中由于需要釋壓下游油壓操作，導(dǎo)致關(guān)閉阻力增大，關(guān)閉時(shí)間延遲，但最終還是會(huì)完全關(guān)閉。電路的重新布置說明了這一點(diǎn)。

相關(guān)參考材料，請(qǐng)參見相關(guān)CMM程序，摘抄部分片段如下：

F.故障總結(jié)

此故障屬于“隱形”故障，不通過試車還原故障時(shí)的工況，單純?cè)诘孛鏅z查、測(cè)量、測(cè)試很難確認(rèn)故障源，最終只能通過更換件來判斷，這不是我么提倡的。即使一次更換作動(dòng)器后，故障排除，那也是碰運(yùn)氣的成分在里面。為驗(yàn)證故障件，針對(duì)作動(dòng)器和活門的測(cè)試，包括扭力和時(shí)間，可以去嘗試，但目前僅有CMM支持，不足以指導(dǎo)航線排故，在沒有充分理解部件原理及操作的前提下，不建議去做。這個(gè)時(shí)候，我們需要回到系統(tǒng)原理本身，參照ASM等通用技術(shù)手冊(cè)、結(jié)合試車時(shí)的細(xì)節(jié)和譯碼數(shù)據(jù)，才可能會(huì)推斷出可能性較高的故障源。