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A320 备用刹车故障分析
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PART 1/故障背景

近期A320机队多次出现备用刹车故障,此故障表现形式为ECAM出现下述中的某一项警告:(1)BRAKES ALTN BRK FAULT; (2)BRAKES ALTN L(R)RELEASED; (3)BRAKES-N/WS MINOR FAULT;一般通过复位防滞电门消除警告信息,针对此故障进行分析 。




PART 2/备用刹车系统原理




当正常刹车故障或者正常刹车选择活门的下游压力下降,BSCU将给ABCU信号,启动备用刹车防滞功能。备用刹车(带防滞)功能是由ABCU(95GG)控制打开备用刹车选择活门,同时接收脚蹬传感器BPTU(103GG)的电信号与BSCU(10GG)的轮速传感器信号,计算出备用刹车伺服活门(DDV)的控制电流(CMD current),进而实现刹车压力的控制。

当BSCU失效,则由ABCU直接控制CMD current的大小(备用刹车失去防滞功能),控制DDV(97GG/98GG)的开度,确保刹车压力<1000psi,避免爆胎(此种情况,机组踩刹车时需通过观察三针指示器来控制刹车力度)。


DDV主要由电气驱动模块和液压模块两大部分组成;电气模块包含驱动电路、HYD transducer和Torque Motor(T-M);液压模块主要包含活门本体、T-M输出轴和HYD transducer接口、slidevalve、液压输入/输出接口和分配管路等。
电气模块从ABCU处获得28VC工作电压,并接收CMD current指令,HYD transducer持续监控port U处的service pressure并反馈给驱动电路,驱动电路将反馈信号与CMD current进行对比,计算并输出servo current给T-M,T-M控制slidevalve移动以获得设定的刹车压力。
通常飞机使用正常刹车时,由于ABCU没有给DDV输入CMDcurrent,T-M处于de-energized状态,T-M静子的永磁铁通过转子将slidevalve移动到RETURN位,使得Port U和R相连,直至PortU的输出压力(service pressure)减少至稳定在7 bar(102psi)。





PART 3/技术分析


1)

信息触发分析

通常情况下每次前起落架放下并锁定后,BSCU会对刹车系统进行功能测试,先测试正常刹车,正常刹车测试完成6秒后,BSCU会给ABCU发送指令,ABCU控制备用刹车选择活门99GG打开,并激活备用刹车伺服活门DDV,测试备用刹车功能是否正常(正常情况下会进行两次脉冲测试),如果测试发现故障,BSCU会记录相关故障信息,并触发警告。备用刹车系统故障根据触发的ECAM警告信息会有以下几种情况
(1) BRAKES ALTN L(R) RELEASED 

Detection : Loss of Alternate braking on one side.


(2) BRAKES ALTN BRK FAULT 

Detection : Loss of Alternate braking on both sides.


(3) BRAKES-NWS MINOR FAULT 
Detection : Minor Faults that do not affect the behaviour of the system but which need a maintenance action.



2)

QAR译码数据分析

备用刹车正常脉冲测试时的QAR数据如下图,数据显示,首次脉冲1440psi左右,二次脉冲992psi左右。


针对备用刹车故障,从QAR数据看主要以下四种形式:a.双低;b.双高;c.一正一高;d.压力为0。


双低



双高



一正一高



压力为0



3)

故障历史分析


  • 双低





B-**** 9月19日AIRMAN监控有BRAKESALTN L RELEASED警告信息,故障信息为BRK ALTNSERVOVLV(97GG)/ABCU(95GG)。落地询问机组落地复位防滞电门故障消失,地面执行BSCU测试正常。19日航后操作测试备用刹车系统工作正常,检查备用三针表指示正常。航后询问机组后续使用正常,执行备用刹车测试正常,检查有历史信息:BRKALTN SERVOVLV,有TSD代码:1520;读取SYSTEMDATA页面核实左备用刹车传感器数值APTL为2214,APTR为2204,均满足手册范围。20日航后更换ABCU,测试正常。
10月3日过站,故障再现,复位防滞刹车电门后正常,BSCU测试正常。3日航后更换左备用刹车伺服活门97GG,测试正常。4日航后更换备用刹车总管2853GM,测试正常。

分析:针对双低故障,根据整个排故过程分析总管中的穿梭活门故障,穿梭活门卡滞在停留刹车位,导致脉冲测试时压力没有建立起来,由于穿梭活门不是可更换件,需通过更换总管上级组件来排除。

另:针对双低故障,机队中还出现过检查发现为ABCU至DDV之间的线路磨损导致(晃动98GGA-7122VC线束里边均有磨损,完成临时修复。测试正常)。



  • 双高




B-**** 10月29日过站反映有备用刹车失效信息,复位防滞电门正常。航后依据AMM32-43-00进行备用刹车操作测试,读取压力为2122psi,手册要求2400-2700psi之间,测试不通过。为排除故障更换压力电门,测试压力依旧不满足,原件装回。读取BSCU1/2的TSD数据,在SYSTEM DATA页面读取APTL为2122PSI,手册标准145±10bar(2100±145psi)之内需要更换97GG活门。

30日,更换97GG,检查测试正常,备用刹车压力符合手册要求。

分析:针对双高故障,分析为伺服活门的调节功能失效导致脉冲测试时压力过高。


  • 一正一高




B-**** 2日过站机组反映关车时出现备用刹车FAULT信息,复位防滞电门信息消失,自检无信息。航后检查BSCU2 TSD有1560/1570代码,更换ABCU观察,测试正常。5日航后断开95GG的A插头和97GG的A插头,检查插头两端线束、销钉无松动,将2853GM备用刹车总管与A飞机对串,测试正常。
22日A飞机故障再现,航后完成更换97GG,测试正常,无滲漏。
分析:针对一正一高故障,对串备用刹车总管后故障转移,后续更换总管上的伺服活门故障排除,分析为伺服活门的调节功能失效导致。


  • 压力为0




分析:针对QAR数据中压力为0情况,打印TSD报告发现故障时刻TSD报告中压力指示为虚线(如下图),后续左右对串备用刹车压力传感器后,故障现象消失。




PART 4/厂家资料

1.根据厂家提供的资料世界机队还出现过伺服活门DDV和压力传感器插头腐蚀而导致触发备用刹车故障,目前厂家还在分析具体原因,由于集团未出现过相关案例,QAR具体表现形式未知,后续持续跟踪厂家调查进展。


2.根据厂家调查报告DDV部件失效的主要原因为电气模块的绝缘性出现问题,导致输入错误的电流,BSCU监控到活门失效后触发上述警告信息。




PART 5/排故建议




后续在排除备用刹车故障时根据QAR数据可以参考以下原则进行处理:
(1)如果译码QAR数据发现两次脉冲测试时,备用刹车压力没有上升,优先重点检查ABCU到DDV之间的线路,检查DDV伺服活门及压力传感器的插头是否存在腐蚀,通过量线及目视检查的方法隔离线路故障后,判断为穿梭活门卡滞,优先更换备用刹车总管。此类穿梭活门卡滞,也可在地面解除停留刹车后,人工缓慢踩备用刹车,观察压力变化和相应时间,来间接判断活门是否存在卡滞。(如特殊原因无法完成更换,作为缓解措施,可尝试地面反复切换停留刹车和备用刹车,使穿梭活门反复运动,避免短时间再次出现卡滞。
(2)如果译码QAR数据发现两次脉冲压力一次正常,一次超出正常范围或两次都超出正常范围,优先更换伺服活门,在更换活门的同时检查活门及压力传感器的插头是否存在腐蚀。

(3)如果译码QAR数据发现备用刹车压力传感器指示为0,或TSD压力指示虚线,优先对串备用刹车压力传感器,同时检查传感器的插头是否存在腐蚀。





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