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某型飞机环控系统调节活门故障分析
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葛俊乐婷宋冬
【摘要】环控系统保障飞行员及电子设备的工作环境,出现故障将会影响飞行安全。针对某型飞机环控系统调节活门故障,分析其工作原理,排查其故障原因,并对故障原件——微动开关进行深入分析,并提出改进措施,为同类型产品维修工作提供参考及借鉴。
【关键词】环控系统;调节活门;微动开关;故障
:V245.3:A:2095-2457(2019)29-0024-003
DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.29.010
在飞行过程中,飞机环控系统向座舱输入一定压力、温度的新鲜空气,满足飞行员的生理需求,同时防止飞机挡风玻璃凝结水汽。同时,环控系统冷却设备舱,保证电子设备的正常工作。某型飞机环控系统自高压压气机第七级引气,高温高压引气分为“冷路”和“热路”两条流路,“热路”空气经过调节活门后与“冷路”空气汇合,输送到飞机座舱中,并使座舱温度自动保持在15~25℃。调节活门通过电动机构驱动机械活门,调节热空气的流量,从而保证座舱温度满足要求。
由于调节活门工作环境温度较高,在飞机外场工作过程中,经常出现调节活门故障,影响飞机环控系统的正常工作,甚至危及飞行设备乃至飞行人员的安全。因此,针对该型飞机出现的调节活门,本文对故障现象进行深入分析,并提出排故措施,为环控系统排故提供参考。
1故障现象描述
某型飞机在外场地面开车过程中,环控系统工作出现故障。改变调节活门的活门开度以调节进入座舱的热空气流量时,发现调节活门极限位置指示灯无法正常工作,活门关闭位置处指示灯始终未亮。在外场初步判断调节活门发生了卡滞现象,因此更换调节活门并将其故障件返回公司修理。
2调节活门工作原理
调节活门由机械活门与调节电机组成,其原理图如图1所示,图中零件5为电机,零件11为球形阀门。电机输出轴与球形阀门啮合,带动球形阀门转动。调节活门工作时,按照温度调节规律向电机提供电操纵信号,电机输出轴从而向右或向左旋转并转动球形阀门,以减小或增大机械部分热空气流道的面积,从而改变进入飞机环控系统热空气的流量。
3故障排查
根据调节活门工作原理,编制调节活门故障树如图2所示,引起调节活门卡滞、极限位置指示灯未亮的原因可能有以下几种情况。
图1调节活门原理图
图2调节活门故障树
1)机械故障:机械部分球形阀门旋转过程中与壳体之间的摩擦阻力过大,球形阀门在某一位置发生卡滞,导致极限位置指示灯不亮。
2)电机故障:由于碳刷、转子或机械传动部分出现故障导致直流电机无法正常工作,从而导致指示灯工作失常。
3)电器故障:电机电路上导线、插头或微动开关等故障,导致指示器所在线路无法形成通路,导致故障发生。
图3调节活门卡滞故障排查流程
调节活门故障件返回公司后,检查球形阀门处于中间位置,按照图3排查流程进行故障排查。
将调节活门插头连接控制试验箱,线路顺利接通,并可以施加“左转”、“右转”指示信号,排除插头故障。
线路接通后,向调节活门施加“左转”、“右转”信号,电机正常旋转,排除电机故障。
调节活门运转过程中,球形阀门运转灵活无卡滞,排除活门机械故障。
当向调节活门施加“左转”信号,使其向“开”的方向工作,到达极限位置处,“打开”指示灯点亮;再向活门施加“右转”信号球形阀门关闭时,到达极限位置处,电机停止工作,观察球形阀门处于关闭状态,但未能点亮“关闭”指示灯。因此将产品故障点定位在“关”指示灯所在的电机线路中,回路中导线或微动开关接触不良或断路,从而导致故障现象的发生。考虑到导线断路难以定位,在排故过程中更换了关闭位置处的微动开关,重新运转调节活门,活门运转正常,“打开”、“关闭”位置处指示灯均能正常点亮,故障排除。
4故障原因分析
从调节活门原理及实验情况分析,故障点基本定位在微动开关上。为了进一步查找微动开关的故障原因,对微动开关工作原理进行分析,并继续对微动开关进行相关实验。
4.1工作原理
调节活门依靠电机带动旋转工作,通过凸轮将外部机械力作用于开关柱塞上,从而压缩簧片使之运动使得动触点与定触点快速接触或脱离。如图4所示,为调节活门上微动开关原理图,当球形阀门运动到极限位置时,在凸轮施加的动作力作用下,开關柱塞向下运动,压缩簧片使微动开关动触点与定触点2、3快速接触,接通指示器所在回路;撤去作用力后,簧片上产生反向的释放力,在释放力的作用下开关柱塞回归原位,微动开关回归自由状态,接通微动开关1、4触点,指示灯熄灭,电机开始旋转运动。
图4微动开关原理图
4.2性能测试
图5微动开关主要性能参数
图5所示为微动开关主要性能参数示意图,拆下调节活门的微动开关后,采用专业千分尺测试分别测量样件的预行程、超行程、差动行程,采用测力计测试产品作动力和释放
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