可变旁通活门作动器故障造成液压机械组件指示故障分析

肖晓晖

摘要：可变旁通活门作动器自身故障是飞机维修工作中的常见故障。曾经发生的一起液压机械组件指示故障，最终排故确认也是由可变旁通活门作动器故障引起，这种情况极其罕见。本文对此故障的原理、排故过程以及处理措施进行了分析回顾，可为后续排故工作提供参考。

关键词：位置反馈；液压机械组件；可变旁通活门作动器；故障隔离；导线束

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

1 故障背景

国航波音777-300ER机队过去十年的维修工作中，记录了100多起关于GE90发动机EEC C1的故障。从各项排故措施及排故结果中得知，此类故障基本上是通过更换相应的元器件或对应的导线束来解决问题的，这些处理措施都有系统原理图作为依据。其中，唯有一例情况不同，是液压机械组件（HMU）指示故障，驾驶舱电子显示器出现EEC C1信息，最终确认是由可变旁通活门作动器（VBV）故障引起。此次排故中按照故障隔离手册处理时，由于对部件之间的关联不明确，走了很多弯路，消耗了大量的生产工时和航材，在此特做介绍。

2 故障分析

2.1 故障原理分析

本次故障涉及的是发动机压气机控制系统。GE90发动机有2个VBV作动器和10个旁通活门，分别位于发动机的两侧。如图1所示，VBV的控制与反馈是通过EEC控制HMU中的力矩马达，促使伺服燃油传递给VBV作动器，从而作动10个旁通活门，使得低压压气机的气流流入风扇气流通道，从而减少进入高压压气机的气流量。同时，活门和作动器发送位置反馈信号给EEC，EEC使用反饋数据进行实时控制和指示。VBV作动器在慢车位时全开，在起飞位时全关，全功率时EEC接收N1、N2、T12、T25参数进行自动控制。

2.2 排故记录

10月14日出现状态信息ENG EEC C1 R，对应故障信息代码为MSG：73-23252（见图2），参照故障隔离手册，首先需要更换右侧发动机HMU。更换右侧发动机HMU后试车，发现故障信息仍然存在，右侧发动机对应的燃油计量活门（FMV）位置反馈信号无指示。随后更换右侧发动机的电子控制装置（EEC），没有产生任何效果。继续分析故障，决定更换与HMU相连的导线束W724，也没有产生效果。再次分析故障，决定更换W724的上游导线束W704，更换后试车发现右侧发动机对应的燃油计量活门（FMV）位置反馈信号时有时无。停车后发现故障信息仍然存在，对应故障信息代码还是MSG：73-23252。对换左右发动机数据交联组件（EDIU）、B73202和B73205耦合器、B73203和B73201耦合器后没有效果。再次更换W724后测试正常。次日，正常执行航班一班后回程再次出现此故障。排除导线束故障的可能，再次检查线路，决定扩大维修范围，更换右侧发动机数据交联组件（EDIU），同时更换右侧发动机的电子控制装置（EEC）。更换后试车未见异常，再次执行航班，发现故障信息再次出现，对应故障信息代码仍是MSG：73-23252。排除右侧发动机数据交联组件（EDIU）和电子控制装置（EEC）的故障可能，再次检查后，决定再次更换右侧发动机HMU，更换后没有效果。排除右侧发动机HMU故障可能，测量右侧发动机可变旁通活门作动器VBV后发现在其插头2号钉对壳体之间存在短路现象，更换VBV作动器后试车正常，执行航班正常，故障现象消失。

2.3 处理措施解析

故障隔离手册在最后阶段阐述了VSV和VBV线束的电路阻值检查（见图3）。

HMU的CHB FUEL METERING VALVE RESOLVER 的解算线圈属于W724-W704导线束（见图4），而VBV位置反馈信号所在线路是W722-W702（见图5），与HMU的反馈线路不属于公共线路，各自信号都传递给EEC，这一过程可以参考左侧发动机EEC的CHANNEL A 系统图（见图6）。经排查，右侧发动机右VBV的2号钉对地/壳体短路，在更换了右VBV作动器后，HUM的反馈信号指示正常，证明是右VBV作动器故障造成右侧HMU-B通道反馈信号指示时有时无。试车时发现，当发动机静止状态时，发动机各参数指示均正常，包括右侧发动机右VBV和右侧发动机HMU-B通道指示。一旦发动机启动后，右侧发动机右VBV位置指示正常，而右侧发动机HMU-B通道指示时有时无。推断该现象与慢车阶段VBV作动器作动存在相关性。

EEC内部逻辑表明任一通道TM故障将导致ENG EEC C1 R信息产生。这里的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，经过指令与位置比较之后，触发的是OUT OF POS的信号，EICAS MESSAGE LOGIC分析后得出的将是ENG CONTOL R的状态信息，与实际信息ENG EEC C1 R不符。那么如何理解LVDT EXCITATION故障影响了TM FAULT？通过工程部门反馈给波音公司，得到的答复仅解释了VBV的位置反馈故障会通过故障交联方式最终导致HMU位置反馈故障体现（见图7），但对于是否应产生状态信息ENG CONTROL R或产生ENG EEC C1 R，没有给予明确答复，有待进一步探索。

3 结束语

在排故工作中如出现HMU反馈信号异常的现象，不能局限于仅检查HMU线路故障，也要考虑是否为相关的VBV线路故障甚至VSV线路故障。

此次排故过程几经周折，历时较长，耗费了大量的人力和航材，积累了宝贵的经验，为维护人员后续执行类似排故工作拓宽了思路。

参考文献

[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.