综合电子调节器信号灯异常燃亮故障研究

范东东，郭增超，张盛林，蔡 勇

（成都国营锦江机器厂，四川 成都 610043）

某型直升机综合电子调节器БAРК-78 安装于直升机货舱前部顶棚上，它将温度传感器、测量组件、压气机涡轮转速传感器输入的信号，在其内部进行转换、对比，当达到调节值时，便适时地向有关部件发出控制信号。综合电子调节器通过与发动机相关附件的信号传输，实现复杂的控制功能[1]。

综合电子调节器能否正常工作受到组件结构、元器件工作状态、元器件的动态响应等多种因素的影响。本文针对综合电子调节器БAРК-78“БAРК”信号灯异常燃亮进行分析研究，并针对地面通电自检“БAРК”信号灯异常燃亮发生的其他可能原因进行分析。

1 故障现象

综合电子调节器在地面自检时，需要保证起落架处于着陆状态。将电瓶安装在电瓶舱，接通电源开关板上的“电瓶”开关，左仪表板上左发“БAРК断开”信号灯应燃亮，再接通左开关板上左发综合电子调节器开关，此时左仪表板上左发“БAРК 断开”信号灯应熄灭。“左发超转”“左发状态限制”“左发极限状态”信号灯应闪亮后熄灭。

故障现象为接通左开关板上左发综合电子调节器开关后，左仪表板上左发“БAРК 断开”信号灯燃亮不熄灭。

2 原理结构分析

要想顺利排除故障，需要对涉及的部附件的结构原理进行分析，以便更好地掌握综合电子调节器的工作原理及其故障点。

2.1 综合电子调节器БAРК-78

综合电子调节器（如图1）由电源装置、输入器、计算器、输出器和校验仪器连接器等主要功能件组成。其主体是一个实时工作的专用数字式电子计算机，该机配置了专用传感器，并与燃油调节系统执行机构设备连接。

图1 综合电子调节器

综合电子调节器有以下功能：

（1）通过对燃油调节系统执行机构的控制,调节燃油供油量。

（2）根据发动机入口的大气温度和大气压力限制压气机涡轮转子最大转速。

（3）在慢车状态、起飞状态和一台发动机故障时,根据大气温度和大气压力控制已调整的压气机涡轮转子转速,保持给定的转子转速。

（4）当自由涡轮转子转速超过给定门限值时，输出发动机停车指令和接通“自由涡轮转速超转”信号灯指令。通过向停车执行机构输入电信号，防止自由涡轮超转。

（5）当一台发动机故障时,在2.5 min 功率状态重新调整压气机涡轮转速限制回路(重新调整供油量)并向信号灯输入指令。

综合电子调节器的基本工作原理如下：在直升机飞行过程中，通过直升机测量通道来测量压气机涡轮转子转速的变化来控制油门的开启和关闭，从而使得发动机燃烧室中的燃油量保持一定的恒定水平，保证了燃油系统能在各种规定的飞行状态和工作条件下安全可靠地将燃油供向发动机。

具体的工作流程如下：压气机涡轮工作时，通过一定的电路产生一组与功率相关的正弦信号，其频率的大小表示了压气机涡轮转子转速的大小[2]。综合电子调节器从调节系统电子部分的传感器接收信号，然后使其规格化，并变换为数字信号之后，根据给定的程序形成燃油供油执行机构和发动机停车执行机构的控制信号。综合电子调节器БAРК-78 与涡轮压气机转速传感器ДЧВ-2500、温度传感器П-77、压力测量系统ИКД27Дa-220-830 及执行机构ИМ-47 一起工作。

2.2 测量组件ИКД27Дa-220-830

测量组件属于电容式压力传感器，其采用电容作为敏感元件，将被测压力转换成电容值改变，并通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。结构图如图2。

图2 测量组件结构图

测量组件所测压力由弹性敏感元件——真空膜盒感受。膜盒位于密封焊接壳体内，用于充当电容器的一个电极，其内室经接管嘴与直升机上静压管相连。当膜盒感受压力而变形时，膜盒与固定电极之间形成的电容量发生变化，并被ИП感应式转换器转换成与所测压力成正比的交流电信号。感应式转换器的输出压力被整流，并以直流电信号的形式进入仪器的输出接线柱，直流电信号与所测压力成正比。

2.3 温度传感器П-77

温度传感器П-77 采用感温管测量温度。感温管采用电阻温度系数较大的纯镍电阻丝作为感温电阻，如图3 所示。镍丝缠在条形云母片上，两边垫上薄云母片绝缘。云母片外面用传热性良好的弧形弹性银片夹住，装入不锈钢管制成的管套（外壳）中。镍丝电阻的两端分别与两棒插头相连，其中一端装有锰铜电阻丝。两棒插头用螺帽拧在不锈钢管制成的保护套内。将不锈钢管插入感温筒中，可感受被测介质的温度。

图3 温度传感器结构图

2.4 工作原理

综合电子调节器БAРК-78 和测量组件（压力传感器）、温度传感器、燃油调节系统执行机构、压气机涡轮转速传感器共同组成发动机状态限制系统。其结构框图如图4。

图4 发动机状态限制系统结构框图

发动机状态限制系统的作用是根据发动机的空气温度和压力，在一定的转速范围内自动调节压气机涡轮转速，以及限制压气机涡轮和自由涡轮的最高转速，限制涡轮前最高燃气温度。

综合电子调节器БAРК-78 有压气机涡轮转速、温度以及压力三个回路，并连接ИМ-47 执行机构。ИМ-47 执行机构的功用是根据综合电子调节器的信号控制主调节油针。当压气机涡轮前燃气温度上升到高于给定值时，用改变燃油调节器主调节油针供油截面的方法减少向发动机燃烧室的供油量，限制压气机涡轮前的燃气温度，使其不超过规定值。

用机上程序检查供电电路的电源电压，当电源电压低于（17.5±0.5）V 时，解除БAРК 输出端的控制指令，如果电源电压超过（17.5±0.5）V，БAРК 恢复工作。

发动机状态限制系统的工作原理：根据发动机入口大气温度和大气压力，БAРК 压气机涡轮控制回路，可以控制压气机涡轮转子的最大转速。温度传感器、测量组件（压力传感器）和压气机涡轮转速传感器的电信号进入压气机涡轮控制回路输入端，这些信号在压气机涡轮控制回路中进行格式化。如果压气机涡轮实际转速超过最大转速，БAРК 压气机涡轮控制回路则将确定填空系数控制信号，并将电信号传输给燃油调节系统执行机构。该控制信号与失调量有关。燃油调节系统执行机构作用于燃油调节油针，以保证供油，从而使压气机涡轮转速可以减小到标准转速[3]。在整个系统的工作中，任何结构出现问题都有可能导致“БAРК 断开”信号灯异常燃亮。

3 故障分析与排除

3.1 故障初步诊断

БAРК-78 线路连接图如图5，图中元件的名称见表1。由图5 可知，RK2（温度传感器П-77）、ВР2(测量组件ИКД27Дa-220-830)、ВR7（压气机涡轮转速传感器）连接了“БAРК 断开”信号灯。其中ВR7 所连发动机经工厂大修试车后才进行安装与通电调试，一般不会出现问题，但要注意在通电调试过程中不要使发动机发生磕碰。因此，着重分析RK2 温度传感器和ВР2 测量组件对“БAРК 断开”信号灯的影响。

表1 БAРК-78 线路连接图元件

图5 БAРК-78 线路连接图

发生故障后，通过对故障进行原因分析，初步确定了综合电子调节器信号灯燃亮有以下几种可能：

（1）温度传感器故障；

（2）测量组件故障；

（3）温度传感器到综合电子调节器БAРК-78 的插头之间导线不通；

（4）测量组件到综合电子调节器БAРК-78的插头之间导线不通。

3.2 故障要因定位

3.2.1 温度传感器检查

取下安装在发动机感温筒上的温度传感器П-77，检查其外观情况，温度传感器表面无损伤。

温度传感器想要正常工作，其感温管内感温电阻大小要在100 Ω左右，其误差（在0～100 ℃下）应不大于±1%。采用万用表对感温电阻进行测量后发现电阻大小为99.5 Ω，符合要求。

3.2.2 测量组件检查

采用以下方式对测量组件进行检查：首先检查测量组件的压力接口是否漏气或被堵住，如确认不是，则检查接线是否正确，接线无误后再检查电源。

检查后压力接口符合要求，接线无误。

3.2.3 导线和插头检查

对导线和插头进行外观检查，观察是否有破损情况，检查无误后使用万用表检查各导线的导通性，发现连接温度传感器的导线不通。通过对温度传感器连接插头和导线进行详细的检查，发现连接插头插孔焊接点脱落。

进一步分析原因，是在安装П-77 温度传感器的插头对接过程中，由于导线弯曲半径过小，导线承受了一定的应力，插头插孔焊接点脱落，使得温度传感器无法正常工作，导致综合电子调节器故障灯异常燃亮。

3.3 故障排除

综合电子调节器在飞机上的自检方法：在接通电源开关板上的“电瓶”开关时，左仪表板上“左发БAРК 断开”信号灯应燃亮；在直升机起落架放下着陆状态，将左开关板上左发综合电子调节器开关接通，左仪表板上“左发БAРК 断开”信号灯应熄灭。

通过对综合电子调节器进行自检，就能在故障排除后，快速判断出信号灯的熄灭或燃亮是否符合要求。

在排查出问题原因后，将温度传感器连接插头进行更换并进行一次自检，发现综合电子调节器工作正常，顺利排除了故障。

4 总结

在外场使用过程中最容易出现П-77 温度传感器插头导线焊点脱落问题。根据飞机外场维护使用过程中该现象出现的次数统计，2022 年共计发生过5 起综合电子调节器故障灯异常燃亮，其中П-77 温度传感器的插头插孔出现焊接点脱落就有3 起。针对焊接点脱落问题，必须有相应的措施来进行有效的预防：

（1）安装时确保电缆的弯曲半径符合通用要求；

（2）插头修理检查时要注意查看焊接点是否焊接牢固；

（3）插头尾部卡板固定时要垫好胶皮，保证导线在卡板内牢固不松动；

（4）插头尾部松动排故时，要先松开卡板固定螺钉再拧紧尾部。

综合电子调节器的通电检查是对整架飞机发动机压气机涡轮转速和温度、自身电路板、传感器和执行机构的工作可靠性进行检查，通过各种附件监控发动机的各项相关参数，为飞机发动机功率能够持续可靠地输出提供保证，从而保证飞行员及时掌握飞机安全信息。分析解决因线路或部附件原因导致信号灯异常燃亮的问题，能有效避免类似情况的发生。掌握综合电子调节器的工作原理，亦有助于对类似故障进行推理排除。