白 楠，張俊鵬，劉 巖，劉 杰

（93420 部隊）

1 故障現(xiàn)象

某日，某部某號機進行發(fā)動機地面試車時，檢查發(fā)現(xiàn)飛控PBIT 自檢報故。 經(jīng)連接便攜式多功能測試設(shè)備檢測進入MBIT 查看， 申報1836 步左平尾作動器D 通道DDV（直接驅(qū)動閥）電流故障。后對機上左、右飛控計算機互換測試，發(fā)現(xiàn)PBIT 依然申報1836 步左平尾作動器D 通道DDV 電流故障。 更換左平尾作動器后，重新進行系統(tǒng)上電，多次PBIT 測試均通過，故障排除。

2 故障排查

飛控PBIT 的1836 步自檢測，是通過對作動器DDV 零位工作電流的檢測，來檢查DDV 的零位位置偏差。具體為，在靜態(tài)情況下采集各通道DDV 的電流值（零位電流），與DDV 電流的零位門限值1.1V 進行比對，超出門限時則申報相應(yīng)通道DDV 電流故障。

根據(jù)外場故障現(xiàn)象分析造成DDV 電流故障的原因，建立故障樹（見圖1）分析如下：

圖1 故障樹

2.1 飛控計算機線路誤差

飛控計算機的解調(diào)電路和DDV 電流控制、 采集線路的故障（誤差超標）會導(dǎo)致DDV 控制電流故障，故障電流如使系統(tǒng)總誤差超出門限時，會導(dǎo)致PBIT測試故障。

對機上飛控計算機互換測試后，故障現(xiàn)象未消失， 依然PBIT 申報左平尾作動器D 通道DDV 電流故障。 因此，排除飛控計算機故障。

2.2 平尾作動器傳感器誤差

平尾作動器作動筒LVDT 傳感器（RAM-LVDT）和DDV 閥LVDT 傳感器（DDV-LVDT）各通道間具有余度的不一致性，與其他通道不一致性差異較大的通道會導(dǎo)致該通道靜態(tài)情況下作動器DDV 閥存在附加DDV 電流，故障電流如使系統(tǒng)總誤差超出門限時，會導(dǎo)致PBIT 測試故障。

RAM-LVDT 和DDV-LVDT 一致性進行測試，具體測試數(shù)據(jù)見表1 所示。從測試數(shù)據(jù)可看出兩個傳感器一致性較好（與均值的差小于滿量程10v 的1%—100mv，滿足要求），因此排除平尾作動器傳感器故障。

表1 平尾伺服作動器傳感器一致性測試

2.3 DDV 位置零偏

DDV（如圖2 所示）由力馬達、液壓滑閥、位移傳感器三個部分組成，通過零件柔性桿同軸安裝。 控制指令施加到力馬達線圈后，在電磁力的作用下，力馬達輸出軸產(chǎn)生位移通過柔性桿直接拉動閥芯運動，實現(xiàn)閥套上方孔開合量的變化， 傳感器監(jiān)控閥芯位移，將位置反饋信號傳輸?shù)娘w控計算機， 實現(xiàn)閉環(huán)控制，達到控制輸出流量的目的。 在調(diào)試中，以力馬達的位置為基礎(chǔ)，調(diào)整閥芯的位置，使得控制腔的輸出流量為零，并鎖緊固定閥芯，然后調(diào)整位移傳感器鐵芯與線圈的相對位置，使得位移傳感器的輸出為零，保證力馬達、液壓滑閥、傳感器零位重合。當三者零位不一樣時， 系統(tǒng)需要給力馬達的線圈施加一定的流量值，保證DDV 處于理論零位， 這個電流值應(yīng)保證在一定范圍內(nèi)，否則導(dǎo)致電流零位故障。

圖2 DDV 閥結(jié)構(gòu)圖

對DDV 位置零偏檢測，發(fā)現(xiàn)閥芯位置零偏差別較大，達到800mv 左右。 在DDV 試驗臺上復(fù)測DDV性能， 在不通油壓情況下發(fā)現(xiàn)DDV 上的LVDT 輸出在0.05mm 左右（含力馬達的死區(qū)），四個通道基本一致，通壓情況下DDV 雙系統(tǒng)控制腔流量約1.6L/min。

在DDV 閉環(huán)工作狀態(tài)下施加零指令， 此時控制腔輸出流量接近零，LVDT 解調(diào)輸出也在零附近，這表明LVDT 零位與液壓零位重合，LVDT 的零位沒有發(fā)生變化， 排除了LVDT 和液壓滑閥的故障， 導(dǎo)致DDV 零偏的原因在力馬達位置發(fā)生變化， 此時力馬達線圈上總電流約0.25A。

對力馬達進行測試，測試力馬達的位移-電流值，具體測試數(shù)據(jù)見表2。

表2 測試結(jié)果

從表2 中看出兩側(cè)電流不對稱。 與原始數(shù)據(jù)對比，在小行程內(nèi)基本一致，在大行程時有差異。該力馬達的測試驗收數(shù)據(jù)見表3。對該力馬達重新調(diào)試零位，向縮方向調(diào)整0.03mm后，力馬達兩側(cè)電流對稱，其位移電流測試數(shù)據(jù)見表4 所示。 因此判斷由于力馬達鐵芯位置的變化導(dǎo)致DDV閥芯位置變化，DDV 出現(xiàn)零偏現(xiàn)象。

表3 測試結(jié)果

表4 測試結(jié)果

3 原理分析

力馬達的功能為將控制器的電流信號轉(zhuǎn)化為線性的機械位移（直線位移），驅(qū)動伺服閥閥芯運動，輸出線性流量。 理論上，它的電氣零位與機械零位重合（見圖3 所示）。 但受零件加工尺寸公差、裝配間隙等因素的影響，它的電氣零位與機械零位不重合，一般有一個較小的距離。

圖3 DDV 電氣、機械零位示意圖

為了使伺服閥兩側(cè)輸出流量對稱，需要調(diào)整電氣零位。 當調(diào)整電氣零位后，馬達的動鐵芯不在機械零位上，動鐵芯受到兩側(cè)磁鋼的磁力大小不一樣，動鐵芯會向一個方向運動，對簧片產(chǎn)生一個拉力。 當拉力與磁力相等時，動鐵芯受到的力平衡，保持在靜止的位置。 此時力馬達簧片沒有處于自然狀態(tài)，有一定變形，承受一定的裝配應(yīng)力。 零件在加工裝配過程中的應(yīng)力，在長時間使用過程中，溫度沖擊、振動等條件下應(yīng)力釋放后，動鐵芯向一個方向發(fā)生了偏移。 在新的位置磁力與簧片的力平衡， 保持另一個相對靜止位置。此時馬達動鐵芯的位置與交付調(diào)試的電氣零位有偏移，鐵芯的位置產(chǎn)生變化，對外顯示通電流后，兩側(cè)位移電流不對稱，力馬達鐵芯偏移了0.03mm。力馬達鐵芯位置的變化通過力馬達輸出軸傳遞到液壓滑閥閥芯，閥芯位置的變化使得控制窗口從零位的關(guān)閉狀態(tài)變成微小的打開狀態(tài)，輸出控制流量，此時需要給力馬達線圈施加一定電流才能使控制流量為零。

DDV 零位位置誤差為靜態(tài)DDV 電流系統(tǒng)誤差的一部分， 其偏移過大可能會導(dǎo)致總的DDV 零位電流誤差過大，導(dǎo)致PBIT 報DDV 電流故障。 對平尾作動器的力馬達的機械零位進行調(diào)整， 向縮方向調(diào)整0.03mm 后，力馬達兩側(cè)電流對稱，DDV 調(diào)試正常。

4 措施建議

1） 在進行飛控PBIT 前，要將各個舵面進行充分的運動，使流經(jīng)作動器的液壓油液粘稠度降低，便于DDV 運動，防止進行PBIT 檢測時報故。

2） 對于飛控PBIT 故障一次未通過的飛機， 可以進行第2 次PBIT 檢測， 如果檢測正常則可以正常使用；如果還是PBIT 報故，則需關(guān)車，徹底查明故障原因。

3）由于機械加工、裝配工藝水平的限制，理論上簧片的應(yīng)力無法完全消除，產(chǎn)品在制造時盡可能保證力馬達電氣零位和機械零位一致，盡量將裝配應(yīng)力控制在一個非常小的范圍內(nèi)， 并進行裝配應(yīng)力釋放，使其性能穩(wěn)定。