可變旁通活門作動器故障造成液壓機械組件指示故障分析

肖曉暉

摘要：可變旁通活門作動器自身故障是飛機維修工作中的常見故障。曾經發生的一起液壓機械組件指示故障，最終排故確認也是由可變旁通活門作動器故障引起，這種情況極其罕見。本文對此故障的原理、排故過程以及處理措施進行了分析回顧，可為后續排故工作提供參考。

關鍵詞：位置反饋；液壓機械組件；可變旁通活門作動器；故障隔離；導線束

Keywords： position feedback；hydro-mechanical components；variable bypass valve actuator；fault isolation；wiring harness

1 故障背景

國航波音777-300ER機隊過去十年的維修工作中，記錄了100多起關于GE90發動機EEC C1的故障。從各項排故措施及排故結果中得知，此類故障基本上是通過更換相應的元器件或對應的導線束來解決問題的，這些處理措施都有系統原理圖作為依據。其中，唯有一例情況不同，是液壓機械組件（HMU）指示故障，駕駛艙電子顯示器出現EEC C1信息，最終確認是由可變旁通活門作動器（VBV）故障引起。此次排故中按照故障隔離手冊處理時，由于對部件之間的關聯不明確，走了很多彎路，消耗了大量的生產工時和航材，在此特做介紹。

2 故障分析

2.1 故障原理分析

本次故障涉及的是發動機壓氣機控制系統。GE90發動機有2個VBV作動器和10個旁通活門，分別位于發動機的兩側。如圖1所示，VBV的控制與反饋是通過EEC控制HMU中的力矩馬達，促使伺服燃油傳遞給VBV作動器，從而作動10個旁通活門，使得低壓壓氣機的氣流流入風扇氣流通道，從而減少進入高壓壓氣機的氣流量。同時，活門和作動器發送位置反饋信號給EEC，EEC使用反饋數據進行實時控制和指示。VBV作動器在慢車位時全開，在起飛位時全關，全功率時EEC接收N1、N2、T12、T25參數進行自動控制。

2.2 排故記錄

10月14日出現狀態信息ENG EEC C1 R，對應故障信息代碼為MSG：73-23252（見圖2），參照故障隔離手冊，首先需要更換右側發動機HMU。更換右側發動機HMU后試車，發現故障信息仍然存在，右側發動機對應的燃油計量活門（FMV）位置反饋信號無指示。隨后更換右側發動機的電子控制裝置（EEC），沒有產生任何效果。繼續分析故障，決定更換與HMU相連的導線束W724，也沒有產生效果。再次分析故障，決定更換W724的上游導線束W704，更換后試車發現右側發動機對應的燃油計量活門（FMV）位置反饋信號時有時無。停車后發現故障信息仍然存在，對應故障信息代碼還是MSG：73-23252。對換左右發動機數據交聯組件（EDIU）、B73202和B73205耦合器、B73203和B73201耦合器后沒有效果。再次更換W724后測試正常。次日，正常執行航班一班后回程再次出現此故障。排除導線束故障的可能，再次檢查線路，決定擴大維修范圍，更換右側發動機數據交聯組件（EDIU），同時更換右側發動機的電子控制裝置（EEC）。更換后試車未見異常，再次執行航班，發現故障信息再次出現，對應故障信息代碼仍是MSG：73-23252。排除右側發動機數據交聯組件（EDIU）和電子控制裝置（EEC）的故障可能，再次檢查后，決定再次更換右側發動機HMU，更換后沒有效果。排除右側發動機HMU故障可能，測量右側發動機可變旁通活門作動器VBV后發現在其插頭2號釘對殼體之間存在短路現象，更換VBV作動器后試車正常，執行航班正常，故障現象消失。

2.3 處理措施解析

故障隔離手冊在最后階段闡述了VSV和VBV線束的電路阻值檢查（見圖3）。

HMU的CHB FUEL METERING VALVE RESOLVER 的解算線圈屬于W724-W704導線束（見圖4），而VBV位置反饋信號所在線路是W722-W702（見圖5），與HMU的反饋線路不屬于公共線路，各自信號都傳遞給EEC，這一過程可以參考左側發動機EEC的CHANNEL A 系統圖（見圖6）。經排查，右側發動機右VBV的2號釘對地/殼體短路，在更換了右VBV作動器后，HUM的反饋信號指示正常，證明是右VBV作動器故障造成右側HMU-B通道反饋信號指示時有時無。試車時發現，當發動機靜止狀態時，發動機各參數指示均正常，包括右側發動機右VBV和右側發動機HMU-B通道指示。一旦發動機啟動后，右側發動機右VBV位置指示正常，而右側發動機HMU-B通道指示時有時無。推斷該現象與慢車階段VBV作動器作動存在相關性。

EEC內部邏輯表明任一通道TM故障將導致ENG EEC C1 R信息產生。這里的TM指的是HMU的TM FAULT，而不是VBV的LVDT EXCITATION故障。如果是VBV的LVDT EXCITATION故障，經過指令與位置比較之后，觸發的是OUT OF POS的信號，EICAS MESSAGE LOGIC分析后得出的將是ENG CONTOL R的狀態信息，與實際信息ENG EEC C1 R不符。那么如何理解LVDT EXCITATION故障影響了TM FAULT？通過工程部門反饋給波音公司，得到的答復僅解釋了VBV的位置反饋故障會通過故障交聯方式最終導致HMU位置反饋故障體現（見圖7），但對于是否應產生狀態信息ENG CONTROL R或產生ENG EEC C1 R，沒有給予明確答復，有待進一步探索。

3 結束語

在排故工作中如出現HMU反饋信號異常的現象，不能局限于僅檢查HMU線路故障，也要考慮是否為相關的VBV線路故障甚至VSV線路故障。

此次排故過程幾經周折，歷時較長，耗費了大量的人力和航材，積累了寶貴的經驗，為維護人員后續執行類似排故工作拓寬了思路。

參考文獻

[1] Boeing S D S. B777 Aircraft Maintenance Manual Rev.92 [Z]. 2021.

[2] Boeing F I M. Combined Fault Reporting and Fault Isolation Manual Rev.92 [Z]. 2021.

[3] Boeing W D M. Wiring Diagram Manual Rev.65 [Z]. 2021.