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摘要：某型飞机燃油系统主要用来测量在飞行过程中飞机剩余油量，对完成飞行任务和保证飞行安全有着十分重要的意义。本文主要结合实际产品修理过程中遇到的故障，通过分析XX飞机燃油系统耗量系统的原理，梳理故障现象，对比故障信号，确定故障点，最终给出排除方法，并结合自己的分析，针对产品的质量提高提出见解，对产品设计的改进提出想法，对实际排故工作具有一定借鉴作用和实用价值。
关键词：燃油系统;常见故障;分析;排除;总结
1系统概述及工作原理
某型飞机系统由油量（T）表和耗量（P）表两个柱形指示器及相应的传感器完成对飞机油量的测量和指示，油量表用于测量飞机2号油箱和4号油箱的油量，耗量表用于测量飞机总的剩余油量。 该系統依据飞机加油和耗油的需要，可产生相应的控制信号。提供油箱耗尽信息、剩油1500Kg、600Kg警告信号。并向飞参、屏幕显示、综合导航、应答机和极限系统发送相关信息。该系统主要由油量表、耗量表和自动控制三个功能部分组成。具体系统方框图见图1：
油量表部分原理为：油量表部分主要由油量传感器、温度传感器、控制盒和指示器组成。当油箱中的油面高度变化时，电容传感器的电容量改变，控制盒中的电桥输出不平衡信号，经功率放大器УМ放大，驱动电机ДМ-0.1工作，并带动平衡电位计电刷和刻度标记Т一起移动，直到使电桥达到新的平衡状态，这时电动机停止工作，标记Т指示出2号和4号油箱的油量。
耗量系统的原理为：耗量表部分用于测量总燃油量，包括测量燃油耗量的两个管路。耗量表部分由两个耗量传感器，两个温度受感器、安装支架、耗量部件、控制盒和指示组成。
总耗量的测量原理是燃油冲击叶轮而使叶轮转动，经过传动机构，带动铁心旋转，所以在线圈上产生感应电势。燃油流量越大，叶轮转速越快，则产生交感电势的频率越高。该交变信号送入总耗量部件中，经过加工处理后变为与输入信号同频率的脉冲信号。模数转换器按每流过640Kg燃油产生修正脉冲，脉冲数正比于燃油密度与设计密度之差，由电气机械加法器—步进电动机对脉冲进行总计，驱动刻度盘上标志P，相对当前的油量减少其指示值当有燃油流过时，该脉冲信号使耗量表指示器中的步进电机工作，带动活动刻度盘和活动标记上下移动，从而指示出总油量的数值。
自动控制部分原理为：自动控制部分由于发生和发出加油或耗油的控制信号，输送给电磁活门、加油开关和加油控制盒，并向油量耗量表提供各油箱耗完信息及剩油1500kg和剩油600kg警告信号，还向记录装置、发动机自动起动装置、机载检测和警告综合系统、语音报警装置和飞行参数记录系统输出信号。
2故障分析及排除
2.1 耗量指示部分不工作
2.1.1 故障现象
燃油油量耗量表系统试验“耗量表的手动校准”时，指示器耗量部分（Р表）静止不动，指示器内部声响不连贯;试验“耗量测量部分的工作性能”的“工作性能自检”和“模拟器检查”，指示器耗量部分下降均顿挫，与输入脉冲不相关。
2.1.2故障分析
耗量表测试原理是累计传感器发出的脉冲，该脉冲频率与设计密度为0.7g/cm2的燃油瞬时消耗成正比，检查控制盒通过模拟—数字转换器将温度传感器和燃油牌号给定器信号叠加后形成密度修正脉冲。总耗量部件通过电气机械加法器对对脉冲进行总计，分成相位不同的四路步进电机脉冲信号输出给指示器耗量部分的步进电动机，驱动刻度盘上标志P，相对当前的油量减少其指示值。
燃油系统可通过检查控制盒发出手动校准信号，手动调整指示器耗量表部分向上、向下移动（即“耗量表的手动校准”）;也可发出工作性能自检脉冲，经总耗量部件处理后相应减少指示器指示值（即“耗量测量部分的工作性能”的“工作性能自检”）。
机载设备大修检查过程中，通过检查“耗量表的手动校准”、“耗量测量部分的工作性能”的“工作性能自检”和“模拟器检查”（即用检测设备模拟脉冲相应减少指示器指示值）两项检查来判断燃油系统对耗量脉冲的处理电路功能无问题。测试耗量测量部分的工作性能，手动模式驱动及设备模拟耗量传感器信号指示器时耗量部分下降均有顿挫，其原因应为总耗量部件输出的电机控制脉冲信号错误。电机控制脉冲信号共四相，分别在四个相位轮流利用脉冲为电机供电，其形成过程为：模拟耗量信号经У2板加法器、JK触发器等器件处理后形成4个相位不同的脉冲信号，经У5板信号放大后输出给指示器耗量部分的步进电动机，应分析4个相位脉冲信号状态。
У2板信号由27（相位Ⅱ）、28（相位Ⅳ）、29（相位Ⅲ）、30（相位Ⅰ）接线柱输出至У5板11（相位Ⅰ）、12（相位Ⅱ）、13（相位Ⅲ）、14（相位Ⅳ）接线柱，经NPN型三极管两级放大之后由6（相位Ⅳ）、7（相位Ⅱ）、8（相位Ⅲ）、9（相位Ⅰ）四个接线柱输出。
设备输入5.5Hz的模拟耗量信号时，正确的电机控制脉冲信号应为0.7Hz/17V的方波信号。
检测故障件У5板6、7、9接线柱信号均与正确信号相符，8接线柱信号为+24V高电平直流信号。判断相位Ⅲ电机控制脉冲信号故障，相位Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ电机控制脉冲信号正确。
断开У5板12、13接线柱连接导线（即断开相位Ⅱ、Ⅲ后续放大电路），检测У2板27（相位Ⅱ）、29（相位Ⅲ）接线柱输出为0.7Hz/9V方波信号，证明У2板完好，У5板第三相脉冲信号的放大电路故障。У5板第三相脉冲信号的放大电路图如图2。目视检查印制板无开裂、剥离现象，判断为D1（1HT251A三极管阵列）故障。
2.1.3故障排除
更换V11（三极管）后，故障排除。检测“耗量表的手动校准”、“耗量测量部分的工作性能”均合格。
2.2 低温工作状态下向БЦВМ、КЗА系统发送电压低
2.2.1故障现象 燃油油量耗量表系统试验“信息向交连系统的发送”项目时发现，燃油耗量部分指示值为“12000kg”时，向БЦВМ系统发送的电压信号РsБЦВМ=4.98V[标准电压应为（8.24±0.82）V];向КЗА系统发送的电压信号РsКЗА=4.97V[标准电压应为（8.24±0.82）V];燃油耗量部分指示值下降时，向БЦВМ、КЗА系统发送电压成比例减小。进一步检查由总耗量部件发出的基准电压为5.2V[标准电压应为（8.5±0.85）V]。
2.2.2故障分析
燃油油量耗量表系统向БЦВМ、КЗА系统输出的总油量線性电压采集自指示器中R2-3电位计。由总耗量部件输出的控制脉冲加至指示器的УУДШ步进电机控制器，控制步进电机ДШ工作，驱动标志P相对指示器表盘移动并带动电位计电刷R2-1、R2-2、R2-3、R2-4移动，以指示当时的实际油量。由总耗量部件输出的标准电压8.5V加至滑动变阻器R2-3固定端，滑动端输出不同油量对应的总油量线性电压信号。
8.5V标准电压由总耗量部件中У3电源板输出。机上电压115V、400Hz加在变压器ТР1、ТР2初级绕组，两个次级绕组分别输出20V、400Hz，24V、400Hz电压加载到整流电桥ВМ1-ВМ上，电桥ВМ1-ВМ输出的整流电压经电容滤波分别加载到4个К142ЕН1А稳压器上，再经滑动变阻器调节和电容滤波，分别输出15V、-15V、24V、5V、8.5V稳定电压，作为电子组件的电源。
由“燃油耗量部分指示值下降时，向БЦВМ、КЗА系统发送电压成比例减小”判断总耗量部件输出的控制脉冲、К指示器指示、电位计无故障。由“总耗量部件发出的基准电压小”确定总耗量部件У3电源板低温故障。
У3板信号由1（24V、400Hz）、2（24V、400Hz）、5（10V、400Hz）、13（10V、400Hz）、10（20V、400Hz）、15（20V、400Hz）接线柱输入，由3脚输出8.5V信号。
检测故障件У3板低温工作状态下1、2、5、13、10、15接线柱输入信号与常温一致。
检测故障件У3板低温工作状态下3接线柱输出基准电压低温时为5.2V，低于常温8.2V。通电后此电压逐渐上升，约30min后升高至8.2V，达到合格状态。其故障模式与常见的К50型电容低温故障现象极其相似。
常温通电测试У3板3个并联的“К50-29-63В-100МКФ”电容两端电压为8.2V。
目视检查印制板无开裂、剥离现象，各元器件外观完好，推测3个并联的“К50-29-63В-100МКФ”电容低温性能下降导致БРС6-4总耗量部件输出基准电压小。
2.2.3故障定位与验证
更换“К50-29В-63В-100МКФ+50-20%”后，故障存在。
更换“К50-29В-100В-100МКФ-20+50%”后，故障排除。检测低温工作时“信息向交连系统的发送”合格。
更换“К52-1Б-63В-100МКФ±10%”后，故障排除。检测低温工作时“信息向交连系统的发送”合格。
更换“CAK35H-3-63V-100μF-K”后，故障排除。检测低温工作时“信息向交连系统的发送”合格。
2.2.4 维修建议
根据产品状态统计得出总耗量部件生产厂家2000年进行了设计改变，以2000年为限出现两个设计版本，且两个版本差异较大。2000年以前版本总耗量部件У3板使用电容为К50型，由于设计缺陷低温性能差，在修理过程中出现本文第三章所述故障几率达100%，出现本文第四张所述故障几率达42.8%;2000年以后版本总耗量部件У3板使用电容为К52型，目前低温性能较好。在维修过程建议：
1.У3板“К50-29-63В-100МКФ”电容在修理过程中使用“К52-1Б-63В-100МКФ±10%”电容或“CAK35H-3-63V-100μF-K”电容代替，在产品翻修时固定更换。
2.У3板“К50-29-25В-470МКФ”电容和“К50-29-16В-220МКФ” 在产品翻修时固定更换。
3 总结
本文列举了燃油系统油量部分和耗量部分的常见故障，通过对产品机理的深度剖析，结合相应的电路基础对产品进行故障定位，排故过程可为类似故障的分析、定位、修理提供参考。
参考文献
[1] 《XX燃油油量耗量表系统电路图》
[2] 《XX燃油油量-耗量表系统技术使用指南》
[3] 《燃油系统地勤实用手册》
关键词：燃油系统;常见故障;分析;排除;总结
1系统概述及工作原理
某型飞机系统由油量（T）表和耗量（P）表两个柱形指示器及相应的传感器完成对飞机油量的测量和指示，油量表用于测量飞机2号油箱和4号油箱的油量，耗量表用于测量飞机总的剩余油量。 该系統依据飞机加油和耗油的需要，可产生相应的控制信号。提供油箱耗尽信息、剩油1500Kg、600Kg警告信号。并向飞参、屏幕显示、综合导航、应答机和极限系统发送相关信息。该系统主要由油量表、耗量表和自动控制三个功能部分组成。具体系统方框图见图1：
油量表部分原理为：油量表部分主要由油量传感器、温度传感器、控制盒和指示器组成。当油箱中的油面高度变化时，电容传感器的电容量改变，控制盒中的电桥输出不平衡信号，经功率放大器УМ放大，驱动电机ДМ-0.1工作，并带动平衡电位计电刷和刻度标记Т一起移动，直到使电桥达到新的平衡状态，这时电动机停止工作，标记Т指示出2号和4号油箱的油量。
耗量系统的原理为：耗量表部分用于测量总燃油量，包括测量燃油耗量的两个管路。耗量表部分由两个耗量传感器，两个温度受感器、安装支架、耗量部件、控制盒和指示组成。
总耗量的测量原理是燃油冲击叶轮而使叶轮转动，经过传动机构，带动铁心旋转，所以在线圈上产生感应电势。燃油流量越大，叶轮转速越快，则产生交感电势的频率越高。该交变信号送入总耗量部件中，经过加工处理后变为与输入信号同频率的脉冲信号。模数转换器按每流过640Kg燃油产生修正脉冲，脉冲数正比于燃油密度与设计密度之差，由电气机械加法器—步进电动机对脉冲进行总计，驱动刻度盘上标志P，相对当前的油量减少其指示值当有燃油流过时，该脉冲信号使耗量表指示器中的步进电机工作，带动活动刻度盘和活动标记上下移动，从而指示出总油量的数值。
自动控制部分原理为：自动控制部分由于发生和发出加油或耗油的控制信号，输送给电磁活门、加油开关和加油控制盒，并向油量耗量表提供各油箱耗完信息及剩油1500kg和剩油600kg警告信号，还向记录装置、发动机自动起动装置、机载检测和警告综合系统、语音报警装置和飞行参数记录系统输出信号。
2故障分析及排除
2.1 耗量指示部分不工作
2.1.1 故障现象
燃油油量耗量表系统试验“耗量表的手动校准”时，指示器耗量部分（Р表）静止不动，指示器内部声响不连贯;试验“耗量测量部分的工作性能”的“工作性能自检”和“模拟器检查”，指示器耗量部分下降均顿挫，与输入脉冲不相关。
2.1.2故障分析
耗量表测试原理是累计传感器发出的脉冲，该脉冲频率与设计密度为0.7g/cm2的燃油瞬时消耗成正比，检查控制盒通过模拟—数字转换器将温度传感器和燃油牌号给定器信号叠加后形成密度修正脉冲。总耗量部件通过电气机械加法器对对脉冲进行总计，分成相位不同的四路步进电机脉冲信号输出给指示器耗量部分的步进电动机，驱动刻度盘上标志P，相对当前的油量减少其指示值。
燃油系统可通过检查控制盒发出手动校准信号，手动调整指示器耗量表部分向上、向下移动（即“耗量表的手动校准”）;也可发出工作性能自检脉冲，经总耗量部件处理后相应减少指示器指示值（即“耗量测量部分的工作性能”的“工作性能自检”）。
机载设备大修检查过程中，通过检查“耗量表的手动校准”、“耗量测量部分的工作性能”的“工作性能自检”和“模拟器检查”（即用检测设备模拟脉冲相应减少指示器指示值）两项检查来判断燃油系统对耗量脉冲的处理电路功能无问题。测试耗量测量部分的工作性能，手动模式驱动及设备模拟耗量传感器信号指示器时耗量部分下降均有顿挫，其原因应为总耗量部件输出的电机控制脉冲信号错误。电机控制脉冲信号共四相，分别在四个相位轮流利用脉冲为电机供电，其形成过程为：模拟耗量信号经У2板加法器、JK触发器等器件处理后形成4个相位不同的脉冲信号，经У5板信号放大后输出给指示器耗量部分的步进电动机，应分析4个相位脉冲信号状态。
У2板信号由27（相位Ⅱ）、28（相位Ⅳ）、29（相位Ⅲ）、30（相位Ⅰ）接线柱输出至У5板11（相位Ⅰ）、12（相位Ⅱ）、13（相位Ⅲ）、14（相位Ⅳ）接线柱，经NPN型三极管两级放大之后由6（相位Ⅳ）、7（相位Ⅱ）、8（相位Ⅲ）、9（相位Ⅰ）四个接线柱输出。
设备输入5.5Hz的模拟耗量信号时，正确的电机控制脉冲信号应为0.7Hz/17V的方波信号。
检测故障件У5板6、7、9接线柱信号均与正确信号相符，8接线柱信号为+24V高电平直流信号。判断相位Ⅲ电机控制脉冲信号故障，相位Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ电机控制脉冲信号正确。
断开У5板12、13接线柱连接导线（即断开相位Ⅱ、Ⅲ后续放大电路），检测У2板27（相位Ⅱ）、29（相位Ⅲ）接线柱输出为0.7Hz/9V方波信号，证明У2板完好，У5板第三相脉冲信号的放大电路故障。У5板第三相脉冲信号的放大电路图如图2。目视检查印制板无开裂、剥离现象，判断为D1（1HT251A三极管阵列）故障。
2.1.3故障排除
更换V11（三极管）后，故障排除。检测“耗量表的手动校准”、“耗量测量部分的工作性能”均合格。
2.2 低温工作状态下向БЦВМ、КЗА系统发送电压低
2.2.1故障现象 燃油油量耗量表系统试验“信息向交连系统的发送”项目时发现，燃油耗量部分指示值为“12000kg”时，向БЦВМ系统发送的电压信号РsБЦВМ=4.98V[标准电压应为（8.24±0.82）V];向КЗА系统发送的电压信号РsКЗА=4.97V[标准电压应为（8.24±0.82）V];燃油耗量部分指示值下降时，向БЦВМ、КЗА系统发送电压成比例减小。进一步检查由总耗量部件发出的基准电压为5.2V[标准电压应为（8.5±0.85）V]。
2.2.2故障分析
燃油油量耗量表系统向БЦВМ、КЗА系统输出的总油量線性电压采集自指示器中R2-3电位计。由总耗量部件输出的控制脉冲加至指示器的УУДШ步进电机控制器，控制步进电机ДШ工作，驱动标志P相对指示器表盘移动并带动电位计电刷R2-1、R2-2、R2-3、R2-4移动，以指示当时的实际油量。由总耗量部件输出的标准电压8.5V加至滑动变阻器R2-3固定端，滑动端输出不同油量对应的总油量线性电压信号。
8.5V标准电压由总耗量部件中У3电源板输出。机上电压115V、400Hz加在变压器ТР1、ТР2初级绕组，两个次级绕组分别输出20V、400Hz，24V、400Hz电压加载到整流电桥ВМ1-ВМ上，电桥ВМ1-ВМ输出的整流电压经电容滤波分别加载到4个К142ЕН1А稳压器上，再经滑动变阻器调节和电容滤波，分别输出15V、-15V、24V、5V、8.5V稳定电压，作为电子组件的电源。
由“燃油耗量部分指示值下降时，向БЦВМ、КЗА系统发送电压成比例减小”判断总耗量部件输出的控制脉冲、К指示器指示、电位计无故障。由“总耗量部件发出的基准电压小”确定总耗量部件У3电源板低温故障。
У3板信号由1（24V、400Hz）、2（24V、400Hz）、5（10V、400Hz）、13（10V、400Hz）、10（20V、400Hz）、15（20V、400Hz）接线柱输入，由3脚输出8.5V信号。
检测故障件У3板低温工作状态下1、2、5、13、10、15接线柱输入信号与常温一致。
检测故障件У3板低温工作状态下3接线柱输出基准电压低温时为5.2V，低于常温8.2V。通电后此电压逐渐上升，约30min后升高至8.2V，达到合格状态。其故障模式与常见的К50型电容低温故障现象极其相似。
常温通电测试У3板3个并联的“К50-29-63В-100МКФ”电容两端电压为8.2V。
目视检查印制板无开裂、剥离现象，各元器件外观完好，推测3个并联的“К50-29-63В-100МКФ”电容低温性能下降导致БРС6-4总耗量部件输出基准电压小。
2.2.3故障定位与验证
更换“К50-29В-63В-100МКФ+50-20%”后，故障存在。
更换“К50-29В-100В-100МКФ-20+50%”后，故障排除。检测低温工作时“信息向交连系统的发送”合格。
更换“К52-1Б-63В-100МКФ±10%”后，故障排除。检测低温工作时“信息向交连系统的发送”合格。
更换“CAK35H-3-63V-100μF-K”后，故障排除。检测低温工作时“信息向交连系统的发送”合格。
2.2.4 维修建议
根据产品状态统计得出总耗量部件生产厂家2000年进行了设计改变，以2000年为限出现两个设计版本，且两个版本差异较大。2000年以前版本总耗量部件У3板使用电容为К50型，由于设计缺陷低温性能差，在修理过程中出现本文第三章所述故障几率达100%，出现本文第四张所述故障几率达42.8%;2000年以后版本总耗量部件У3板使用电容为К52型，目前低温性能较好。在维修过程建议：
1.У3板“К50-29-63В-100МКФ”电容在修理过程中使用“К52-1Б-63В-100МКФ±10%”电容或“CAK35H-3-63V-100μF-K”电容代替，在产品翻修时固定更换。
2.У3板“К50-29-25В-470МКФ”电容和“К50-29-16В-220МКФ” 在产品翻修时固定更换。
3 总结
本文列举了燃油系统油量部分和耗量部分的常见故障，通过对产品机理的深度剖析，结合相应的电路基础对产品进行故障定位，排故过程可为类似故障的分析、定位、修理提供参考。
参考文献
[1] 《XX燃油油量耗量表系统电路图》
[2] 《XX燃油油量-耗量表系统技术使用指南》
[3] 《燃油系统地勤实用手册》