綜合電子調節器信號燈異常燃亮故障研究

范東東，郭增超，張盛林，蔡 勇

（成都國營錦江機器廠，四川 成都 610043）

某型直升機綜合電子調節器БAРК-78 安裝于直升機貨艙前部頂棚上，它將溫度傳感器、測量組件、壓氣機渦輪轉速傳感器輸入的信號，在其內部進行轉換、對比，當達到調節值時，便適時地向有關部件發出控制信號。綜合電子調節器通過與發動機相關附件的信號傳輸，實現復雜的控制功能[1]。

綜合電子調節器能否正常工作受到組件結構、元器件工作狀態、元器件的動態響應等多種因素的影響。本文針對綜合電子調節器БAРК-78“БAРК”信號燈異常燃亮進行分析研究，并針對地面通電自檢“БAРК”信號燈異常燃亮發生的其他可能原因進行分析。

1 故障現象

綜合電子調節器在地面自檢時，需要保證起落架處于著陸狀態。將電瓶安裝在電瓶艙，接通電源開關板上的“電瓶”開關，左儀表板上左發“БAРК斷開”信號燈應燃亮，再接通左開關板上左發綜合電子調節器開關，此時左儀表板上左發“БAРК 斷開”信號燈應熄滅?！白蟀l超轉”“左發狀態限制”“左發極限狀態”信號燈應閃亮后熄滅。

故障現象為接通左開關板上左發綜合電子調節器開關后，左儀表板上左發“БAРК 斷開”信號燈燃亮不熄滅。

2 原理結構分析

要想順利排除故障，需要對涉及的部附件的結構原理進行分析，以便更好地掌握綜合電子調節器的工作原理及其故障點。

2.1 綜合電子調節器БAРК-78

綜合電子調節器（如圖1）由電源裝置、輸入器、計算器、輸出器和校驗儀器連接器等主要功能件組成。其主體是一個實時工作的專用數字式電子計算機，該機配置了專用傳感器，并與燃油調節系統執行機構設備連接。

圖1 綜合電子調節器

綜合電子調節器有以下功能：

（1）通過對燃油調節系統執行機構的控制,調節燃油供油量。

（2）根據發動機入口的大氣溫度和大氣壓力限制壓氣機渦輪轉子最大轉速。

（3）在慢車狀態、起飛狀態和一臺發動機故障時,根據大氣溫度和大氣壓力控制已調整的壓氣機渦輪轉子轉速,保持給定的轉子轉速。

（4）當自由渦輪轉子轉速超過給定門限值時，輸出發動機停車指令和接通“自由渦輪轉速超轉”信號燈指令。通過向停車執行機構輸入電信號，防止自由渦輪超轉。

（5）當一臺發動機故障時,在2.5 min 功率狀態重新調整壓氣機渦輪轉速限制回路(重新調整供油量)并向信號燈輸入指令。

綜合電子調節器的基本工作原理如下：在直升機飛行過程中，通過直升機測量通道來測量壓氣機渦輪轉子轉速的變化來控制油門的開啟和關閉，從而使得發動機燃燒室中的燃油量保持一定的恒定水平，保證了燃油系統能在各種規定的飛行狀態和工作條件下安全可靠地將燃油供向發動機。

具體的工作流程如下：壓氣機渦輪工作時，通過一定的電路產生一組與功率相關的正弦信號，其頻率的大小表示了壓氣機渦輪轉子轉速的大小[2]。綜合電子調節器從調節系統電子部分的傳感器接收信號，然后使其規格化，并變換為數字信號之后，根據給定的程序形成燃油供油執行機構和發動機停車執行機構的控制信號。綜合電子調節器БAРК-78 與渦輪壓氣機轉速傳感器ДЧВ-2500、溫度傳感器П-77、壓力測量系統ИКД27Дa-220-830 及執行機構ИМ-47 一起工作。

2.2 測量組件ИКД27Дa-220-830

測量組件屬于電容式壓力傳感器，其采用電容作為敏感元件，將被測壓力轉換成電容值改變，并通過測量電路即可輸出與電壓成一定關系的電信號。結構圖如圖2。

圖2 測量組件結構圖

測量組件所測壓力由彈性敏感元件——真空膜盒感受。膜盒位于密封焊接殼體內，用于充當電容器的一個電極，其內室經接管嘴與直升機上靜壓管相連。當膜盒感受壓力而變形時，膜盒與固定電極之間形成的電容量發生變化，并被ИП感應式轉換器轉換成與所測壓力成正比的交流電信號。感應式轉換器的輸出壓力被整流，并以直流電信號的形式進入儀器的輸出接線柱，直流電信號與所測壓力成正比。

2.3 溫度傳感器П-77

溫度傳感器П-77 采用感溫管測量溫度。感溫管采用電阻溫度系數較大的純鎳電阻絲作為感溫電阻，如圖3 所示。鎳絲纏在條形云母片上，兩邊墊上薄云母片絕緣。云母片外面用傳熱性良好的弧形彈性銀片夾住，裝入不銹鋼管制成的管套（外殼）中。鎳絲電阻的兩端分別與兩棒插頭相連，其中一端裝有錳銅電阻絲。兩棒插頭用螺帽擰在不銹鋼管制成的保護套內。將不銹鋼管插入感溫筒中，可感受被測介質的溫度。

圖3 溫度傳感器結構圖

2.4 工作原理

綜合電子調節器БAРК-78 和測量組件（壓力傳感器）、溫度傳感器、燃油調節系統執行機構、壓氣機渦輪轉速傳感器共同組成發動機狀態限制系統。其結構框圖如圖4。

圖4 發動機狀態限制系統結構框圖

發動機狀態限制系統的作用是根據發動機的空氣溫度和壓力，在一定的轉速范圍內自動調節壓氣機渦輪轉速，以及限制壓氣機渦輪和自由渦輪的最高轉速，限制渦輪前最高燃氣溫度。

綜合電子調節器БAРК-78 有壓氣機渦輪轉速、溫度以及壓力三個回路，并連接ИМ-47 執行機構。ИМ-47 執行機構的功用是根據綜合電子調節器的信號控制主調節油針。當壓氣機渦輪前燃氣溫度上升到高于給定值時，用改變燃油調節器主調節油針供油截面的方法減少向發動機燃燒室的供油量，限制壓氣機渦輪前的燃氣溫度，使其不超過規定值。

用機上程序檢查供電電路的電源電壓，當電源電壓低于（17.5±0.5）V 時，解除БAРК 輸出端的控制指令，如果電源電壓超過（17.5±0.5）V，БAРК 恢復工作。

發動機狀態限制系統的工作原理：根據發動機入口大氣溫度和大氣壓力，БAРК 壓氣機渦輪控制回路，可以控制壓氣機渦輪轉子的最大轉速。溫度傳感器、測量組件（壓力傳感器）和壓氣機渦輪轉速傳感器的電信號進入壓氣機渦輪控制回路輸入端，這些信號在壓氣機渦輪控制回路中進行格式化。如果壓氣機渦輪實際轉速超過最大轉速，БAРК 壓氣機渦輪控制回路則將確定填空系數控制信號，并將電信號傳輸給燃油調節系統執行機構。該控制信號與失調量有關。燃油調節系統執行機構作用于燃油調節油針，以保證供油，從而使壓氣機渦輪轉速可以減小到標準轉速[3]。在整個系統的工作中，任何結構出現問題都有可能導致“БAРК 斷開”信號燈異常燃亮。

3 故障分析與排除

3.1 故障初步診斷

БAРК-78 線路連接圖如圖5，圖中元件的名稱見表1。由圖5 可知，RK2（溫度傳感器П-77）、ВР2(測量組件ИКД27Дa-220-830)、ВR7（壓氣機渦輪轉速傳感器）連接了“БAРК 斷開”信號燈。其中ВR7 所連發動機經工廠大修試車后才進行安裝與通電調試，一般不會出現問題，但要注意在通電調試過程中不要使發動機發生磕碰。因此，著重分析RK2 溫度傳感器和ВР2 測量組件對“БAРК 斷開”信號燈的影響。

表1 БAРК-78 線路連接圖元件

圖5 БAРК-78 線路連接圖

發生故障后，通過對故障進行原因分析，初步確定了綜合電子調節器信號燈燃亮有以下幾種可能：

（1）溫度傳感器故障；

（2）測量組件故障；

（3）溫度傳感器到綜合電子調節器БAРК-78 的插頭之間導線不通；

（4）測量組件到綜合電子調節器БAРК-78的插頭之間導線不通。

3.2 故障要因定位

3.2.1 溫度傳感器檢查

取下安裝在發動機感溫筒上的溫度傳感器П-77，檢查其外觀情況，溫度傳感器表面無損傷。

溫度傳感器想要正常工作，其感溫管內感溫電阻大小要在100 Ω左右，其誤差（在0～100 ℃下）應不大于±1%。采用萬用表對感溫電阻進行測量后發現電阻大小為99.5 Ω，符合要求。

3.2.2 測量組件檢查

采用以下方式對測量組件進行檢查：首先檢查測量組件的壓力接口是否漏氣或被堵住，如確認不是，則檢查接線是否正確，接線無誤后再檢查電源。

檢查后壓力接口符合要求，接線無誤。

3.2.3 導線和插頭檢查

對導線和插頭進行外觀檢查，觀察是否有破損情況，檢查無誤后使用萬用表檢查各導線的導通性，發現連接溫度傳感器的導線不通。通過對溫度傳感器連接插頭和導線進行詳細的檢查，發現連接插頭插孔焊接點脫落。

進一步分析原因，是在安裝П-77 溫度傳感器的插頭對接過程中，由于導線彎曲半徑過小，導線承受了一定的應力，插頭插孔焊接點脫落，使得溫度傳感器無法正常工作，導致綜合電子調節器故障燈異常燃亮。

3.3 故障排除

綜合電子調節器在飛機上的自檢方法：在接通電源開關板上的“電瓶”開關時，左儀表板上“左發БAРК 斷開”信號燈應燃亮；在直升機起落架放下著陸狀態，將左開關板上左發綜合電子調節器開關接通，左儀表板上“左發БAРК 斷開”信號燈應熄滅。

通過對綜合電子調節器進行自檢，就能在故障排除后，快速判斷出信號燈的熄滅或燃亮是否符合要求。

在排查出問題原因后，將溫度傳感器連接插頭進行更換并進行一次自檢，發現綜合電子調節器工作正常，順利排除了故障。

4 總結

在外場使用過程中最容易出現П-77 溫度傳感器插頭導線焊點脫落問題。根據飛機外場維護使用過程中該現象出現的次數統計，2022 年共計發生過5 起綜合電子調節器故障燈異常燃亮，其中П-77 溫度傳感器的插頭插孔出現焊接點脫落就有3 起。針對焊接點脫落問題，必須有相應的措施來進行有效的預防：

（1）安裝時確保電纜的彎曲半徑符合通用要求；

（2）插頭修理檢查時要注意查看焊接點是否焊接牢固；

（3）插頭尾部卡板固定時要墊好膠皮，保證導線在卡板內牢固不松動；

（4）插頭尾部松動排故時，要先松開卡板固定螺釘再擰緊尾部。

綜合電子調節器的通電檢查是對整架飛機發動機壓氣機渦輪轉速和溫度、自身電路板、傳感器和執行機構的工作可靠性進行檢查，通過各種附件監控發動機的各項相關參數，為飛機發動機功率能夠持續可靠地輸出提供保證，從而保證飛行員及時掌握飛機安全信息。分析解決因線路或部附件原因導致信號燈異常燃亮的問題，能有效避免類似情況的發生。掌握綜合電子調節器的工作原理，亦有助于對類似故障進行推理排除。