某型飛機警示系統空中告警故障分析

肖海波

【摘 要】組合傳動發電機用于飛機電源系統，其作用是保證向機上電路提供所需頻率穩定的三相交流電。由恒速傳動裝置和交流發電機兩部分組成。在使用過程中，多次出現打印“左（右）發電機故障”、打印“斷開恒裝”故障，故障原因難以確定。為了給今后排故提供參考，本文將從飛機電源系統、組合傳動發電機主要結構和基本工作原理等方面對此類故障進行分析。

【關鍵字】組合傳動發電機；故障；分析

中圖分類號： V267 文獻標識碼： A 文章編號： 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“left（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

該型組合傳動發電機用于飛機電源系統，近年故障現象頻發，據統計， 2015年1月至12月的一年時間，電源系統出現各類故障現象13起，其中：組合傳動發電機殼體漏油1起、缺相1起、警示系統打印“斷開恒裝”11起，電源系統故障已經嚴重影響到飛機完好率，開展組合傳動發電機故障分析，找準故障點顯得非常重要。

1 故障情況

在組合傳動發電機的使用過程中，主要故障現象有：滑油系統污染、外部滲漏、電源缺相、警示系統打印“左（右）發電機故障”和“斷開恒裝”故障。

其中：滑油系統污染，通過分解過濾器進行檢查，容易分析故障原因和進行故障定位；外部漏油，通過外觀檢查易于判斷故障點；缺相，通過測量交流發電機線圈阻值，容易分析和故障定位，且此類故障率?。痪鞠到y打印“左（右）發電機故障”和 “斷開恒裝”故障率高，屬系統性故障，且原因復雜，故障定位困難，本文僅對警示系統打印“左（右）發電機故障”和 “斷開恒裝”的故障原因進行詳細分析。

2 電源系統原理分析

2.1 組合發電機工作原理（圖1）

組合傳動發電機由恒速傳動裝置和交流電機兩部分組成，恒速傳動裝置由差動機構、離心調節器、泵馬達、壓力信號器、組合泵、速度傳感器、溫度傳感

器等組成，其中差動機構、離心調節器、泵馬達組成轉速調節系統，保證向交流發電機輸出恒定的轉速，用于交流發電機發出頻率穩定的三相交流電源；組合泵用于向組合發電機提供動力，保證轉速調節系統的正常工作和系統的潤滑、冷卻；離心調節器用于感受恒裝輸出的轉速，向調速系統提供轉速負反饋，泵馬達部件形成轉速補償，差動機構將補償轉速與輸入轉速進行矢量疊加后，向交流發電機輸出恒定的轉速，保證發電機正常工作。壓力信號器用于感受滑油系統的壓力，當系統壓力低于0.9MPa時，向飛機發出滑油壓力低的信號，提醒飛行員恒裝有故障，需斷開恒裝；速度傳感器用于當恒裝故障，輸給交流發電機的轉速超過規定時，向控保器提供信號，斷開恒裝，停止發電機的工作，保護發電機的進一步的損壞。溫度傳感器用于在系統故障，滑油溫度高于規定時，接通恒裝脫開機構工作電源，斷開恒裝，發電機停止工作。

2.2 飛機交流電源系統原理（圖2）

飛機交流電源系統工作原理如圖2所示，從原理圖分析，組合傳動發電機上壓力信號器、溫度傳感器、速度傳感器與飛機電源控制系統相連，斷開恒裝由控保器控制，溫度信號器可直接斷開恒裝。

3 故障分析及定位

3.1 主要故障模式

斷開恒裝故障現象主要分為兩類：一是警示系統打印“左（右）交流發電機故障”；二是警示系統打印“斷開恒裝”。其中警示系統打印“斷開恒裝”故障率達到84%。

警示系統打印”斷開恒裝”也有兩種故障形式：一是組合發電機斷開恒裝，即已經斷開，恒裝停止工作，發電機不再向飛機電源系統供電；二是只有斷開信號，發電機脫開機構未工作，恒裝未斷開，發電機正常供電，提醒飛行員手動斷開。從目前故障統計，只有斷開信號，恒裝未斷開的故障，為主要故障現象。

3.2 故障機理分析

3.2.1 警示系統打印“左（右）發電機故障”分析

（1） 組合發電機滑油過熱時溫度信號器試溫棒熔化，溫度信號器接通，電源通過發電機2號插銷（見圖2）、滑油溫度傳感器將電流直接輸送至恒裝脫開機構電磁鐵，電磁鐵吸合，脫開機構工作，將恒裝脫開，發電機停止工作，停止向飛機電源系統發電，此時，座艙通用信號盤上出現“左（右）交流發電機故障”信號。

（2） 組合泵蓋斷裂或組合泵的傳動花鍵軸扭斷等原因造成組合泵不能向轉速調節系統供壓，恒裝調節系統無法調節輸出給交流發電機的恒定的工作轉速；發電機不能正常發電，速度傳感器通過發電機2號插銷9、10和設備架1號插銷11、12觸點向控保器輸出異常頻率信號（見圖2），控保器通過設備架1號插銷30觸點向恒裝脫開機構發出斷開恒裝的電信號，脫開機構電磁鐵工作，脫開恒裝，發電機停止向飛機電源系統供電，同時，警示系統輸出信號，座艙通用信號盤上顯示“左（右）交流發電機故障”。

（3）控保器故障：控保器在沒有外來故障信號時，通過設備架1號插銷30觸點向恒裝脫開機構發出脫開恒裝信號（見圖2），恒裝脫開，發電機停止向飛機電源系統供電，同時，警示系統發出信號，座艙通用信號盤上顯示“左（右）交流發電機故障”。

（4）發電機出現超超頻故障：發電機輸出的頻率出現超超頻時，通過設備架1號插銷30觸點控保器向發電機脫開機構發出斷開恒裝信號，斷開恒裝，停止向飛機電源系統供電，警示系統發出信號，座艙通用信號盤上出現“左（右）交流發電機故障”。

（5）警示系統故障：在沒有輸入故障信號的情況下，警示系統產生錯誤信號，座艙通用信號盤上顯示“左（右）交流發電機故障”信號，此時，發電機正常向飛機電源系統供電。

（6）發電機速度傳感器屏蔽線破損、斷絲等故障，速度傳感器屏蔽因此受到飛機其它線路或電器的電磁干擾，產生誤信號，在發電機正常供電時，通過設備架1號插銷11、12觸點控保器接受到速度傳感器失真的信號（見圖2），致使控保器向恒裝脫開機構發出斷開恒裝信號，發電機停止向飛機電源系統供電，警示系統發出“左（右）交流發電機故障”信號。

（7）速度傳感器故障：在發電機正常工作的情況下，由于速度傳感器故障，設備架1號插銷11、12觸點控保器收到速度傳感器錯誤故障信號（見圖2），控保器向恒裝機脫開機構提供斷開恒裝電壓，恒裝斷開，發電機停止向飛機電源系統供電，警示系統發出故障信號，座艙通用信號盤上顯示“左（右）交流發電機故障”。

（8）發電機頻率或電壓出現異常

飛機電源系統配有保護和控制裝置，保證當發電機輸出的電壓超過允許范圍、發電機或其饋線內發生短路、電壓不對稱時，將發電機從機上電網斷開。當頻率急劇變化超過允許范圍時，保護和控制裝置除了發出將發電機從機上電網斷開的信號外，還發出將組合發電機與發動機斷開的信號，發電機恒裝自動斷開但不出現“斷開恒裝”信號。當發電機不工作時，輸出電壓加到發電機故障信號繼電器上，這些繼電器工作時將電壓送入警示系統和語音告警系統。如果在系統中沒有輸入優先級更高的信號，則在座艙內的通用信號盤上將出現“左（右）交流發電機故障”信號。如果兩臺傳動發電機都與發動機斷開，則在座艙內的通用信號盤上將出現“兩臺交流發電機故障”信號。

3.2.2 警示系統打印“斷開恒裝”故障分析

（1）警示系統故障：在沒有外來故障信號的情況下，“警示系統”向綜合顯示系統輸入斷開恒裝信號，綜合顯示系統顯示“斷開恒裝”，此時，恒裝沒有斷開，發電機正常供電。

（2）壓力信號器內部故障：在發電機系統壓力正常的情況下，壓力信號器接通電路，通過發電機2號插銷3、4觸點向警示系統發出斷開恒裝電信號（見圖2），綜合顯示系統打印“斷開恒裝”，此時，恒裝沒有斷開，發電機正常供電。

（3）壓力信號器電纜或恒裝接頭絕緣性能不好，壓力信號器接通電路，通過發電機2號插銷3、4觸點向警示系統發出斷開恒裝電信號（見圖2），此時，恒裝沒有斷開，發電機正常供電。

（4）恒裝滑油系統污染，污染顆粒堵住了壓力信號器受壓口，致使壓力信號器不能正常感受到滑油壓力，導致壓力信號器接通電路，通過發電機2號插銷3、4觸點向警示系統發出斷開恒裝電信號（見圖2），此時，恒裝沒有斷開，發電機正常供電。

（5）恒裝或發電機故障，致使滑油壓力低于規定，壓力信號器工作，接通電路，通過發電機2號插銷3、4觸點向警示系統發出斷開恒裝電信號（見圖2），此時，恒裝沒有斷開，發電機正常供電。

（6）過濾器嚴重污染，過濾器后壓力降低，導致壓力信號器接通電路，通過發電機2號插銷3、4觸點向警示系統發出斷開恒裝電信號（見圖2），此時，恒裝沒有斷開，發電機正常供電。

（7）由于裝配的問題，組合發電機裝配時，膠圈切斷或切邊，內部大量漏油，系統壓力降低，壓力信號器接通，導致壓力信號器接通電路，通過發電機2號插銷3、4觸點向警示系統發出斷開恒裝電信號（見圖2），此時，恒裝沒有斷開，發電機正常供電。

（8）飛機姿態變化，發電機組合泵吸油口不能及時吸油，致使組合泵注油壓力瞬間降低，壓力信號器瞬間接通，座艙通用信號盤上出現瞬間警示系統打印“斷開恒裝”信號。

4 預防措施

4.1 防止人為差錯

加強操作人員的技能培訓，減少在修理和裝配過程中人為差錯的發生。

4.2 壓力信號器的修理

加強壓力信號器的修理深度，確保壓力信號器質量可靠。

4.3 污染度的控制

加強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；在修理的各環節建立相應的防污染措施；加強油液污染度檢查。

4.4 速度傳感器的修理

加強速度傳感器外觀狀態檢查和試驗性能檢測，及時發現和更換性能不穩定的速度傳感，保證速度傳感不產生誤信號。

4.5 增加無損檢測手段

將組合泵蓋斷裂和傳動花鍵軸列為固定探傷項目。防止因裂紋產生斷裂而導致故障的發生。

5 結論

綜上所述，通過加強對操作人員的技能培訓，減少人為差錯的發生；強化故障點的控制以及對壓力信號器的深化修理；控制好系統的污染度；確保不因組合傳動發電機的修理質量導致電源系統故障的發生。

6 致謝

對所有支持和幫助過我的各位領導和同仁表示忠心的感謝！

【參考文獻】

[1]張利平.液壓傳動系統設計要點[M].化學工業出版社.2015.

[2]朱其順.機械故障分析及應對措施[J].礦業工程[J].2008-8，3（4）：46.

[3]劉亞雄，吉曉波，董乃峰.發電機故障分析方法研究[J].山西電力技術，1999-8，4：1-4.