A320舱门训练设备电气原理及常见故障分析

aureate · 发表于 2011-7-4 17:32:29

乘务员培训训练中，乘务员需掌握主要内容之一是对飞机舱门的熟练操作。因此在整个乘务员培训过程中，舱门训练占很大的比重。

根据乘务员训练的实际情况，从设备维护的角度来说，舱门出现故障的几率要比其他设备结构要大的多。所需做的维护工作也是整个乘务设备维护工作的重点。现以深圳航空公司A320舱门训练器为例，介绍A320舱门的结构、电气控制原理以及常见故障分析。

上图为A320舱门整体结构

深圳航空公司所使用的A320舱门训练器为西安飞豹公司生产制造，其基本机械结构与空客A320主登机门基本相同。该舱门模拟的舱门操作方法与真飞机舱门操作方法一致。

空客A320舱门在紧急开门时，有辅助动力开门。厂家在设计制造时利用气动模拟实现这一功能。

上图为舱门大摇臂上气动作动筒

舱门上所有的气动部件都是由相应的电磁阀控制。一系列的电磁阀按设计好的控制逻辑接通或关闭气路。

上图为A320舱门气动控制面板

气动面板上所有电磁阀通过电气线路受控于舱门核心控制器件PLC。舱门上所有采集的信号汇集到PLC后，PLC会自动根据预先编辑的控制程序驱动相应的电磁阀动作，实现舱门功能的模拟。

上图为电气控制面板

电气控制面板从上到下依次安装的是可编程逻辑控制器件PLC、主辅电路断路器和交流接触器、过载安全保护器件、24v供电电源。

以上为A320舱门的主体机械结构和主要电气控制线路。在实际的使用维护中，随舱门开关次数的增加，设备会出现许多的故障。现对常见故障分析如下：

1．舱门操作手柄处下压锁定机构故障

舱门操作手柄处下压锁定机构

此机构工作原理为手柄上安装的圆柱钢棒与机构下部安装的锁定块相互配合，实现操作手柄下压锁定功能。由于机械配合时存在磨损，在舱门使用一定时间后，需更换该机构。

故障机理分析：此故障机械零件磨损失效属于接触疲劳失效

接触疲劳失效主要应为存在接触应力，零件表面在接触应力的反复作用下引起的表面疲劳破坏，称为接触疲劳。接触疲劳的类型及行为特征为以下两方面

① 裂纹源于次表层的麻点剥落和其他疲劳—样，接触疲劳也有一个裂纹萌生与扩展的过程。裂纹萌生一般都是内于在切应力作用下因塑性变形而引起。

② 裂纹源于表层的麻点剥落当—个零件在弹性体平面上滚动带有滑动，并在表面有滚动方向的摩擦力作用时，最大切应力的位置将发生改变。随着滑动比增加，摩擦系数增大，最大切应力的位置会向表面移动。对整体硬化材料而言，当摩擦系数增大到0.1以上，最大切应力位置已移到表面，这时疲劳裂纹就从表面产生。裂纹沿与表面成小于45度夹角的方向扩展。其倾角大小视摩擦大小而定。当裂纹扩展到一定深度、裂纹上部金属形同—悬臂梁。即在随后的加载中折断，造成剥落，留下一个麻坑。这就是裂纹源于表面的麻点剥落。

2．镇风锁机构故障

镇风锁机构

镇风锁锁勾

该机构为锁勾与安装在门框上锁柱机构组成。当舱门开启到最大位时，锁勾会自动嵌入锁柱内，以实现舱门锁定功能。舱门经长时间使用后，锁勾和锁柱会出现不同程度的磨损。当磨损到一定程度时，镇风锁起不到舱门锁定的功能。此时需更换新镇风锁机构。

故障机理分析：该故障属于机械零件磨损失效。由于锁勾和锁柱在接触是存在相对滑动摩擦，就此类故障具体的机械磨损失效为咬合磨损(第一类粘着磨损)。咬合磨损是指偶件表面某些摩擦点处氧化膜被破坏，偶件之间形成金属结合，结合点的强度分两种情况，一是比基金属强度高(即结合点处金属被强化了)，则随后相对滑动时基金属屡遭破坏；二是比基金属强度低，则是结合点遭破坏。这种形式的磨损称为咬合磨损。咬合磨损只发生在滑动摩擦条件下。当零件表面缺乏润滑、相对滑动速度很小(对钢<1m/s)，而比压很大，超过表面实际接触点处屈服极限的时候，使发生咬合磨损。

3．接近开关引发的故障

接近开关

在日常设备使用时，往往会出现某种模拟功能失效的故障。如无自动充气、紧急开门无辅助动力开门、模拟舱门故障无法实现等一系列故障。此类故障大都是由接近开关损坏，采集不到相应的输入信号，PLC无法按控制程序进行相应的反应导致。在故障排查时，需根据设备出现失效的功能，查找对应的接近开关。

接近开关工作原理介绍：乘务训练设备上使用接近开关属于霍尔传感器（此外还有电感式接近开关和电容式接近开关），它工作原理是基于霍尔效应。产生霍尔效应的根本原因在于带电粒子在磁场中运动时会受到洛伦兹力的作用。利用霍尔效应制成的元件称为霍尔元件。当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电位差值称为霍尔电势U，其表达式为
U=K·I·B/d
其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场（洛伦兹力Lorentz）的磁感应强度，d是薄片的厚度。
由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。

4．气动控制面板上电磁阀导致的故障

由于舱门在紧急开门时，是由一系列电磁阀的动作实现舱门辅助动力开门。随紧急开门次数的增加，电磁阀往往会出现阀芯卡死或密封圈磨损漏气的问题。这会导致舱门由气动控制的相关功能失效的故障。

以上所述只是关于A320舱门常见的故障。前两个为机械类故障，当故障发生时，只需检查相应的机械机构就能找到故障的根源。后两个为电气类故障，在故障排查时需根据舱门所表现出的故障表象，根据电气图纸逐一排查电气线路方能找到故障发生的诱因。