一、背景

电子发动机控制器(EEC)包含发动机超速(EOS)和推力控制故障调节(TCMA)逻辑。

EOS(电子超速engine overspeed):当N2转速超过最大限制时发生。

TCMA(推力控制故障调节thrust control malfunction accommodation):一种非指令的或不受控制的高推力状态,此时推力杆指令无法降低推力。

这些保护功能在正推力(前推)和反推力(反推)状态下均处于激活状态。

1、EOS触发条件:当N2转速超过120%或转速超过20,574 RPM时,即发生EOS。

信号路径:

  • 永磁交流发电机(PMA)通过一个”或门”向高侧开关提供N2信号
  • N2转速传感器通过低侧开关向”或门”提供N2信号

执行过程:
当高侧开关和低侧开关均闭合时,EEC向EOS/TCMA电液伺服阀(EHSV)供电。EOS/TCMA EHSV利用伺服燃油关闭高压关断活门(HPSOV)。当HPSOV关闭时,发动机即停止运转。

2、TCMA的功能:TCMA防止飞机在地面时出现高不对称推力状况。高不对称推力可能导致横向偏跑(偏离跑道)。

EEC检测到TCM的条件:

  • 飞机处于地面
  • 高度低于17,500英尺
  • 校准空速(CAS)低于200节
  • 所选N1超过TCMA阈值

TCMA的执行过程:
当检测到TCMA时,EEC的TCMA逻辑输出TCMA信号,用于闭合高侧和低侧开关。当高侧和低侧开关均闭合时,EEC向EOS/TCMA EHSV供电。随后,EOS/TCMA EHSV利用伺服燃油关闭HPSOV。当HPSOV关闭时,发动机即停止运转。


二、EOS/TCMA测试的作动逻辑

发动机燃油歧管预充功能可能需要8至10秒。在发动机燃油歧管预充完成后,EEC会对电子超速和推力控制故障调节(EOS/TCMA)系统进行测试。如果EOS/TCMA系统测试显示无故障,EEC才会允许燃油和点火进入发动机燃烧室以进行发动机起动。

  1. 测试时机

在每次地面起动时执行。具体时机:起动杆移到IDLE位之后(After moving start lever to IDLE position)

  1. 测试过程

第一步:燃油总管预充(Prefill)

当起动杆移到IDLE位时,EEC打开燃油计量活门(FMV, Fuel Metering Valve)
通过预充功能(prefill function),用带压燃油预充燃油总管(prime the fuel manifold)
目的是帮助成功点火(light-off),并让燃油总管压力(FMP, Fuel Manifold Pressure)达到足够高的值

第二步:执行EOS/TCMA测试

当FMP足够高后,EEC监测到预充后EOS/TCMA的电液伺服活门(EHSV)被指令关闭时,FMP的下降情况(functional test monitors FMP decrease as HPSOV is commanded closed after pre-fill)
即验证 EOS/TCMA活门(位于FMU燃油调节单元内)能否在指令下成功切断燃油

测试在驾驶舱的体现 :

Zero FF(燃油流量)指示 2-3秒(最长10秒)
ENG VALVE CLOSED 灯:稳定明亮的蓝色

三、测试结果

结果触发条件故障信息放行级别
测试通过FMP预充后足够高,成功执行测试无正常放行
单通道跳过(Skip)一个EEC通道预充后FMP不够高EEC C2 SMT 信息(80-4400X)可长期放行(Long Term Dispatch)
双通道跳过(Skip)两个EEC通道都预充后FMP不够高ENG CONTROL 灯点亮(No Dispatch)不可放行(No Dispatch)

Test Skip(跳过)与Test Fail(失败)的区别

1. Test Skip(测试跳过)——对应80-4400X

  • 原因:预充后FMP不够高,无法执行测试
  • 故障码:80-4400x(单通道可长期放行,双通道不可放行)
  • 诱发因素:燃油总管主油路泄漏或主油路燃油喷嘴单向活门卡滞(sticky Pilot Primary FN Check valves)导致FMP降低
  • 改进方向:软件 v10.1 正在考虑改进

2. Test Fail(测试失败)——对应73-4398X/73-4399X

  • 原因:测试执行时FMP过高(During test execution, FMP is too high)
  • 故障码:单通道 73-4398x (STD);双通道 73-4399x (No Dispatch)
  • 诱发因素:次油路泄漏或次油路燃油喷嘴单向活门卡滞(sticky Secondary FN Check valves)
  • 机理:测试中PMV(压力调节活门)驱动并打开次油路到指示系统,上游与下游总管之间大的压差导致瞬时压力脉冲/尖峰,控制逻辑将其记录为EOS/TCMA测试失败
  • 改进方向:软件 v9.1 已在范围内——逻辑更新后EOS测试时不再驱动PMV

(备注:软件 v9.1之前EOS测试时会驱动PMV,出自厂家材料,未见于其他资料,表明原有设计测试时FMV关,PMV开。PMV被驱动打开次油路后,上游与下游总管之间产生大的压差。压差会导致瞬时的压力脉冲/尖峰。该压力尖峰被控制逻辑误记录为EOS/TCMA测试失败。EEC软件(v9.1)已对逻辑进行更新,EOS测试时不再驱动PMV,从而消除了因PMV驱动导致的压力尖峰误判为测试失败的问题。

)

四、故障可能性分析

1、从油路走向来说,燃油泵增压后的油流经FMU,FMU实际上只有两个主要功能:FMV控制流量,HPSOV控制开关。需要注意的是,HPSOV的开关有两条线路,一条是在FMV内部的EOS/TCMA EHSV(EEC控制),另外一条是火警和手柄电磁线圈(系统控制),都是通过伺服油路来推动。

再流过流量传感器进入SCU。SCU几乎包含了所有伺服控制EHSV。

PMV再分成3条供油管路给油。

2、从第一张图可以看出,主要信号来自于N2传感器、油门杆角度解析以及PMV压力传感器。因此,可能性部件,厂家也就给出了EEC/N2传感器/PMV压力传感器。

PMV压力传感器装在SCU的主管上。

3、油路的排故通常是脱开AMM G73-11-05-200-801-G00完成渗漏检查,渗漏检查包括三根管路和燃油喷嘴,检查方法包括使用氮气和油。往上游就还包括SCU内漏、流量传感器、FMU这些部件。

五、案例

案例一:

有航司长期出现开车后 “ENGINE CONTROL” 灯亮,重新开车可复位。长期排故无效(换 10+ 个 LRU、200+ 工时、跨 4 个多月)。最终靠QAR 里的 FMP(燃油总管压力)趋势,锁定燃油总管 → 4号燃油喷嘴,检查阀O形圈上的划伤导致泄漏。

特征1,故障发动机的”预充 + EOS/TCMA测试”时间在首次出现故障后,逐渐变得比机队中其他发动机更长。

特征二、故障发动机在起动杆置于慢车位(idle)时的FMP(燃油歧管压力),高于机队中的其他发动机。经过一定时间后,该压力保持在约14 psi,接近标准大气压,这表明在燃油收缩后真空无法维持,因此怀疑系统存在泄漏。

排故思路:

  • 断开SCU(伺服控制单元)上的管路,通入氮气以测试PPMne、Psec和PPMe歧管的密封性。
  • 如果PPMne歧管被确认存在泄漏,则继续对PPM LS歧管和RS歧管进行泄漏检查。
  • 如果Psec被确认存在泄漏,则继续对全部三个Psec歧管进行泄漏检查。
  • 如果PPMe歧管被确认存在泄漏,则检查PPM底部燃油歧管。
  • 对存在泄漏的歧管所对应的燃油喷嘴进行测试。

结果成功定位泄漏点:PPMne歧管(LS或RS侧)→ PPM RS燃油歧管 → 4号燃油喷嘴。

经验:

1、如果难以直接将测试工具连接到歧管上,可采用替代方法:将测试工具连接到与歧管相连的管路上(☆——连接到PPMne RS歧管处)。

2、以10/15/45 psi的压力向歧管通入氮气,观察压力是否能够保持。根据本案例中收集的数据,当以45 psi氮气供气时,每分钟压降1 psi即可指示存在泄漏。

3、定位泄漏燃油喷嘴的最佳做法是:向各燃油喷嘴通入氮气,观察压力是否能够保持。

4、部分燃油喷嘴因空间限制,需拆卸后才能进行测试。

六、数据使用扩展

1、从前文所述的测试环节,整个做动过程,相当于手柄放慢车,激活FMV的HPSOV的电磁阀开,EEC则控制FMV开,管路预充供压。然后EOS/TCMA的EHSV做动,关闭HPSOV,检测总管压力。

“发动机燃油歧管预充功能可能需要8至10秒。在发动机燃油歧管预充完成后,EEC会对电子超速和推力控制故障调节(EOS/TCMA)系统进行测试。”

那么这个阶段其实就是IDLE开始到有燃油流量的时长,通过时长来看是否能快速达到预充压力。如图为一起在控制灯亮之后,再次启动的数据。

机队数据情况

有告警的单机情况

按时长大于10,做了机队监控。

2、FMP值尚无,待加参后使用。

作者 zeng6350