燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速傳感器斷路故障分析*

曲文浩

(海軍駐沈陽(yáng)地區(qū)發(fā)動(dòng)機(jī)專業(yè)軍事代表室，遼寧沈陽(yáng) 110043)

0 引言

在燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)過程中，超速保護(hù)器自檢報(bào)警，同時(shí)起動(dòng)自動(dòng)停止。檢查發(fā)現(xiàn)燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)速波動(dòng)超出規(guī)定值，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)換兩支轉(zhuǎn)速傳感器插頭，再次起動(dòng)后控制器供油突升，手動(dòng)緊急停車。之后，更換轉(zhuǎn)速傳感器，燃機(jī)運(yùn)行正常。確定為轉(zhuǎn)速傳感器故障。

1 結(jié)構(gòu)及工作原理

1．1 傳感器結(jié)構(gòu)

傳感器結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 傳感器結(jié)構(gòu)圖

1 ．2 工作原理

傳感器有兩組獨(dú)立的信號(hào)輸出，其接口定義見圖2。傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì)的，為變磁通式轉(zhuǎn)速傳感器［1］，工作原理圖見圖3。

圖2 傳感器接口定義

圖3 傳感器原理圖

傳感器安裝后，傳感器與導(dǎo)磁體材料制成的音輪組成帶間隙的磁通回路，當(dāng)音輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于間隙的變化使傳感器線圈感受到的磁通量產(chǎn)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的幅值與磁通量的變化率成正比、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率與磁通量變化的頻率大小相等，通過此原理即可得到音輪轉(zhuǎn)動(dòng)頻率［2－4］。

2 故障排查定位

2．1 插針檢查

將插座從傳感器外殼上分解出來，用鑷子對(duì)每一根插針進(jìn)行輕輕左右晃動(dòng)，插針未動(dòng)，排除了插針存在斷裂問題。

2．2 導(dǎo)線與插針壓接處檢查

采用專用工具將插針從插座封線體中脫出，目視檢查插座中插針與導(dǎo)線壓接處，未發(fā)現(xiàn)異常。測(cè)量產(chǎn)品的電阻，兩組電阻依然為無窮大，斷路故障依然存在，由此可以證明插針與導(dǎo)線壓接處未發(fā)生斷開故障。傳感器分解照片如圖4所示。

圖4 傳感器分解照片

2．3 導(dǎo)線及導(dǎo)線與接線柱焊點(diǎn)檢查

仔細(xì)檢查傳感器從導(dǎo)線與線圈骨架接線柱焊點(diǎn)至插針壓接處的4根導(dǎo)線，均未發(fā)現(xiàn)異常。目視檢查導(dǎo)線與線圈骨架接線柱焊點(diǎn)不存在虛焊、脫焊。將4根導(dǎo)線從接線柱上脫開，測(cè)量產(chǎn)品的電阻，2#插針與4#插針之間電阻依然為無窮大，斷路故障依然存在，由此可以確定導(dǎo)線及導(dǎo)線與接線柱焊點(diǎn)均完好，不存在斷裂、脫焊現(xiàn)象。

2．4 漆包線與接線柱焊點(diǎn)檢查

目視檢查漆包線與線圈骨架接線柱焊點(diǎn)不存在虛焊、脫焊。將漆包線從接線柱上脫開，測(cè)量產(chǎn)品的電阻，兩組電阻依然為無窮大，斷路故障依然存在，由此可以確定漆包線與接線柱焊點(diǎn)完好。由此證明故障在線圈漆包線內(nèi)部。

2．5 線圈檢查

拆除線圈外包裹的有機(jī)硅玻璃粘帶和聚酰亞胺膠帶，目視檢查線圈，發(fā)現(xiàn)線圈表面有高溫環(huán)氧膠粘劑滲透現(xiàn)象。為進(jìn)一步查找故障原因，對(duì)線圈進(jìn)行炭化分解處理。［5］炭化方法能在保留線圈自身通斷狀態(tài)、漆包線強(qiáng)度保證退出的前提下，將原本包覆線圈的環(huán)氧樹脂去除，實(shí)現(xiàn)線圈斷點(diǎn)的準(zhǔn)確定位。通過炭化分解處理發(fā)現(xiàn)，線圈的斷點(diǎn)均在線圈表面幾層。傳感器分解照片如圖5所示。依據(jù)上述結(jié)果，可以將傳感器斷路的故障具體定位為漆包線斷裂。

圖5 傳感器分解照片

3 原因分析

產(chǎn)品斷路故障是由于高溫環(huán)氧膠粘劑引起線圈表層端面上的漆包線斷裂所致。高溫環(huán)氧膠粘劑流動(dòng)性較強(qiáng)，容易滲到線圈表層以及兩個(gè)端面，固化后表層及端面部分漆包線被高溫環(huán)氧膠粘劑包覆，而內(nèi)層漆包線未能被高溫環(huán)氧膠粘劑覆蓋，由于漆包線與高溫環(huán)氧膠粘劑的熱膨脹系數(shù)相差較大，在溫度作用下，被環(huán)氧包覆的漆包線與未被環(huán)氧包覆的漆包線發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，兩者交界處斷裂的可能性較大［6］。

4 結(jié)語

針對(duì)該故障，制定了整改方案，對(duì)產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行了清查，并制定相應(yīng)的糾正措施。在線圈繞制時(shí)要求:繞包聚酰亞胺膠帶后，在膠帶與導(dǎo)線交界處、骨架與線圈兩個(gè)交界處和膠帶繞包邊界處涂覆硅橡膠，使空隙封閉。有效阻止高溫環(huán)氧膠粘劑滲入線圈，線圈不會(huì)再發(fā)生由于高溫環(huán)氧膠粘劑滲透至線圈內(nèi)導(dǎo)致斷路故障的情況。

［1］ 機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器工藝優(yōu)化研究［D］．武漢:武漢理工大學(xué)，2006．

［2］ 徐光衛(wèi)，宋春華．磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］．傳感器與微系統(tǒng)，2013(2):93－95．

［3］ 宋國(guó)民，李 駿，胡林峰，等．磁感應(yīng)式高壓共軌轉(zhuǎn)速傳感器研制［J］．儀器儀表學(xué)報(bào)，2006(3):290－294．

［4］ 王旭峰，郭迎清．航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器調(diào)理電路設(shè)計(jì)與仿真［J］．電子測(cè)量技術(shù)，2007(8):150－152．

［5］ 何秀然，謝壽生，錢 坤．航空發(fā)動(dòng)機(jī)智能轉(zhuǎn)速傳感器的設(shè)計(jì)［J］．傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2005(3):496－499．

［6］ 馮志書，李錕，劉永玉．某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器工作原理分析［J］．科技信息，2012(33):605－606．