A320燃油油位传感器故障分析

1、A320燃油油位传感器故障分析摘要阐述本公司A320机队飞机燃油量指示与油位传感系统的基本组成 及原理。本文结合公司常见燃油油位传感器故障，分析故障产生 的原因，并利用相关故障现象及 TSD数据，总结出一种快速准确 的判断故障源的方法。关键词燃油，油位传感器，TSD、八 、一 刖言燃油的准确计量与控制是民航客机安全飞行的重要保障。对于 A320飞机燃油系统来说，系统包含了多部计算机以及大量功能各 异的传感器，这些传感器工作状态的准确与否将直接影响到燃油 系统控制的准确性，进而影响整个飞机的飞行安全。由此可见， 快速准确的排除传感器故障，对保障飞行安全有着重要的意义。 但是这些传感器是依靠接口计

2、算机进行监控，而BITE测试并不能对传感器故障准确定位，由于这些传感器都安装在油箱内，更换 时需要排空油箱燃油，通过接近盖板接近，盖板安装必须可靠防 止燃油渗漏，工作量很大，这就要求我们维护工作者在判断故障 上一定要准确无误。本公司安全运营的9年多的时间里，飞机多次发生燃油油位传感器的故障。下表是公司近几年内更换过燃油油位传感器的信息故障编号机号日期故障缺陷维修措施更换部件F03555B6972014-PLR:FUELLVL依据 TSM79-00-00-810-805-28QJ1442104-17SENSORFLSCU1 7QJ左发滑油温度高A 排故，依据 AMM28-46-16PB401 更

3、换 over flow 传感 器（ FIN:28QJ1，检查测试 正常F03561B6322013-PLR FUELLE依据 TSM28-46-00-810-813-29QJ2111006-21VEL SENSINGA 排故，依据 AMM28-46-17R INN TEMPPB401 更换（FIN: 29QJ2SENSOR29Q温度传感器，磅力，测试正J2常。F02170B6572012-PLR: FUEL LE根据 AMM28-46-15PB401 更27QJ1221304-06VEL SENSING换左大翼油箱油量传感器（2FLSCU1 77QJ1 ）检杳测试正常。QJF01244B630

4、2010-PLR:FUELLEV根据AMM28-46-15更换燃24QJ1251903-07EL SENSINGL油油量传感器24QJ1，测试UNFULLSEN正常无渗漏SOR 24QJ1F00304B6312008-PLR:FUELLEV根据AMM28-46-15更换燃23QJ2801005-22EL SENSINGF油油位传感器23QJ2，测试LSCU29QJ正常。检查接近面板无渗漏。正文 一、燃油指示与传感系统简介 燃油指示包括三个子系统： 燃油油量指示（FQD系统（提供单独的燃油油量指示和总燃 油油量指示），受控于FQIC计算机。磁性位置指示器（MLIs）（飞机在地面时作为备用系统用来

5、估 算燃油油量）。燃油油位传感系统（FLSS，系统能够发出指示和警告信号（当 燃油达到特定的油位和稳定时），受控于 FLSCI计算机。燃油油量指示系统用来测量处在不可用和溢流范围之间的总 燃油油量。 每个油箱内安装一组电容式燃油探头， 电容值随燃油深 度变化而变化，FQIC定期测量所有燃油探头的电容值，然后通过 传感器的电容值找到油箱内的燃油容积， 再利用 3 个比重计得到的 燃油密度计算出燃油量。燃油油位传感器系统（FLSS有燃油油位传感器、燃油温度传 感器和两个油位传感控制组件 （FLSCU。） 燃油油位传感系统（ FLSS） 提供：高油位传感、低油位传感、满油位传感、非满油位传感、溢 流

6、油位传感、温度传感、用于冷却整体驱动发电机（IDG）的燃油 再循环的关断、 大翼油箱内部的燃油传输控制。 燃油油位传感器位 于油箱内。FLSCI通过持续监视燃油油位传感器并使用这些信号的 状态判断其是干或者湿。FLSCI通过来自燃油油位传感器 提供的数据对燃油再循环系统、主燃油泵系统和加油系统进行控 制。该系统有受油位传感器控制组件（FLSCU连续监控的油位传 感器。传感器安装在油箱的不同位置以提供低油位到溢流油位范围 之间的燃油油位数据。FLSCI向传感器的电阻元件提供一个电压。 当电压返回到FLSCU它通过比较一个特定参考值来发现相应的传 感器是干或是湿。FLSS使用燃油油位数据来：当飞机

7、在地 面上加油和传输燃油时， 控制加油活门的操作； 确保大翼油箱内燃 油油位，从发动机经由再循环系统返回来的燃油（来自中央油箱） 没有增加到满刻度之上； 确保当大翼外油箱有燃油时， 在大翼内油 箱的燃油没有减少到小于低油位；给出燃油低油位警告到发动机 / 警告显示系统（ EWD）。FLSCI具有以下功能：提供一个电流，用来保持每个传感器的 安全限制值； 一个探测电路， 用来发现传感热敏电门何时处于燃油 之中；一个开关比较器，它具有继电器触点输出信号和逻辑输出信 号；一个故障检测电路，用来连续检测传感器或线路是否出现短路 或是短路（并输出使继电器移动到故障安全锁定状态）；由 FQI 计算机控制并

8、监测的BITE用来执行燃油系统传感器的测试。油位传感器是一个带有三角形安装盘的探头。在探头上安装了一个热敏电阻。探头里孔让燃油流进热敏电阻。传感器还包括了 个速断熔丝，用来防止油箱出现危险的状况。传感器组件安装在一 个翼肋上。当电流流过热敏电阻时，热敏电阻温度上升，热敏电阻 的阻值随着温度的变化而变化。当传感器浸在燃油中时，温度的增 加量小于暴露在空气中增量。FLSCI利用传感器的电流值与特定值 相比较，来判断相应传感器的干湿状态飞机油位传感器位置如图1-1所示n ir-0壬 ：rtT££KML'-i imi inn iJI!? EBtTTlET.IM fl血U i

9、堪*21I UTH MNi IriBMUYtfRI t174HF II-1 Eft fl SEHUSlr setji iAllLI :1-r Jt iiMBl：Tli ' FJ411E IfTFLW LET1Xlb mi irifri&iruimi LEIIL凭彩映SZFtSJJfcMl JI44/11通过安装在不同位置的传感器来给出低油位到溢流油位范围之间的燃油油位数据。主要功能分别是：高油位传感器安装在每个油箱的顶部附件。但高油位传感器变湿时，FLSCI发出离散信号关闭加油活门并引起加油面板上相关的 HI LVL灯亮。每个大翼油箱有 三个750kg燃油油位的低油位传感器，持

10、续干燥 30秒FLSCL送一 燃油低油位警告道ECAM中央油箱有两个130kg燃油油位的低油 位传感器安装在油箱左右两侧最低点的旁边。低油位传感器可以控 制中央油箱燃油泵的自动操作。当传感器中有一个已经干燥达5分钟时，FLSCI向相关的燃油泵发送一个停止信号。FLSCI使用满 油位传感器和非满油位传感器用来控制中央油箱泵的自动操作。满油位传感器保证大翼油箱燃油油位不会增加超过满刻度。非满油位 传感器数据用来确保大翼油箱油位在满刻度以下不少于500kg （中央油箱有油）。溢流传感器安装在大翼通风油箱中，当其变湿时， FLSCU将信号发送到FDAEC以关闭FRV（并因此停止再循环系统）。 IDG关

11、断传感器安装在大翼油箱底部当燃油油量低于280kg时，IDG关断传感器停止冷却IDG。FLSCU将信号发送到FDAEC以关闭FRV（并停止再循环系统）。燃油温度传感器安装在油箱最低部附近， 给出相邻区域燃油是否过热，当超过特定值后，FLSCU将信号发送到FDAEC以关闭FRV,并停止再循环系。二、故障实例分析首先我们简要分析一下最近一次更换燃油油位传感器的排故 过程。MIS系统中关于B6971燃油油位传感器相关故障现象及处理措施详见图2-1l«BAr甲出書* 11 mnrjGWl3 «- JF Ji.c-:FLStlTI KSX*WlPJr fl.t.：1-1T粋±

12、;耳事| -電讪/心 也如-巧旺亠芒片需 13 %：置醫丘尸“ 蒔|耳：心誌kI 逹U1L3 虽.TLRMbmL.BUf SJCTU 级鼻切说1皿|凶3|1曲.FWrfZ朋心上愎*4般器贞_ M/iFluBIBfFil JJIZJT 1 *. FLFFVTI肾Fl二HI賣ce-i|£l«ii>.* hi?BfrtViix*.*.防bij i t-iirajvRM 11 /加i咖打 3 > m r fielfimi iVST 帕心關 R ARB «MI VaiJl 1I图2-1 B6971相关故障信息2014 年 4 月 13 日，B6971 飞机 PF

13、R有“ FUEL LEVEL SENSINGFLSCU1（7QJ）故障信息，此故障可以通过拔跳开关重置计算机， 我们通过测试、更换FLSCU1（7QJ以及对串计算机判断故障，故 障一直未消除。此故障并非FLSCU计算机故障，很可能是由于某燃油传感器失效所致。通过对串以及更换计算机排除了 7QJ故障的可 能。17号通过监控到左发滑油温度高从而根据TSM79-00-00-810-805-A进行排故。通过将两个故障联系起来，我 们可以发现FRV的关闭会使得燃油再循环系统停止工作，从而造成 IDG滑油温度的上升，而非正常的高滑油温度也会引起发动机的滑 油温度升高。那么判断是何原因使得FRV关闭就是找出

14、故障源的重 点，通过燃油传感器中的原理介绍，我们可以知道引起FRV关闭的 有三种方式，第一种是溢流传感器，当其变湿时，FLSCU各信号发送到FDAEC以关闭FRV第二种是当燃油油量低于280kg时，IDG 关断传感器停止冷却IDGFLSCI将信号发送到FDAEC以关闭FRV 第三种是燃油温度传感器当超过特定值后，FLSCU将信号发送到 FDAEC以关闭FRV我们可以通过燃油量高于 280kg，且无燃油低 油位警告排除IDG关断传感器。而燃油温度传感器指示外油箱超过 55C或内油箱超过C会有指示，温度过高ECAM会有警告。现在可 能性最大的就是溢流传感器失效给出的假信号使得FRV关闭。我们可以对

15、4047VC1电插头的A钉与B钉的电阻测量是否在330-480欧 姆来确定传感器的好坏。最终我们通过更换溢流传感器排除故障。同样根据TSD数据各传感器的状态与图2-2温度传感器实际状 态做比较，也可以排除温度传感器故障的可能性（若N6/M3是 0'，表明未超温，与SD燃油页面中的温度比较便可判断温度传 感器是否故障）。II FIJTDAseriptl&n ana Positi*nV- & c u e F dCFDS0ITSTTH! 29Q.T 1!西如2! 30(5 JI! 30QJ2t k t h £ z-f £ e 1 e X L RL RwzL

16、tig lrm.tr + emp (FL 1/T1 > ing irmei tenp (FL2/T L)vifig cuttr temp (FL 1/T2) wing oat ph tnjnp (FL2/12)5 5 0 02-乙5.5-5 5 5 EwKfj.12忙.J8T TT rT TT T、A.图2-2温度传感器各参数下面我们通过B6310飞机更换右大翼满油位传感器23QJ2为实 例（详见图2-3），重点讲述一下利用TSD数据排查燃油传感器故障的重要意义。L-J R斗 «-* f 4KHWaiWI&HERUH二!I Ml工二db« FL£ F

17、J|j¥ELSEKaMFlI£ULl4J 磚書打口乂业叮甘席；8"1=1啊弓#1嵐.0(1肌:平勺J EWn 盖FFX-I 1甲*郃用冲；？14旳町删;Ni.匸直门AkFU猪"II!*1 阳m “匚 muo4> 41 'hf « i -.|i ;i ui；JiMKBflhrajiMMjx-«l-W|1 nmi-Jimu > i * 上 bUlWI g| MlflMKMlt 9MU641 f 軒 ur»rn'Eilzel 定临沖rk.-；j.： -醐厨M科*xlx：押可即丄：HNUZII 侶1

18、63; Dm-El? H 41 i=ut: F1TIL LZTEZ TEM1HD FL>71T Qf VT303M£4IMT5P£：E1 VFd WtoltTLSCUri RttiF:I 曲 pnuii k即 3nwu3r < hf iraiflMjwkrr?*ir r希aui阳叭 /avsscudrktM VXiir= mmiv.< Fffi二2|3? NJ打 RE J -tf FFRTUExlZTEL ET-ulHQFU0J；西" 耳百馬心店血 肩 HJWFl57L；l*ir'7irjt Fi 陀J 叫J J 卑TH.:比 JsOOS

19、IJfta Mt£ HHQMJ 卫 FFR： FU0旺皿空石»町 FL58巒 "所1山4|穿“5!审FUE” 底JFIR其F1JJ0fign疋，1->w»* Eei曰HIT«F器 ttmi*PYft«pfeTRli耳*>MK':HsmmflR9SBweoLLambmkjrain排故过程分析：3 月 11 日 PFR跳出“ FUEL LEVEL SENSING FLSCU2”故障 信息。航后首先本机对串FLSCU检查正常。3月15日故障再次出现，根据 TSM28-46-00-810-807清洁4040VC2插座，测试

20、正常。请继续观察。3月19日故障再次出现，根据TSM28-46-00-810-818要求检查有FLSCU TSD上 E2为“ 1”，本机对串FLSCU®试正常。并初步 判断23QJ2故障。4月13日故障再次出现，为证实故障本机对串FLSCU测试正 常。4月29日故障再次出现，为判断故障本机对串FLSCU测试正 常。5月22日，更换燃油油位传感器23QJ2测试正常，接近盖板无渗漏。监控数日，故障信息未再次出现。通过上述的排故过程，我们可以知道通过几次对串计算机以及清洁 电插头排除这些故障件的可能后，主要的将排故重点转向通过利用TSD数据了解分析故障件。值得我们注意的是“NOTE: A

21、high LevelSen sor will show a default status WET if not powered. To power the High-level sensors, open the refuel panel door, or select cockpit refuel (if fitted). ”我们在获取TSD数据前，需要对高油位传感器供电，必 须打开加油面板或者驾驶舱选择加油开关(如果安装)。不然高油 位传感器不上电的话，会错误的显示湿状态。ICHIFUELIrtCV tkOLftLE &WTLMIMAR1» 1511. B 43W111

22、ABCfrEFCRI JKLX4具 3 9 Q 9 0 !-I A 0 0 QI0f90(I00itaoi>odOR 0 d G 6 A *g>9Q»QoaaQiocioo! - Ltrt'lbi图 2-4 FLSCU Trouble Shooting Data根据图2-4我们可以知道，当E2为1时，说明FLSCU2 Failwith no monitor，也就是说FLSCU冲有传感器在该通道上电测试时至少失效一次，即FLSCU次去了监控功能，虽然FLSCU2&有输 出时哪个传感器故障，但是这个“FUEL LEVEL SENSING FLSCU2”QJ 故

23、障信息的频繁出现，极有可能是由于存在某一个油位传感器故障 所致。通过FQIS的输出代码可以知道飞机各油箱的燃油量（如图2-5），我们可以根据各油位传感器状态对应的机载燃油量（如图2-6）与实际FQIS离散输出的传感器状态（如图2-7）做对比，来 确定哪一个传感器输出信号与实际油量对应不符，此传感器便是故障件。对比发现B6310飞机23QJ2传感器位置与实际不符，初判断 为故障件，我们再通过测量电插头 4040VC2的h钉与x钉之间的 电阻值是否330-480欧姆，进一步确定其是否故障。这样确保我们 判断的准确性，避免不必要的飞机停场。r<xiOH.1MUUTEE1M3HC1I4FTClt

24、1 It21rcd巧Z. IffDg3 109I 3CCK札型軋剋inr CC L2. Mr. lie2 KH! W:恥aStsacI r FTTOiHk 8W4. 11i5lI0U七DIMi .afETKh> !田图 2-5 FQIS Input ParametershilQTVH_SCU /CIDS fillTATt 1 MAT I (16QJDuee¥汩音旷ascu 3/7wrFA1ED15QJILeft wing low Mwl770RSCU 2；5L6V/FIUOT WET1百Q2Rjghi wi fg row i创创770FL5CJ 2/1M?v/nNOT WET1

25、6QJLLft wing Ich770FISCU1JP3V/fTMOT ETI6QJ2wjrng Icvr lvel77DFLSCU 1/5P4VTrdOT WET17QJ1i. f什 w mg h iQh Ijvei5430asaj V3和DRY-JOT DKY17QJ2Rigm 刪购 tiih l«v«lM30FL5CU 2/3nDRYNOT MY20QJCenter high revelM70FLSCJ 1/7榊DRYNOT DRYZLQJCenter lai teelFLSCli 1.6F7wrNOT OUT22QJGenter i(jw level価FL5CU 2

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