A燃油油位傳感器故障分析

1、A320燃油油位傳感器故障分析摘要闡述本公司A320機(jī)隊(duì)飛機(jī)燃油量指示與油位傳感系統(tǒng)的基本組成及原理。本文結(jié)合公司常見燃油油位傳感器故障，分析故障產(chǎn)生的原因，并利用相關(guān)故障現(xiàn)象及TSD數(shù)據(jù)，總結(jié)出一種快速準(zhǔn)確的判斷故障源的方法。關(guān)鍵詞 燃油，油位傳感器，TSD前言燃油的準(zhǔn)確計量與控制是民航客機(jī)安全飛行的重要保障。對于A320飛機(jī)燃油系統(tǒng)來說，系統(tǒng)包含了多部計算機(jī)以及大量功能各異的傳感器，這些傳感器工作狀態(tài)的準(zhǔn)確與否將直接影響到燃油系統(tǒng)控制的準(zhǔn)確性，進(jìn)而影響整個飛機(jī)的飛行安全。由此可見，快速準(zhǔn)確的排除傳感器故障，對保障飛行安全有著重要的意義。但是這些傳感器是依靠接口計算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，而B

2、ITE測試并不能對傳感器故障準(zhǔn)確定位，由于這些傳感器都安裝在油箱內(nèi)，更換時需要排空油箱燃油，通過接近蓋板接近，蓋板安裝必須可靠防止燃油滲漏，工作量很大，這就要求我們維護(hù)工作者在判斷故障上一定要準(zhǔn)確無誤。 本公司安全運(yùn)營的9年多的時間里，飛機(jī)多次發(fā)生燃油油位傳感器的故障。下表是公司近幾年內(nèi)更換過燃油油位傳感器的信息。 故障編號機(jī)號日期故障缺陷維修措施更換部件F03555442B69712014-04-17PLR:FUEL LVL SENSOR FLSCU1 7QJ/左發(fā)滑油溫度高依據(jù)TSM79-00-00-810-805-A排故，依據(jù)AMM28-46-16PB401更換ove

3、r flow傳感器（FIN:28QJ1），檢查測試正常28QJ1F03561111B63202013-06-21PLR：FUEL LEVEL  SENSING R INN TEMP SENSOR 29QJ2依據(jù)TSM28-46-00-810-813-A排故，依據(jù)AMM28-46-17PB401更換（FIN：29QJ2）溫度傳感器，磅力49lbf.in,測試正常。29QJ2F02170221B65732012-04-06PLR: FUEL  LEVEL  SENSING   FLSCU1   7QJ根據(jù)AMM28-46-15P

4、B401更換左大翼油箱油量傳感器（27QJ1）檢查測試正常。27QJ1F01244251B63092010-03-07PLR:FUEL LEVEL SENSING L UNFULL SENSOR 24QJ1根據(jù)AMM28-46-15更換燃油油量傳感器24QJ1，測試正常無滲漏24QJ1F00304801B63102008-05-22PLR:FUEL LEVEL SENSING FLSCU2 9QJ根據(jù)AMM28-46-15更換燃油油位傳感器23QJ2，測試正常。檢查接近面板無滲漏。23QJ2正文一、燃油指示與傳感系統(tǒng)簡介燃油指示包括三個子系統(tǒng)：燃油油量指示（FQI）系統(tǒng)（提供單獨(dú)的燃油油量指示

5、和總?cè)加陀土恐甘荆?，受控于FQIC計算機(jī)。磁性位置指示器（MLIs）（飛機(jī)在地面時作為備用系統(tǒng)用來估算燃油油量）。燃油油位傳感系統(tǒng)（FLSS），系統(tǒng)能夠發(fā)出指示和警告信號（當(dāng)燃油達(dá)到特定的油位和穩(wěn)定時），受控于FLSCU計算機(jī)。燃油油量指示系統(tǒng)用來測量處在不可用和溢流范圍之間的總?cè)加陀土?。每個油箱內(nèi)安裝一組電容式燃油探頭，電容值隨燃油深度變化而變化，F(xiàn)QIC定期測量所有燃油探頭的電容值，然后通過傳感器的電容值找到油箱內(nèi)的燃油容積，再利用3個比重計得到的燃油密度計算出燃油量。燃油油位傳感器系統(tǒng)（FLSS）有燃油油位傳感器、燃油溫度傳感器和兩個油位傳感控制組件(FLSCU)。燃油油位傳感系統(tǒng)（FL

6、SS）提供：高油位傳感、低油位傳感、滿油位傳感、非滿油位傳感、溢流油位傳感、溫度傳感、用于冷卻整體驅(qū)動發(fā)電機(jī)（IDG）的燃油再循環(huán)的關(guān)斷、大翼油箱內(nèi)部的燃油傳輸控制。燃油油位傳感器位于油箱內(nèi)。FLSCU通過持續(xù)監(jiān)視燃油油位傳感器并使用這些信號的狀態(tài)判斷其是干或者濕。FLSCU通過來自燃油油位傳感器提供的數(shù)據(jù)對燃油再循環(huán)系統(tǒng)、主燃油泵系統(tǒng)和加油系統(tǒng)進(jìn)行控制。該系統(tǒng)有受油位傳感器控制組件（FLSCU）連續(xù)監(jiān)控的油位傳感器。傳感器安裝在油箱的不同位置以提供低油位到溢流油位范圍之間的燃油油位數(shù)據(jù)。FLSCU向傳感器的電阻元件提供一個電壓。當(dāng)電壓返回到FLSCU，它通過比較一個特定參考值來發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的傳感

7、器是干或是濕。FLSS使用燃油油位數(shù)據(jù)來：當(dāng)飛機(jī)在地面上加油和傳輸燃油時，控制加油活門的操作；確保大翼油箱內(nèi)燃油油位，從發(fā)動機(jī)經(jīng)由再循環(huán)系統(tǒng)返回來的燃油（來自中央油箱）沒有增加到滿刻度之上；確保當(dāng)大翼外油箱有燃油時，在大翼內(nèi)油箱的燃油沒有減少到小于低油位；給出燃油低油位警告到發(fā)動機(jī)/警告顯示系統(tǒng)（EWD）。FLSCU具有以下功能：提供一個電流，用來保持每個傳感器的安全限制值；一個探測電路，用來發(fā)現(xiàn)傳感熱敏電門何時處于燃油之中；一個開關(guān)比較器，它具有繼電器觸點(diǎn)輸出信號和邏輯輸出信號；一個故障檢測電路，用來連續(xù)檢測傳感器或線路是否出現(xiàn)短路或是短路（并輸出使繼電器移動到故障安全鎖定狀態(tài)）；由FQI計

8、算機(jī)控制并監(jiān)測的BITE，用來執(zhí)行燃油系統(tǒng)傳感器的測試。油位傳感器是一個帶有三角形安裝盤的探頭。在探頭上安裝了一個熱敏電阻。探頭里孔讓燃油流進(jìn)熱敏電阻。傳感器還包括了一個速斷熔絲，用來防止油箱出現(xiàn)危險的狀況。傳感器組件安裝在一個翼肋上。當(dāng)電流流過熱敏電阻時，熱敏電阻溫度上升，熱敏電阻的阻值隨著溫度的變化而變化。當(dāng)傳感器浸在燃油中時，溫度的增加量小于暴露在空氣中增量。FLSCU利用傳感器的電流值與特定值相比較，來判斷相應(yīng)傳感器的干濕狀態(tài)。飛機(jī)油位傳感器位置如圖1-1所示。通過安裝在不同位置的傳感器來給出低油位到溢流油位范圍之間的燃油油位數(shù)據(jù)。主要功能分別是：高油位傳感器安裝在每個油箱的頂部附件。

9、但高油位傳感器變濕時，F(xiàn)LSCU發(fā)出離散信號關(guān)閉加油活門并引起加油面板上相關(guān)的HI LVL燈亮。每個大翼油箱有三個750kg燃油油位的低油位傳感器，持續(xù)干燥30秒FLSCU送一燃油低油位警告道ECAM。中央油箱有兩個130kg燃油油位的低油位傳感器安裝在油箱左右兩側(cè)最低點(diǎn)的旁邊。低油位傳感器可以控制中央油箱燃油泵的自動操作。當(dāng)傳感器中有一個已經(jīng)干燥達(dá)5分鐘時，F(xiàn)LSCU向相關(guān)的燃油泵發(fā)送一個停止信號。FLSCU使用滿油位傳感器和非滿油位傳感器用來控制中央油箱泵的自動操作。滿油位傳感器保證大翼油箱燃油油位不會增加超過滿刻度。非滿油位傳感器數(shù)據(jù)用來確保大翼油箱油位在滿刻度以下不少于500kg（中央

10、油箱有油）。溢流傳感器安裝在大翼通風(fēng)油箱中，當(dāng)其變濕時，F(xiàn)LSCU將信號發(fā)送到FDAEC以關(guān)閉FRV（并因此停止再循環(huán)系統(tǒng)）。IDG關(guān)斷傳感器安裝在大翼油箱底部當(dāng)燃油油量低于280kg時，IDG關(guān)斷傳感器停止冷卻IDG。FLSCU將信號發(fā)送到FDAEC以關(guān)閉FRV（并停止再循環(huán)系統(tǒng)）。燃油溫度傳感器安裝在油箱最低部附近，給出相鄰區(qū)域燃油是否過熱，當(dāng)超過特定值后，F(xiàn)LSCU將信號發(fā)送到FDAEC以關(guān)閉FRV，并停止再循環(huán)系。二、故障實(shí)例分析首先我們簡要分析一下最近一次更換燃油油位傳感器的排故過程。MIS系統(tǒng)中關(guān)于B6971 燃油油位傳感器相關(guān)故障現(xiàn)象及處理措施詳見圖2-1。圖2-1 B

11、6971相關(guān)故障信息2014年4月13日，B6971飛機(jī)PFR有“FUEL LEVEL SENSING FLSCU1(7QJ)”故障信息，此故障可以通過拔跳開關(guān)重置計算機(jī)，我們通過測試、更換FLSCU1（7QJ）以及對串計算機(jī)判斷故障，故障一直未消除。此故障并非FLSCU計算機(jī)故障，很可能是由于某燃油傳感器失效所致。通過對串以及更換計算機(jī)排除了7QJ故障的可能。17號通過監(jiān)控到左發(fā)滑油溫度高從而根據(jù)TSM79-00-00-810-805-A進(jìn)行排故。通過將兩個故障聯(lián)系起來，我們可以發(fā)現(xiàn)FRV的關(guān)閉會使得燃油再循環(huán)系統(tǒng)停止工作，從而造成IDG滑油溫度的上升，而非正常的高滑油溫度也會引起發(fā)動機(jī)的滑

12、油溫度升高。那么判斷是何原因使得FRV關(guān)閉就是找出故障源的重點(diǎn)，通過燃油傳感器中的原理介紹，我們可以知道引起FRV關(guān)閉的有三種方式，第一種是溢流傳感器，當(dāng)其變濕時，F(xiàn)LSCU將信號發(fā)送到FDAEC以關(guān)閉FRV；第二種是當(dāng)燃油油量低于280kg時，IDG關(guān)斷傳感器停止冷卻IDG。FLSCU將信號發(fā)送到FDAEC以關(guān)閉FRV；第三種是燃油溫度傳感器當(dāng)超過特定值后，F(xiàn)LSCU將信號發(fā)送到FDAEC以關(guān)閉FRV。我們可以通過燃油量高于280kg，且無燃油低油位警告排除IDG關(guān)斷傳感器。而燃油溫度傳感器指示外油箱超過55或內(nèi)油箱超過52.5會有指示，溫度過高ECAM會有警告。現(xiàn)在可能性最大的就是溢流傳感

13、器失效給出的假信號使得FRV關(guān)閉。我們可以對4047VC1電插頭的A釘與B釘?shù)碾娮铚y量是否在330-480 歐姆來確定傳感器的好壞。最終我們通過更換溢流傳感器排除故障。同樣根據(jù)TSD數(shù)據(jù)各傳感器的狀態(tài)與圖2-2溫度傳感器實(shí)際狀態(tài)做比較，也可以排除溫度傳感器故障的可能性（若N6/M3是 0，表明未超溫，與SD 燃油頁面中的溫度比較便可判斷溫度傳感器是否故障）。 圖2-2 溫度傳感器各參數(shù)下面我們通過B6310飛機(jī)更換右大翼滿油位傳感器23QJ2為實(shí)例（詳見圖2-3），重點(diǎn)講述一下利用TSD數(shù)據(jù)排查燃油傳感器故障的重要意義。排故過程分析：3月11日PFR跳出

14、“FUEL  LEVEL SENSING FLSCU2 9QJ”故障信息。航后首先本機(jī)對串FLSCU。檢查正常。3月15日故障再次出現(xiàn)，根據(jù)TSM28-46-00-810-807清潔4040VC2插座，測試正常。請繼續(xù)觀察。3月19日故障再次出現(xiàn)，根據(jù)TSM28-46-00-810-818要求檢查有FLSCU  TSD上E2為“1”，本機(jī)對串FLSCU,測試正常。并初步判斷23QJ2故障。4月13日故障再次出現(xiàn)，為證實(shí)故障本機(jī)對串FLSCU，測試正常。4月29日故障再次出現(xiàn)，為判斷故障本機(jī)對串FLSCU，測試正常。5月22日，更換燃油油位傳感器23QJ2,測試正常，接近蓋板

15、無滲漏。監(jiān)控數(shù)日，故障信息未再次出現(xiàn)。通過上述的排故過程，我們可以知道通過幾次對串計算機(jī)以及清潔電插頭排除這些故障件的可能后，主要的將排故重點(diǎn)轉(zhuǎn)向通過利用TSD數(shù)據(jù)了解分析故障件。值得我們注意的是“NOTE: A high Level Sensor will show a default status WET if not powered. To power the High-level sensors, open the refuel panel door, or select cockpit refuel (if fitted).”我們在獲取TSD數(shù)據(jù)前，需要對高油位傳感器供電，必須打開加

16、油面板或者駕駛艙選擇加油開關(guān)（如果安裝）。不然高油位傳感器不上電的話，會錯誤的顯示濕狀態(tài)。圖2-4 FLSCU Trouble Shooting Data根據(jù)圖2-4我們可以知道，當(dāng)E2為1時，說明FLSCU2 Fail with no monitor，也就是說FLSCU2中有傳感器在該通道上電測試時至少失效一次，即FLSCU2失去了監(jiān)控功能，雖然FLSCU2沒有輸出時哪個傳感器故障，但是這個“FUEL  LEVEL SENSING FLSCU2 9QJ”故障信息的頻繁出現(xiàn)，極有可能是由于存在某一個油位傳感器故障所致。通過FQIS的輸出代碼可以知道飛機(jī)各油箱的燃油量（如圖2-5），我

17、們可以根據(jù)各油位傳感器狀態(tài)對應(yīng)的機(jī)載燃油量（如圖2-6）與實(shí)際FQIS離散輸出的傳感器狀態(tài)（如圖2-7）做對比，來確定哪一個傳感器輸出信號與實(shí)際油量對應(yīng)不符，此傳感器便是故障件。對比發(fā)現(xiàn)B6310飛機(jī)23QJ2傳感器位置與實(shí)際不符，初判斷為故障件，我們再通過測量電插頭4040VC2的h釘與x釘之間的電阻值是否330-480歐姆，進(jìn)一步確定其是否故障。這樣確保我們判斷的準(zhǔn)確性，避免不必要的飛機(jī)停場。圖2-5 FQIS Input Parameters圖2-6 各油位傳感器狀態(tài)對應(yīng)的機(jī)載燃油量圖2-7 FQIS Discrete Inputs三、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)我將公司開航9年來的燃油油位傳感器

18、故障的排故過程經(jīng)過梳理，基本的排故思路總結(jié)如下：首先，對FLSCU計算機(jī)進(jìn)行對串，目的排除計算機(jī)故障的可能性。其次，利用TSD數(shù)據(jù)分析故障，通過FQIS輸出的各傳感器干濕狀態(tài)與機(jī)載燃油量對應(yīng)傳感器狀態(tài)進(jìn)行對比，從而初步判斷出故障傳感器。然后，我們對初步判斷為故障件的傳感器進(jìn)行的電阻值進(jìn)行測量，這樣確定傳感器是否確實(shí)為故障件。通過上面的總結(jié)，我們可以了解到，TSD數(shù)據(jù)的分析可以讓我們準(zhǔn)確快速的確定故障件，在實(shí)際工作中，我們應(yīng)該善于利用排故數(shù)據(jù)，和故障現(xiàn)象，利用數(shù)據(jù)和現(xiàn)象加之原理分析，可以幫助我們理解故障原因，從而準(zhǔn)確快速的排除故障。TSM中的排故過程洋洋灑灑寫了一堆，主要的思路基本和我們總結(jié)的一致，我們在工作中不斷的學(xué)習(xí)總結(jié)，化繁為簡，尊重排故手冊，更應(yīng)該深層次的去理解和利用手冊，這樣才能在實(shí)際工作中不斷提高效率。燃油傳感器故障我們排故要準(zhǔn)確慎重，因?yàn)閭鞲衅鞫及惭b在油箱內(nèi)部，對于傳感器的更換需要將燃油箱排空通風(fēng)，通過接近蓋板接近，換好后還要封膠檢查密閉性。這些工作需要長時間的停場時間，對于低成本