关于风挡加温控制的基本原理

一,基本概念

对于1号和2号风挡:
当风挡电门在ON位时,WHCU内K1继电器得到上游的电,如果下游的温度探测逻辑也通过,K1继电器也获得地,从而闭合,为一号风挡和2号风挡内的加热膜提供供电。
ON灯通过 WHCU内的power demand detector的互感线路判断风挡的加热膜是否有电压。如果有电压,power demand detector为ON灯提供地,使之点亮。
OVERHEAT灯在风挡电门ON位,且WHCU内K2继电器接通时点亮。K2受WHCU内部逻辑电路控制,接收P5防冰面板上的TEST电门和风挡内传感器的信号,过热或测试时接通
P5板的TEST 电门,当打到POWER位时为所有开关在ON位的风挡提供供电,绿灯亮。打到OVERHEAT位时,为所有开关在ON位的风挡模拟过热条件,所有OVERHEAT灯亮。重置风挡电门来恢复。
对于于3、4、5号风挡:
加热系统为可选构型,有些机型没有此加热系统;有些仅有4号和5号(串联),有的是有3号,4号和5号。如下图,加热器,过热电门与P5板的风挡电门组成温控系统,4,5号串在一起与3号并联。故侧翼风挡电门会同时控制该侧的2号,3号,4号和5号风挡的加热系统(如果有的话)

二,工作原理

可以看出,总的来说115V单相交流电供给WHCU,WHCU经过变压以后,提供给风挡所需的加热功率。

实际上是一个变压器的工作模式,如下红线标注的线圈相当于是变压器的初级线圈,当交流电流通过初级线圈时,在初级线圈周围产生交变磁场,由于磁场的变化,次级线圈(蓝色)产生感应电动势,这个感应电动势的大小取决于初级和次级线圈的匝数等因素。跳线的目的就是改变互感用的线圈匝数,影响电压大小。

从CMM可以看到对应不同的跳线,就会产生不同的输出电压,VRMS指的是正弦交流信号的有效电压值,那么供电到风挡膜加温上,产生的功率就是U^2/R,同样的I=P/U也适用。

所以手册会要求基于风挡膜的阻值来进行跳线处理。目的是获得均衡的加温功率,从配对的数值看,风挡加温膜的功率就是在1245W左右。

从机队使用了一段时间后的风挡来看,普遍存在加温膜电阻变低的情况,这个比例在10000FH以上的,占比在65%左右。加温膜阻值变低,从计算来说,会提高风挡加温的加热功率,同时膜电流也会增加。建议能定期调整加温跳线,从而降低风挡的加热效能。

风挡雨刷马达的失效统计

2023年7月,对风挡雨刷马达的失效做了一个简要统计。

一,运行情况统计

1,统计风挡雨刷马达的失效数据,共计发生29起雨刷马达不工作的故障,其中,发生在航前的共计24起,占比为82.75%,过站共计3起,占比为10.34%,航后共计2起,占比为6.9%;

2,导致延误7起,占比24.13%,且此7起延误均是航前延误,无过站延误。

3,故障发生时下雨天气的天数为13,故下雨天占比为:13/29=44.83%;非雨天天数为16,故占比为:55.17%。

二,部件失效原因统计

统计1年内共计20个风挡雨刷马达的修理报告(包括机长侧件号:2313M-347-4和副驾侧件号2313M-348-4的雨刷马达),失效原因依次为:

  • 电路板芯片-PN02316-0191-0002,共计12起,占比60%;
  • 电路板线束松动,共计5起,占比25%;
  • 马达固定螺钉松动,1起,占比5%;
  • 转动轴衬套磨损,1起,占比5%;
  • 卡环和滤波器损坏,1起,占比5%。

三,工程政策

  1. SB/VSB/MP/工卡:当前无针对风挡雨刷马达的SB和MP项目,仅有航后工卡:目视检查确认雨刷在位无明显损伤,此工卡无法捕获雨刷马达失效的故障。
  2. 雨刷马达航材配备情况:

目前雨刷马达的航材储备情况如下:

  • 件号2313M-347-4:目前总计13个备件,其中8个在修,1个待修,1个租出,3个可用,可用库存分布在海口、北京和西安;
  • 件号2313M-348-4:目前总计13个备件,其中8个在修,5个可用,可用库存分布在海口(2EA)、北京/西安/三亚 各1个。

机组航前的正常程序/NP对雨刷没有测试要求,仅是飞机通电前要求确认雨刷选择电门在停放位(雨刷收好)

四,元器件分析

从修理报告查询看,电路板芯片-PN:02316-0191-0002失效是占了主要的失效原因,该芯片为BDCM driver(Brush DC motor driver)

有刷直流电机是一种直流电机,有刷电机的定子上安装有固定的主磁极和电刷,转子上安装有电枢绕组和换向器。

在有刷直流电机的固定部分有磁铁,这里称作主磁极;固定部分还有电刷。转动部分有环形铁芯和绕在环形铁芯上的绕组。两极有刷直流电机的固定部分(定子)上装设了一对直流励磁的静止的主磁极N和S,在旋转部分(转子)上装设电枢铁芯。定子与转子之间有一气隙。在电枢铁芯上放置了由A和X两根导体连成的电枢线圈,线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上,此铜片称为换向片。换向片之间互相绝缘,由换向片构成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上,换向片与转轴之间亦互相绝缘。在换向片上放置着一对固定不动的电刷B1和B2,当电枢旋转时,电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。

有刷直流电机的使用和控制都非常简便,因此它的设计周期较短。PIC单片机,特别是具有CCP或ECCP模块的单片机是驱动BDC电机的理想之选。

五,附件修理情况

1. 拆下的马达为附件定价修理;
2. 大多数硬故障的马达失效都是控制电路板损坏;
3. 电路板损坏的原因大多都是其上面的一个芯片02316-0191-0002失效,芯片本身是密封的,且返回修理的件密封都没问题,与外界环境关系就不大了,应为芯片内部损坏;
4. 还有相当一部分马达返厂时测试正常,原因是马达内部有个电子保护开关,当过热后会保护断开,也能自动复位,这也就是有时在飞机上复位跳开关能恢复正常的原因;
5. 对于返厂测试正常的马达,附件通常都判断或推定为保护开关作动后又恢复,如果其他未见异常会NFF返回一次,如果该序号的马达再次拆下返厂,还是检测正常的话,则会主动更换电路板上的02316-0191-0002芯片再返回。

附图:

1,分解前后

2,电机(含过热电门在内)

3,电路板

4,壳体

737NG虚假信息清单

ATA虚假故障可采取措施触发阶段参考文件
22Autothrottle Disconnect Events 22-31687 (ASM 1) or 22-31688 (ASM 2).复位A/T电源正常,无须进一步排故。地面、空中737NG-FTD-22-09001、737NG-FTD-22-16001、737NG-FTD-22-21002
30风挡加温OVHT重新开关电源切换后737NG-FTD-30-20001
31DSPLY SOURCE 1 (2) message after installation of Blockpoint 15,31-60041 DEU-1 Software Reset,31-60042 DEU-2 Software软件缺陷,地面当前测试正常则无须更换DEU。地面,空中737NG-FTD-31-17001
34FMC SOFTWARE RESET如果故障信息为FMC软件重启导致,可以无须更换FMC。地面,空中737NG-FTD-34-15001 、737NG-FTD-34-18007

一号风挡温度传感器转换

引用自网络,针对一线不了解一号风挡的温度传感器切换方法,特做说明。

对于老构型的WHCU:E4电子架上有1号风挡的主备用传感器的跳线电门,尝试打到备用位,完成对应侧风挡加温测试,观察故障是否消失;对串前风挡WHCU和侧风挡的WHCU,观察故障是否转移。1#风挡跳线电门位置:电子舱E4架。

对于新构型的WHCU:计算机改装了自带1#风挡跳线功能。针对1#风挡的2个模式:

正常模式:

将风挡加温电门重置之后两个温度传感器可以交替使用,但一个传感器失效后,驾驶舱的OVERHEAT灯将点亮,此时将风挡电门置于OFF位,再置于ON位及完成了传感器的转换,OVERHEAT灯将熄灭。但是再次开关电门后WHCU仍然会选择到故障的传感器,导致OVERHEAT灯再次点亮。

超控模式:

在此模式下,WHCU面板上的绿色超控灯将点亮。当一个传感器失效后,此模式下WHCU可以自动选择到正常的传感器下工作。不随加温电门的开关循环而改变。只有当2个传感器均失效时,才会点亮驾驶舱的OVERHEAT灯。

因此,当一个传感器失效后,需将WHCU设置到超控模式来稳定的使用另一传感器。

  1#风挡主备用传感器模式切换:同时按住LAMP TEST+BIT VERFY三秒钟

点评:对于新构型,如现象不稳定,建议使用电门开关进行转换。仅在某一传感器稳定失效时,执行超控。

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