增强型A320飞机电源系统的维护经验.docx
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增强型A320飞机电源系统的维护经验
增强型A320飞机电源系统的维护经验
发布日期:
2011-09-13
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摘要:
增强型A320飞机电源系统尽管已经很成熟了,但在我们维护的过程中,还是遇到不少电源系统的故障,比较常见的就是GCU、GAPCU、和IDG的故障,现在将我们的宝贵经验总结出来与各位同行分享。
关键词:
GCU(发电机控制组件)IDG(整体驱动发电机)GAPCU(地面电源和APU电源控制组件)
XX公司目前执管着12架增强型A320飞机。
增强型A320飞机电源系统选装了增强型电源系统(EEPGS--Enhancedelectricalpowergenerationsystem),主要体现在将老A320的辅助动力装置发电机控制组件(APUGCU)和地面电源控制组件(GPCU)组成为一个单一的组件----地面和辅助动力控制组件(GAPCU);其次,电子发电机接口组件(EGIU)和发电机控制组件(GCU)集合成两个新型的GCU,分别控制监控两个IDG。
EEPGS新组件的成功应用,其成本将比老A320安装的组件更低,性能将更可靠,使航空公司的直接维修成本降低。
尽管系统相当成熟,但在我们维护的过程中,还是遇到不少电源系统故障,比较常见的就是IDG、GCU及GAPCU故障。
一、 增强型A320飞机电源系统原理简介:
交流电源主要从两个发动机传动的整体驱动发电机(IDG)和APUGEN获得(见图1)。
IDG由恒速传动装置(CSD)和发电机(GEN)组成。
两个GEN均由各自GCU控制监控。
GCU从发电机接受并处理参数信号,若参数正常,则发出一信号控制相应发电机的GLC(发电机馈线接触器)工作,从而将电源正常输出。
相反,当参数不正常,GCU控制相应部件进行调节、作动或断开发电机的输出。
对于地面电源及APU电源,则是由GAPCU控制监控。
GAPCU与GCU功能基本一样。
图1 增强型A320飞机电源系统原理简图
1、GCU/GAPCU的简单原理:
图2 GCU及发电机工作原理简图
GCU具有如下主要功能:
• 调节发电机电压;
• 调节发电机电源输出频率;
• 调节发电机的转速;
• 发电机的控制及保护;
• 提供信号给SDAC以ECAM显示;
• 通过GAPCU,提供信息给CFDS。
其NVM还可记录7个航段的故障信息。
图3 GCU监控参数
从图3可以看出,当GCU监控到下列参数异常时,实施保护控制,脱开IDG或断开发电机输出,从而有效的保护IDG:
• 滑油出口温度:
ECAM上有温度指示。
若温度:
达到142℃,ECAM上出现Advisory信息;
达到185℃,警告且故障灯亮,要求人工脱开。
可人工地面复位。
若温度达到185℃未脱开,则温度上升到200℃时,IDG将自动热脱开。
这种情况人工不能脱开、不可复位,IDG必须更换。
• 滑油压力:
由滑油压力电门向GCU提供信号。
在发动机转速正常情况下,出现IDG内滑油压力<140psi,要求人工脱开IDG。
• 欠速:
当IDG输入轴转速信号低于规定范围值时,GCU通过伺服活门继电器(SVR)控制IDG内的伺服活门(SV)进行调节。
出现欠频时,复位发电机电门无效。
• 过压:
探测到V达到130±1.5V,GCR、PRR跳开。
反延时作动。
• 过频:
探测到F达到435±1HZ,延迟4.5s,GCR、PRR跳开。
• 过载/过流:
由电流互感器(CT)发出信息给GCU。
ECAM警告且对过载有故障指示。
• 差动保护:
由电流互感器(CT)发出信息给GCU。
当有差动电流量50+10A,80ms时,跳开GCR、PRR。
2、整体驱动发电机IDG的简单原理(图4):
IDG由恒速传动装置(CSD)和发电机(GEN)组合而成。
通过QAD(quickattachdetach)安装在附件齿轮箱上,便于拆装。
IDG由附件齿轮箱传动,进而传动发电机发电输出。
其监控保护由GCU完成。
IDG由IDG滑油系统进行冷却和润滑,包括自带的滑油回路及一燃油/滑油热交换器。
当回油滤出现堵塞时,DPI(deltapressurepop-outindicator)指示器将会自动弹出,此时应检查回油滤污染情况,视情维修。
飞行中,当出现故障时,空中可通过35VU(见后面图9)上相应电门人工脱开IDG;空中一旦脱开,只有在地面通过人工复位环才能复位;由于GCU的抑制信号,在地面人工不能脱开IDG。
图4 IDG简图
二、IDG、GCU及GAPCU故障总结:
在我公司A320机队中,电源系统故障率相对别的系统还是比较大的。
从05年7月至今,据不完全统计,由于GCU失效而导致的故障有26次,由GAPCU失效而导致的故障有9次,而IDG失效而导致的故障有2次。
1、GCU和GAPCU的故障:
在维护工作中,机组一般都反映电源不能正常接通,有时复位发电机电门可以正常接通,但有时复位后接通仍无效,且有下列现象:
ECAM页面:
GEN1
(2)FAULT信息(APU出现APUGENFAULT信息)
航后报告:
24-22-34GCUx(1XUx)或者24-41-34GAPCU信息
故障数据:
FAILSAFE字样,且数字列阵中,第一个为“0100”
该故障一旦出现,相应的发电机则不供电。
飞行机组可复位一次,若不成功,则要考虑获取其他的电源。
在航材充分的情况下,我们首选更换GCU,更换GCU后一般故障不再出现。
针对这种现象,空客公司也作了大量的数据统计。
据空客TFU信息,这种现象易发生在件号为767584J的GCU和件号为1700667D的GAPCU。
将故障的GCU、GAPCU提交维修单位,发现造成这种故障的原因——GCU或GAPCU探测到供电电源超限产生“FAILSAFE”信息,且将“0100”存储到一静态存储器(SRAM)中。
空客TFU中要求一旦出现该故障信息,必须将故障件送交维修厂家进行抹除。
且故障易出现在下表情况:
名称
件号
序号范围
GCU
767584J
AAAY001992和AAAY002006---AAAY003472
GAPCU
1700667D
AADU001647、AADU001653和AADU001679--AADU002409
2、IDG的故障:
关于IDG的故障,目前为止,湖南公司A320机队仅出现了两次。
一次是06年9月20日,B-6272飞机空中反映2发IDG低滑油压力,接着2发断电。
落地后ECAM出现“GEN2FAULT”,检查发现2发IDG滑油滤被金属屑堵死,更换IDG后正常。
另外一次07年8月份,B-6253因断电导致两次中止起飞,具体情况如下:
(1) 故障现象:
2007年8月2日,B-6253飞机执行CZ3142航班在北京起飞滑跑过程中,因2#发电机断电,机组中止起飞,复位2#发电机电门后,工作正常,继续执行航班。
航后更换了GCU,测试正常。
CFDS故障信息:
IDG2(E2-4000XU)和SERVVLV/GCU2(1XU2)
8月6日,该机在长沙出港正常,但在执行CZ3141航班,于湛江起飞滑跑过程中,再次出现2#发电机断电现象,故障信息为:
ELECGEN2FAULT,机组中止起飞,复位发电机电门后正常。
CFDS故障信息仍然是:
IDG2(E2-4000XU)和SERVVLV/GCU2(1XU2)。
航后再次更换了GCU,测试正常。
(2)分析、排故经过:
由于发生了两次中止起飞的事件,我们也不敢掉以轻心,召开了专题空地协调会,建议机组不关APU起飞。
同时与厂家代表积极联系,询问换下的两个GCU的修理情况。
厂家代表也很重视,专程来长沙与我们共同研究。
在得知换下的两个GCU检测都没有故障的情况后,我们立即将B-6253飞机的右发IDG换下,并快速送厂家鉴定分析,经厂家分解检查后发现泵马达组件上的控制装置中的锥形弹簧断裂(见图5),分析认为因该弹簧断裂导致永磁发电机超频,继而使得IDG保护电路作动是导致该机断电的根本原因,IDG的修理报告见附件。
图5 锥形弹簧断裂的情况
由此可见,对于电源系统瞬时断电的故障,不一定都是由GCU引起的,应该具体问题具体分析。
对于整个机队的GCU拆换频率过高,也应该仔细分析,不能一概认为是GCU的可靠性不高和修理质量不高,应该仔细分析和研究GCU的修理报告。
3、关于GAPCU的故障:
GAPCU是增强型A320飞机电源系统所独特的,就是将以前的APU的GCU与以前的地面电源控制组件合二为一(见图6)。
这样合二为一有减少电子设备、减轻飞机的重量的好处,但是这样设计存在不科学的地方,存在这样的可能性:
当GAPCU故障时,APU无法向飞机供电,地面电源也因为GAPCU故障而无法向飞机供电,这样飞机就只能停场排故了。
我们就曾经遇到短停飞机落地后,由于GAPCU故障,APU起动好后无法向飞机供电,插上地面电源车后,地面电源也接不通,换另外一台电源车,地面电源仍然接不通,最后飞机只好先停下发动机。
后来我们通过查阅MEL,发现APU供电故障后,要使用地面电源供电以前,APU的主电门必须放在“OFF”位。
我们这才发现插电源车时,APU没有停车,APU的主电门仍然放在“ON”位,所以才导致地面电源也接不通。
因此我们获得了一条宝贵经验:
由于GAPCU故障而导致APU不能正常供电后,要想地面电源供电正常接通,APU的主电门必须放在“OFF”位。
图6 GAPCU控制示意图
三、增强型A320飞机电源系统的维护经验:
1、GCU/GAPCU的拆卸/安装注意事项:
在拆装GCU和GAPCU时,只能使用地面勤务电网给飞机提供交流电和直流电,如果有关的电网没有隔离,在拆装时就有可能造成设备的损坏。
2、IDG的拆装维护经验:
确保IDG在脱开模式工作不能超过50小时,如果超过必须更换IDG并把拆下的IDG送厂家做仔细检查,因为存在损坏输入轴的滚珠轴承组件的危险。
(1)拆卸注意事项:
• 待发动机充分冷却后再进行拆卸。
发动机停车一小时内温度还是很高的,避免烫伤。
• 在拆装IDG时应小心,它最大重量达57.42kg。
• 不要用IDG导线做把手。
如果IDG导线被拉松,它能引起导线或发动机的损坏。
拆导线之前,在全部导线上做好标记。
导线错误的连接将造成设备损坏。
如果发现电插头有明显的电弧痕迹,需更换吊架上的线束(见图7)。
图7 IDG的导线束
• 注意正确地支撑IDG,以水平直线方向拉出IDG,如果过高的提起IDG或不能充分的支撑IDG,将导致输入封严的损坏。
(2)安装注意事项:
• 确保正确地安装IDG,否则会引起结合面的损坏。
• 不要使用外部零件拉起或提起IDG,否则将造成IDG损坏。
确保管路没有扭转,否则会损坏管路。
确保接头没有扭曲,否则会造成IDG螺纹损坏。
• (见图8)安装IDG的导线和插头时,如垫圈安装不正确,接线桩会变热和烧蚀。
方垫圈必须安装在IDG输出导线和接线桩之间,圆形垫圈必须安装在相位电缆和螺帽之间。
安装插头时,注意:
图8 IDG的安装
① 当拧紧插头时力矩值增加,到完全接合后插头发出卡嗒声;
② 导线端部有标记。
• 拧紧滑油进/出口管路时,使用两个扳手固定接头,否则会传送太大的扭矩到IDG管接头,损坏IDG凸缘。
• 只有当故障信息不再存在时,IDGFAULT灯才会灭;此时发电机琥珀色FAULT灯亮。
3、发动机静态时IDG脱开和衔接功能的操作测试的注意事项:
• 起动发动机前需人工复位IDG脱开机械装置,以免发动机起动时损坏啮合齿。
• 在地面做脱开测试时,将GCU跳开关拔出以解除GCU所产生的欠速条件抑制信号。
脱开IDG:
按压电源面板上IDG(红色保护盖)电门,但按压不得超过3s;且两次按压之间不得少于60s,防止脱开线圈过热损坏。
需要两个人做该测试:
一人保持脱开复位环,另一人按压驾驶舱电源控制板35VU(图9)上的IDG按钮电门。
图9 35VU面板
• 如果在按手册中的要求不能复位IDG脱开机构,需要更换IDG。
4、排放IDG滑油、报废滤芯并更换的注意事项:
• 如果排出的滑油有燃油味,完成滑油化学污染后IDG的勤务,如果认为排出滑油的状况不正常,对排放的IDG滑油做抽样检查。
• 检查滤芯时(图10),建议目视检查IDG滑油滤是否有污染、屑末。
• 在安装滤盖之前确保组件固定在IDG回油滤滤杯内,不要通过拧紧滤子盖上的螺钉迫使油滤器组件进入壳体。
• 在雨天、有雾或者潮湿的状况下,在加油程序期间应小心以防止IDG滑油被水污染。
• 如冷转发动机,在做检查之前确保滑油量是稳定的。
如环境空气温度小于20°C,油量在30分钟后才能保持稳定。
因此在这之前,在油窗上的油量指示将是不正确的。
在不准确时添加滑油,会引起IDG失效的危险。
当IDG中滑油太多或不足时不得运转IDG,否则将引起IDG的损坏。
• AMM20-34-00中给出批准使用的IDG滑油品牌名称。
IDG加滑油或者补加滑油时,必须使用新滑油。
图10 IDG的滑油滤
结束语:
要将增强型A320飞机电源系统维护好,首先要掌握好该系统的原理,了解系统部件的结构和功能,熟知飞机目前的状况;其次要获得准确的信息,包括飞机的故障、厂家、部件修理报告等信息;再就是要熟知维护手册,严格地按手册去维护飞机;最后就是要不断地总结经验,同时吸取他人的先进经验,取长补短,才能更好地完成我们的维护工作。
附:
B-6253飞机右发IDG的修理报告:
厦门汉胜秦岭宇航有限公司
HAMILTONSUNDSTRANDQINLINGAEROSPACE(XIAMEN)LTD.
工程分析报告
ENGINEERINGANALYSISREPORT
合同号ContractNo.:
HS270308778 工作指令号WorkOrderNo.:
CSX20070823A
客户Customer:
ChinaSouthernChangshaBranch 件名Description:
IDG
序号S/N:
AAB3001126 飞机型号A/CType:
A320 飞机编号A/Cnumber:
B6253
接收件号P/NReceived:
1706903 接收日期DateReceived:
2007-8-23
发送件号P/NShipped:
1706903 完成日期DateCompleted:
总运行时间TSN:
6116 上次修理后使用时间TSR:
N/A 上次翻修后使用时间TSO:
N/A
客户要求CUSTOMERREQUEST:
Repair
客户声明CUSTOMERSTATES:
断电
飞机自检数据BITEDATA:
N/A无法获得
进行故障验证测试VERIFICATIONTESTED是YES
是否确定拆下原因REMOVALREASONVERIFIED是YES
测试检查INSPECTIONTESTS
静态漏油检查STATICLEAKCHECK:
合格PASS
漏油位置LOCATION:
不适用N/A
脱开功能测试DISCONNECTIONFUNCTIONALCHECK:
合格PASS
回油滤流通性检查SCAVENGEFILTERFLOWCHECK:
15 psi 6 gpm
注释COMMENT:
干净CLEAN
静态电气检查STATICELECTRICALCHECK:
合格PASS
电气连线检查ELECTICALHARNESSCHECK:
合格PASS
目视检查VISUALINSPECTIONS
接收时是否已经脱开DISCONNECTEDASRECEIVED:
没有No
回油滤压差指示器是否弹起SCAVENGEDPIACTUATED:
没有No
注油滤压差指示器是否弹起CHARGEDPIACTUATED:
不适用N/A
热熔阀是否已经打开THEMALVALVEACTUATED:
不适用N/A
磁性金属探测器状况MAGNETICCHIPDETECTORCONDITION:
不适用NOTAPPLICABLE
输入轴是否剪断INPUTSHAFTSHEARED:
没有No
修理级别REPAIRLEVEL:
MinorRepair
故障分析FAILUREANALYSIS:
CONICALSPRINGONCONTROLUNITOFPUMPANDMOTORASSEMBLYWASBROKENWHICHCAUSEDPMGOVERFREQUENCY.泵马达组件上的控制装置中的锥形弹簧断裂导致永磁发电机超频。
主要故障PRIMARYFAILURE:
CONICALSPRINGONCONTROLUNITOFPUMPANDMOTORASSEMBLYWASBROKENWHICHCAUSEDPMGOVERFREQUENCY.
其它故障情况SECONDARYFINDINGS:
INPUTSEAL:
Inputcarbonsealwasblisteredonthesealingface;theinputcarbonsealwasscrap.Sealingfaceontheinputshaftwasscratched,andwaslapped.输入轴碳封圈密封面产生浮泡;碳封圈报废。
输入轴上的密封面划伤,研磨修复。