空客A320飞机正常刹车故障简析

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摘要

通过对一起空客A320飞机出现NORM BRAKES FAULT故障信息进行的原理分析、故障处理，给我们维修人员一个启发，面对疑难故障，不能过于依赖TROUBLE SHO0TING MANAUL（TSM）等排故手册，应该从系统理论知识入手综合分析考虑。



故障现象

航前空客A320飞机反映液压系统增压时ECAM出现NORM BRAKES FAULT故障信息，同时状态页面伴随有BRAKE SYS 1或者BRAKE SYS 2的信息出现，维修人员通过CFDS BSCU地面扫描测试时 BSCU1与2 均有BRK PEDAL SMTR 9GG的故障信息，

尝试复位跳开关、整机断电及分别清洁传感器和BSCU插头均无效，由于MEL中明确规定当ECAM上出现 NORM BRAKES FAULT 时不能放行，所以飞机停场排故。

虽然故障信息很明确，无论根据 TROUBLE SH0OTING 还是根据AMM手册原理分析都初步认定为脚蹬刹车位置传感器XMTR UNIT-BRK PEDAL（9GG）故障导致，但实际排除故障的过程大大出乎我们的意料。



排故经过

由于地面测试BSCU的故障信息 BRK PEDAL SMTR 9GG，根据TROUBLE SHOOTING排故，依据手册TSM TASK 32- 42-00-810-833-A分析认为可能的故障原因分别为脚蹬刹车位置传感器XMTR UNIT-BRK PEDAL（下面简称 9GG）、BSCU（10GG）、9GG和10GG之间的线路。

首先，先从怀疑BSCU故障下手并排除BSCU故障的可能性，由于BSCU为双通道设置，分别控制正常刹车的两套系统，这也是空客飞机双裕度设计，

每次只有一套刹车系统工作，而 NORM BRAKE FAULT故障显示的是BSCU1和2双系统同时失效，其BSCU故障机率不高，但为排除隐患，维修人员更换了新的BSCU判断故障，但是故障并未消失。

之后通过串件和更换新件的方法，排除了MTR UNIT-BRK PEDAL（9GG）故障的可能。于是，将重点转移到线路上来，由于在执行CFDS地面扫描测试时TROUBLE SHOOTING DATA 给出的故障代码分别为152、154、156、158，根据代码和ASM 32-42-01分别测量 BSCU与传感器之间的线路，

如下图一所示， 9GG与BSCU之间的连接线路，分为A、B两个通道，经过测量并未发现连接线路有断路、虚接现象，接地信号良好，从而排除连接线路故障的可能性。

至此，根据技术手册的要求已经做完了所有可能故障原因的排查，但故障始终存在，而故障代码无论于何时均为BRK PEDAL XMIR9GG，排故工作也进入更加艰难的阶段。此时，必须得改变排故思路。


图一 9GG与BSCU之间的连接线路

是否是输入信号的错误导致了 BSCU产生故障信息呢?在脚蹬为完全松开的状态下，9GG初始角度定位出现偏差而提供了错误的信号给BSCU，进而导致BSCU认为正常刹车9GG传感器有故障?这个疑问浮现出来，但我们所掌控的各类技术资料均不涉及相关信息。

通过缓慢踩脚蹬边观察机械连杆的作动情况，经过多次努力，终于发现了一些瑕疵，在刚开始缓慢作动脚蹬的时候，故障忽然消失了，重复多次后依旧如此，于是脱开9GG传感器机械连杆并作动脚蹬观察，

并未发现连杆衬套有明显的磨损，通过之前的操作实验结果，判断9GG传感器初始角度下沉，导致BSCU接收到错误信号，故BSCU一直测试有代码BRK PEDAL XMIR(96)。

找到故障源后，发现我们现有的空客A320各项技术资料没有涉及9GG传感器连杆机构调节内容，我们及时与空客公司联系，寻求相关的技术支持，

在得到相关的技术资料后，经过调节传感器连杆寸套后（如图二），将其加长一个螺纹的长度后，反复通过BSCU的NORMAL BRAKE TEST测试均正常，至此，故障排除。


图二 9GG传感器连杆机构



系统原理分析

正常刹车的系统原理∶ XMTR UNIT- BRK PEDAL（9GG）经过机械连杆机构将正、副驾驶员的脚蹬作动位置转换为电信号，发送给BSCU，由BSCU（10GG）数据运算后将指令信息发送给伺服机构，完成刹车系统操作（如图三）。


图三 正常刹车系统原理图

脚蹬作动角度与刹车脚蹬传感器 9G输出给BSCU的电压值成线性关系。在松开脚蹬的时候，正常刹车脚蹬传感器9GG的感受电压应该为输入电压的15.7%，（后续通过跟空客申请的 TA中得知BSCU供给9GG正常的电压为 10V），

那么此时9GG输出的电压应该为 10×15.7%=1.57V±0.03V，随着脚蹬作动，9GG输出电压逐渐升高，当达到 2.83±0.03V时，BSC开始激活刹车选择活门，如图四所示。


图四 脚蹬作动角度与9GG及BSCU线性关系

如何确认正常刹车脚蹬传感器9GG是否处于正常状态?我在这里介绍两种确认的方法∶

方法一：

给9GG外接一个稳定可靠的 10±0.2V输入电源，然后在松刹车的情况下通过测量9GG的输出电压应该在 1.57±0.03V范围内，超出范围则不正常。

方法二：

通过MCDU→CFDS→SYSTEM REPORT/TEST→L/G→BSCU2→SPECIFIC DATA→SYSTEM DATA页面进行印证，而其标准为∶脚蹬完全松刹车∶14.2-17.2 脚蹬完全踩刹车∶ ≥94 具体详见图五。


图五 BSCU SYSTEM DATA 页面



总结

首先由于此故障为航前突发故障且无法保留放行，面临航班保障压力，给排故人员提出了更高的故障处理能力的要求。

同时，也给我们一个启发，面对疑难故障，应该综合考虑并从理论入手而不能过于依赖TSM等排故手册，虽然AMM、TSM、AWM、ASM等是排故的主要依据，但手册并不是万能的。

这次我们就是遇到这种情况，传感器连杆的调节问题会导致产生XMTR UNIT-BRK PEDAL（9GG）这个故障信息，相关手册中并未有提及到，再依据手册排故已经行不通的情况下，如果不能及时展开思路并结合理论知识，此故障将进入死循环。



后记

虽然通过原理分析发现了9GG的连杆下沉，只需通过调节9GG的校装连杆使得故障得到排除，但是相关手册中并未有调节的说明以及标准，在后续在跟空客的沟通中得知，

9GG连杆的调节是在装配线上就已经调节好了，客户手册并未有相关的提示，要取得相关的调节标准，就必须向空客公司购买关于9GG调节的TECHNICAL ADAPTATION(TA)。

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编辑 曹庆涛 北京三联宇航

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