發動機火警環路故障
編號：A320-70-001 適用性： A320CEO、NEO
編寫：宋方建 審 核：楊雲龍
【現象描述】
我司機隊常見故障：
l FDU故障導致的ENG X FIRE LOOP X FAULT（其中第一個X代表1發或2發，第二個X代表環路A或B）或者ENG X FIRE LOOP A AND LOOP B FAULT；
l 探測器故障（本體磨損、斷裂、漏氣、被油液汙染）導致的ENG X FIRE LOOP X FAULT；
l 450VT接線塊的插釘脫開或斷路導致的ENG X FIRE LOOP X FAULT；
l 接線片接觸不良導致阻值變化不定，間歇性的產生ENG X FIRE LOOP X FAULT；
l 探測器到450VT之間線束磨損或被油液汙染導致的ENG X FIRE LOOP X FAULT；
l 450VT到FDU之間線束磨損導致的ENG X FIRE LOOP X FAULT。
【放行依據】
l 根據MEL26-12-01等相關條款知，每臺發動機的一個探測環路可以不工作，但要求：不執行超過120分鐘的ETOPS飛行，且相關發動機的另一個探測環路工作正常，且每次飛行前進行發動機火警測試。
【交流與建議】
l 出現ECAM警告後，要及時與當班機組了解故障細節，這對故障分析會有幫助。需要了解的信息有：ECAM警告出現的時機、頻率、次數、間隔。
l 在地面出現故障的時候，一般通過測量相關部件的阻值、測試FDU、串件、量線以及詳細的目視檢查，就可以成功排除故障。但是，若飛機在空中監控到故障信息而落地後一切正常，這時後續的排故工作就顯得相對複雜，因為在空中伴隨著高溫、高壓、高振動以及複雜多變的天氣情況等，這時就需要地面人員更加認真仔細地去目視檢查、全方位的測量線路、廣泛的檢查零部件（包括接頭、接線樁、管卡）等。
【系統原理】
1.火警探測系統的組成
每臺發動機火警探測系統由兩套相對獨立地安裝在火警區域的火警探測環路（LOOP A與LOOP B）和一個火警探測組件（FDU）組成，而CEO和NEO發動機火警探測環路（LOOP）的組成略有不同。
CFM56-5B發動機中，每套火警探測環路包含並聯的三個探測元件（也叫探測器）：吊架段（PYLON，4WD）、風扇機匣段（FAN，4000WD）和核心機段（CORE，4001WD），分別安裝到在吊架前安裝座、附件齒輪箱的風扇艙內和核心艙後部的不鏽鋼支架上，這三個探測元件並聯連在一起，簡化圖如圖1所示。
圖1 火警環路組成簡化圖（CEO）
PW1100G發動機中，每套火警探測環路包含三個探測元件：吊架段（或稱PYLON，4WD）、AGB段（或稱核心機AGB，4002WD）、核心機段（或稱核心機VENT，4001WD），這三個探測元件並聯連在一起，簡化圖如圖2所示。
圖2火警環路組成簡化圖（NEO）
2.探測元件的結構
探測元件內部結構如圖3所示，探測元件由兩部分組成：①右側綠色的感應端外殼裡預充著一定壓力的氦氣，中間包裹著吸收了氫氣的鈦制芯線；②左側的傳感端裡有兩個電門ALARM SWITCH（報警電門）和MONITOR SWITCH(監控電門，圖上畫的INTEGRITY SWITCH)和一個電阻。
圖3探測環路內部結構簡圖
正常情況下MONITOR SWITCH由氦氣的壓力將其壓在閉合位，ALARM SWITCH處於打開狀態，傳感器的電阻等於內部電阻。當發生火警時，鈦制芯線將吸收的氫氣放出來，使外殼內部的壓力增大，從而將ALARM SWITCH閉合，這時傳感器的阻值等於0或很小；當火警消失，溫度下降時氫氣又重新被鈦吸收，外殼內部的壓力變回預充的氦氣壓力，ALARM SWITCH又再次斷開，傳感器阻值恢復為正常阻值。當傳感器故障時，如右側感應元件漏氣，則外殼內預充的氦氣壓力會下降，MONITOR SWTICH會斷開，傳感器阻值將變為無窮大。所以每個探測元件都有正常、火警和故障三種狀態。
CFM56-5B和PW1100G發動機探測元件結構相似，但阻值不同。
正常情況下，CFM56-5B發動機每個探測器阻值約為4500歐姆，三個探測器並聯後總阻值約為1500歐姆。PW1100G發動機正常情況下吊架段的電阻為4275-4725歐姆；核心機段的電阻為3078-3402歐姆，AGB段的電阻為6469-7150歐姆，三個探測器並聯後總阻值為1401-1549歐姆。
3.FDU的運算邏輯
FDU包含兩個獨立的通道A和B。每個通道持續監控並分析探測環路的阻值信號變化。
如果以下任一種狀況發生，FDU產生火警信號（ENG FIRE)：
l 環路A和B均探測到火警；
l 環路A故障，環路B探測到火警；
l 環路B故障，環路A探測到火警；
l 環路A和B在5S內由於火焰灼燒而故障；
如果探測到以下任一種情況發生，FDU生成探測環路故障信號（ENG FIRE LOOP A/B FAULT)：
l 電氣故障（電源失去,插頭沒有連接）；
l 探測環路的一個故障；
l 單一環路的探測到火警大於16秒,而其他的環路正常。
如果FWC接收到FDU生成的環路A和B都發生故障的信號，則直接生成發動機火警探測故障信號(ENG FIRE DET FAULT)。
【維護提示】
l 對於故障穩定的情況，可以參考FDU的代碼快速判斷。對於地面不能再現的故障，不能盲目相信FDU的故障代碼，必須對每一個環路進行全面檢查。可以採用分段測量阻值的方式來確定是否為探測器故障。
l 檢查時注意環路、線路跟周圍部件的間隙，視情調整。對於線路，重點檢查各個卡子、線路的分叉點等容易出現磨損的地方。
l 如果測量出來總電阻不穩定，或者每次量出來都不一樣，則可能是某處安裝接觸不良。
l TSM手冊裡沒有絕緣性測量的要求，但最近我們發現多起絕緣性問題，絕緣性測量的時候，要脫開所有探測元件，測量線路的對地絕緣性。
l 在單一環路探測到火警大於16秒而其他環路正常的情況下，FDU生成探測環路故障信號。由於探測元件與熱源接觸，或者探測元件老化，都可能會導致虛假火警。如果ECAM警告信息閃爍出現，間隔明顯小於16秒，可排除虛假火警的可能，線路故障可能性較大。如果能明確ECAM警告閃爍出現的時間間隔，就能準確判斷排故方向，即線路故障或者元件故障。因此，出現ECAM警告後，要及時與當班機組了解故障細節，這樣對故障分析會有所幫助。
【典型案例】
CEO飛機：
1. 航後出現ENG 2 FIRE LOOP B FAULT信息，通過MCDU測試以及對串1、2號計算機確定故障源為FDU，更換正常。
2. 航前多次出現ECAM警告ENG 1 FIRE LOOP B FAULT，起動發動機後警告消失，航後測試系統、測量三段火警環路線阻值均正常，但次日航前故障仍出現，當場測量發現吊艙段環路線阻值異常，為無窮大，更換該段環路線後故障排除。
說明：該段火警環路線有輕微滲漏，內部氣壓較低。發動機工作和航後開始的一段時間，由於發動機內部溫度較高，環路線內氣壓升高，監控電門接通，系統工作正常，但經過一個晚上，溫度下降後，環路線內氣壓降低導致監控電門斷開，故常表現為航前通電後出現故障。該類故障現象多見於吊艙或核心段火警環路線。
3. 飛行中持續間歇性的出現ECAM警告ENG 2 FIRE LOOP A FAULT，地面FDU測試正常。航後檢查發現核心機12點處的有一處導線與引氣管路相磨。此缺陷位置較為隱蔽，需藉助反光鏡才能檢查到導線被磨損的情況。
說明：此種情況可使用耐高溫的絕緣膠帶包紮，並按照如下方法調整：鬆開卡子，向上提拉線束，減少摩擦位置的線束彎曲量，以便增加線束與引氣管的間距。
4. 間斷性出現ECAM警告ENG2 FIRE LOOP A FAULT，經詳細檢查線路，發現位於發動機吊架上接線塊450VT2的1號模塊A銷釘沒有安裝到位，重新安裝後故障排除。
說明：飛機落地後銷釘與接線塊接觸導通，通常不表現出故障，而在空中，發動機的振動使得銷釘與接線塊的連接情況為時通時斷，故導致故障時有時無、反覆出現。
NEO飛機：
1. 航前ECAM有ENG1 FIRE LOOP B FAULT警告信息，航後依據TSM26-12-00-810-853-A排故，檢查發現左發吊架段探測元件斷路，依據AMM26-12-16PB401更換4WD1後正常。
2. 故障現象多次在空中出現，地面無法再現。經過反覆排故，發現4165KS線束磨損，更換線束後測試正常，故障未再現。
3. 出現火警探測環路故障，通過FDU測試得到的故障代碼是檢查整個環路。最終檢查發現4181KS線束在5點鐘方向與反推隔熱毯有磨損，導致整個系統對地絕緣性不佳。
說明：4181KS、4182KS都是帶金屬外殼的導線，外觀與探測器尾部相似。磨損導致中間線芯與外層金屬殼體（地）之間的絕緣性不佳。
4. 故障多次出現，FDU的歷史代碼均是檢查AGB環路，且每次故障出現均是在空中，地面無法再現。最終發現是吊架環路接線片有輕微鬆動，導致振動時電阻偏大，可見FDU給出了錯誤的代碼。
說明：對於故障穩定的情況，可以參考FDU的代碼快速隔離判斷。對於地面不能再現的故障，不能盲目相信FDU的故障代碼，因為PW1100G發動機的代碼可能對應多個阻值區間，因此必須對每一個環路進行全面檢查。另外，工作中發現，4165KS與4181KS/4182KS是通過接線片連接，接線片未完全冷卻時高溫使得接線片變軟，此時拆裝螺釘容易使接線片變形甚至損壞。建議等接線片完全冷卻，硬度變高后再進行拆裝。拆卸時可提前噴塗除鏽劑，但安裝時注意清潔以免影響接觸電阻。
5. TFU26.12.00.054，多家公司報告A320NEO（PW）由於吊架火災探測迴路元件（PN：8891-48）斷裂而引起的ENG X FIRE LOOP X FAULT，在所有報告的案例中，損壞位置靠近一個安裝夾，該安裝夾是為了引導環路沿著斜面布置。調查得出的結論是：安裝問題和發動機振動共同造成的。
說明：該故障可在MMEL 26-12-XX下保留10天，空客提供的終止措施是：改進斜面設計，以更好地應對發動機振動，這種改進的設計包括新的斜面與安裝夾的位置更改、支架加固以及新的支架。
6. TFU26.12.00020,多家公司報告A320NEO（PW）報告由於吊架火警探測迴路（PN 8891-48）斷裂而觸發ENG X FIRE LOOP X FAULT信息，另外有少量報告在探測器支架上發現裂紋，根本原因是安裝問題和發動機振動。
說明：空客提供的措施是：檢查相應管路和支架有無鬆動並進行固定，並會更新AMM手冊安裝部分（彎曲半徑、探測器在卡子中的定位等），請工作者安裝時嚴格按照手冊執行。
【參考技術文件】
l AMM26-12-00-00相關程序
l TSM26-12-00-810-803至808相應程序
l MEL26-12-01相關程序
l TFU26.12.00.054
l TFU26.12.00020
註：本技術文章只希望對故障的處理思路和方法有所啟發，目的在於交流，僅做參考，不可作為實際工作的標準。