A320中央油箱泵自动控制逻辑与典型故障分析

文摘   2024-12-31 17:19   四川  
1、系统简述
目前A320中央油箱泵有两种工作形式,一种是跟大翼内油箱泵一样,直接给发动机供油,一种是通过引射泵,从中央油箱将油传输至大翼油箱,再由大翼内油箱泵给发动机供油,两者在ECAM指示和头顶控制面板上能够比较简单的就能区分开来,如图1、图2所示,本文主要讨论燃油泵形式的中央油箱泵。
图1

图2
以图3为例说明,中央油箱有2个燃油泵,两侧的内油箱也各有2个燃油泵。燃油首先由中央油箱供给发动机,中央油箱油量消耗完之后,再由两侧大翼的内油箱供油。

图3
2、中央油箱泵自动供油控制逻辑
下面我们来介绍一下中央油箱泵的自动控制逻辑:
① 飞机在地面时,缝翼伸出,中央油箱泵工作在自动模式,所有燃油泵的电门接通,所有大翼油箱燃油泵都会工作,而中央燃油箱燃油泵会因为缝翼伸出而不工作;


② 发动机启动以及启动后的2分钟里,中央油箱燃油泵不管缝翼在什么位置,都会工作,此时中央油箱燃油泵比大翼油箱燃油泵有向发动机供油的优先权。但是 2 分钟之后,如果缝翼还在伸出位置的话,中央油箱燃油泵就会停止工作。但是当缝翼收上之后,中央油箱燃油泵又会自动工作。


③ 进入巡航阶段之后,中央油箱油量传感器输出低油量信号时,燃油泵会进入5分钟的回油阶段,之后不再工作,大翼油箱燃油泵继续向发动机供油。


以上就是中央油箱燃油泵主要的自动控制逻辑。

3、中央油箱泵典型故障分析
中央油箱泵低压信息(FUEL CTR PUMP(S) LO PR)是中央油箱泵系统最常见的故障信息,根据空客TFU28.21.00.039描述,在自动模式下,如果中央油箱加油量少于250kg,02段会触发;如果起飞时中央油箱油量大于250kg,在巡航或者爬升阶段燃油消耗之后小于250kg,会在06段触发(起飞爬升阶段警告会被抑制),空客分析了压力电门及感应线路、低油量传感器的工作情况、中央油箱燃油泵的控制环路以及因为燃油泵冷却造成的低油量传感器再次湿润的情况后,认为自动控制环路、低油量传感器再次湿润是导致触发故障警告的主要原因。虽然故障原因比较明确,但是在实际工作中,并不是所有的情况都包括在厂家文件和TSM中,我们还是遇到了棘手的情况,经过很多次串件换件都没有解决触发警告的问题,那么我们以这架经常触发FUEL CTR TK PUMP 1 LO PR信息的飞机为例,梳理一下排故思路,下图为警告触发条件:

从图上可以看出,燃油泵在低油量状态下持续工作6分半钟之后,就会触发中央油箱泵低压的警告;借助下图故障时刻QAR译码可以看出,燃油泵在中央油箱并没有油的情况下突然自动开始工作,说明燃油泵的自动关闭逻辑失效,关断指令从YES变为NO,飞机还在爬升阶段,信息被抑制,进入巡航后便触发了警告信息。


 

进一步分析控制原理,1号中央油箱燃油泵以及对应的压力电门都由41QA继电器控制供电,它的吸合断开直接影响燃油泵的工作和压力电门信号的产生。
再看整个中央燃油泵自动控制线路,如下图:

通过ASM可以看到,整个中央油箱1号泵的自动关闭功能由41QA、45QA、49QA、67QA、FLSCU以及低油量传感器来实现。当FLSCU得到低油量信号时,红色线路导通,延时继电器45QA在5min后吸合,接通黄色线路,进而使67QA燃油泵关断继电器吸合,从而橙色线路导通,最终让41QA自动控制继电器吸合,断开对燃油泵以及压力电门的供电,达到自动控制燃油泵关断的作用。

通过上述分析结合TSM手册和空客TFU的建议,我们在做完中央油箱泵功能测试,以及低油量传感器的信号测试后,优先把上述的几个控制环路上的继电器都隔离了一遍,但是故障依旧,警告还是不时的触发。

经过上面的一顿操作,控制线路上的继电器已经被排除完了,还剩下了FLSCU和给它提供NORMAL和LOW信号的低燃油量传感器未隔离了。在自动模式下,燃油泵的工作是受控于低油量传感器的,由下图可见,FLSCU和低油量传感器共同提供了这个地信号,但是最终受控于低油量传感器(FLSCU1与FLSCU2相同):

只要FLSCU获得的信号由0变为1,FLSCU中的继电器就会吸合,输出接地信号时关闭逻辑便被激活,中央油箱燃油泵进入关闭程序,如果信号由1变为0,那么会断开地信号,自动控制关闭线路中的供电将因此被切断,直接导致燃油泵恢复工作从而触发警告。

在隔离完控制线路上的各个继电器之后,我们找到了新的可能原因,那就是FLSCU的通过感应低油量传感器WET-DRY状态转变提供的接地信号异常。考虑到低油量传感器只是一个自加热的热敏电阻,若它有问题,大概率是物理性质改变或者是线路连接异常,而且更换低油量传感器需要钻油箱进行更换,工时较长,在航后时间很难完成,之前完成了地面测试,油量传感器信号输出正常且信号转变时刻对应的中央油箱油量符合手册描述,传感器自身的状态大概率正常,那么下一步就优先隔离掉FLSCU,若故障依旧,再考虑更换低油量传感器。

    综上,对于整个中央油箱燃油泵的自动控制逻辑,以及实现自动控制功能环路上的一些部件和继电器都进行了简单的分析,我个人对中央油箱燃油泵的自动控制也有了一个较为清晰的认识,希望对于今后的排故能够有所帮助。



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