某電點火系統(tǒng)短路電阻值超差分析及工藝改進

呂 帥

(中國空空導彈研究院，河南 洛陽 471009)

電點火系統(tǒng)是通過電流的輸入使電發(fā)火管發(fā)火，點燃發(fā)火藥，最終點燃主裝藥的一個能量轉換并逐級放大的系統(tǒng)，屬于電火工品。其工作原理是將電能轉換為熱能，由電能觸發(fā)化學能轉換為熱能和動能。電點火系統(tǒng)既要保證武器系統(tǒng)正常工作啟動，又要避免誤觸發(fā)。武器系統(tǒng)的應用隨著環(huán)境的不斷變化而復雜化，為防止電磁、靜電和振動等環(huán)境因素帶來的誤點火，保證點火電路在非工作狀態(tài)下的可靠短路尤其重要[1]。本文就某型電點火系統(tǒng)的短路故障展開分析。

1 電點火系統(tǒng)組成、短路原理及測試原理

1.1 電點火系統(tǒng)組成

某發(fā)動機電點火系統(tǒng)由點火裝置、點火插座、短路插座、尾部附件、短路插頭和導線等組成[2]。電點火系統(tǒng)的電路示意圖如圖1所示，采用雙點火電路的冗余設計，1#和2#為一路，3#和4#為另一路。

圖1 電點火系統(tǒng)電路示意圖

該電點火系統(tǒng)含點火電路和短路電路。點火電路采用1個電發(fā)火管，2路橋絲，2條點火線路，2路點火電阻值均為(1.00±0.10)Ω。；短路電路對2條點火線路在非工作狀態(tài)時均實行短路保護，短路電阻值≤0.050 Ω。

1.2 短路原理

4根點火導線引出的短路導線，與插孔件壓接后(壓接部位裝熱縮套管)插入短路插座的尾部，并被短路插座孔內的簧片鎖緊固定；同時，4根導線綁扎后被短路插座的尾部附件夾緊固定。短路插座內部另一端裝配有短路板和彈簧，當裝上短路插頭時，彈簧被壓縮，短路板向短路插座尾部移動，短路板上的短路插針進入到尾部的短路導線插孔件形成短路，短路保護啟動；當取下短路插頭時，短路插座內的彈簧彈起，短路板向短路插座頭部移動，短路板上的短路插針與短路導線插孔件分離，解除短路保護。

1.3 測試原理

短路電阻的測試原理(見圖2)與產品點火電路電阻測試原理相同，同為歐姆定律(R=U/I)。短路電阻測試儀對產品提供輸出穩(wěn)定電壓，檢測通過產品腳和殼之間的電流，經短路電阻測試儀內部電路芯片進行計算，測試儀上直接顯示產品的短路電阻值[3]。

圖2 短路電阻測試示意圖

2 短路電阻值超差分析

某型發(fā)動機進行返修時，對其電點火系統(tǒng)進行短路電阻測試，點火插針1#和2#之間的短路電阻值為1.028 Ω，要求為≤0.050 Ω。后進行多次測量(每次插拔短路插頭)，結果為部分產品合格，不合格產品的電阻值為0.056～1.030 Ω。

2.1 測試分析

查閱了返修前該故障產品的電點火系統(tǒng)測試記錄，結果顯示，點火電阻值及短路電阻值均合格，這說明在裝配到位后至產品出廠前的多次測試中，點火電路及短路電路正常且穩(wěn)定，在產品裝配狀態(tài)固化的情況下，產品合格。因此，此次出現(xiàn)故障應與返修過程有關。

對返修過程進行了清查，其他狀態(tài)均未變化，僅對發(fā)動機點火導線和短路導線進行了重新綁扎固定，即出現(xiàn)了短路電阻值超差且不穩(wěn)定的故障。說明返修時，電點火系統(tǒng)電路導線的撥動使電路連接狀態(tài)發(fā)生變化，很可能存在線路接觸不良的情況。

為對接觸不良的情況進行進一步分析和定位，進行了點火電阻及短路電阻的多次測試(每次插拔短路插頭)，測試結果為：1)點火電阻值均合格；2)僅1#和2#之間的短路電阻值超差；3)晃動短路插座尾部線路或短路插頭時，1#和2#之間的延期短路電阻值會變化，部分合格，部分超差，電阻值為0.056～1.030 Ω(要求≤0.050 Ω)。

據(jù)上述情況可以看出，本次故障僅與1#和2#短路線路有關，該線路接觸不良，導致短路電阻值超差且不穩(wěn)定。

2.2 接觸不良因素檢查分析

在生產過程中，工藝設計是否合理將直接影響產品質量，對1#和2#短路線路接觸不良影響因素進行了逐一檢查分析，具體如下。

1)短路插頭。如果短路插頭不能安裝到位，短路插座內短路板上的短路插針不能將短路導線插孔件與短路導線插孔件正常連接，會出現(xiàn)短路線路接觸不良。對短路插頭進行了仔細檢查和反復裝配，短路插頭結構完好，且能安裝到位。

2)導線。導線用于連接短路插座與點火插座，如果在操作過程中不慎將導線擠斷，則短路線路會出現(xiàn)接觸不良。拆除綁扎線及壓緊固定導線的短路插座尾部附件，對整根導線進行了認真細致的檢查，沒有發(fā)現(xiàn)破損部位。

3)導線與插孔件壓接處。導線與插孔件通過壓接連接，如果壓接或裝配過程中出現(xiàn)導線的線芯斷股，會出現(xiàn)接觸不良。對壓接處進行了仔細檢查，未發(fā)現(xiàn)導線斷股情況。

4)短路插孔件。短路導線壓接的插孔件如果結構上出現(xiàn)問題，會影響接插件的相互接觸，從而出現(xiàn)接觸不良。對插孔件進行了結構外觀檢查和尺寸復測，未發(fā)現(xiàn)異常。

5)短路板短路插針。短路插針鉚接在短路板上，如果短路插針結構有問題或鉚接不可靠，均會出現(xiàn)接觸不良。通過結構外觀檢查和尺寸復測，未發(fā)現(xiàn)異常；通過解剖觀察，鉚接正常。

6)短路插孔件裝配。短路導線的插孔件插入短路插座尾部的安裝孔位時，會被簧片鎖制固定，如果未鎖制固定，則會影響插孔件與短路插針的接觸，出現(xiàn)接觸不良。經拆卸檢查，發(fā)現(xiàn)2#短路導線插孔件的熱縮套管進入短路插座孔內明顯較其他幾路要深，插孔件被直接拔出，熱縮套管已經覆蓋住插孔件上的簧片鎖制部位，說明2#短路導線插孔件的熱縮套管在裝配過程中發(fā)生滑動，覆蓋住插孔件上的鎖制溝槽，使其未被簧片鎖制固定。接插件及其裝配示意圖如圖3～圖5所示。

圖3 接插件短路裝配示意圖

圖4 鎖緊簧片示意圖

圖5 接插件裝配示意圖

3 問題定位及機理分析

通過上述分析可知，本次故障原因為短路線路2#線插孔件的熱縮套管在裝配過程中發(fā)生滑動，覆蓋住了鎖制部位，導致插孔件不能被有效鎖制和裝配到位。在返修梳理線路時，將插孔件未被鎖制的故障激發(fā)，使短路插孔與短路板上的短路插針不能有效接觸，出現(xiàn)線路接觸不良，部分短路電阻值超差。

即使鎖制失效，只要短路電阻值測試合格，在綁扎線和尾部壓線片的固定作用下，線路短路連接狀態(tài)就能保持穩(wěn)定，所以出廠時短路電阻值測試合格產品的短路電阻值能保持穩(wěn)定，滿足使用要求。

4 故障復現(xiàn)

短路導線插孔件上的熱縮套管較松，手持熱縮套管部位，在插孔件插入短路插座時，熱縮套管滑動并覆蓋住鎖制槽，此時不用拔線器就能將插孔件拔出，復現(xiàn)了熱縮套管進入插孔過深導致鎖制失效。

預置熱縮套管覆蓋插孔件上的鎖制槽作為故障件。將故障件插入短路插座尾部插孔，不插到底，在裝配不到位的情況下，用綁扎線及壓線片進行固定后，進行多次短路電阻值測試，均合格，復現(xiàn)了帶熱縮套管的插孔件裝配不到位時，在綁扎線和壓線片的固定作用下，線路連接狀態(tài)保持穩(wěn)定，短路電阻值測試合格，且阻值穩(wěn)定。進行模擬改進時，梳理導線和短路插頭情況發(fā)現(xiàn)，短路電阻測試值不穩(wěn)定，部分超差，復現(xiàn)了本次改進梳理導線后，改變了短路連接狀態(tài)，短路電阻值超差的故障現(xiàn)象。

5 措施及驗證

熱縮套管的作用是保護導線與插孔件壓接部位，避免導線在裝配前的各過程中彎折斷絲，而在插孔件裝配到短路插座的孔內時，壓接部位已經進入孔內，不會產生彎折，已經不需熱縮套管保護。

因裝配后的插孔件不需熱縮套管保護，針對本次故障，進行如下工藝改進：熱縮套管不進入短路插座尾部插孔，并用綁扎線將4根導線的熱縮套管綁扎固定。

工藝改進后，將產品裝配到位，進行短路電阻測試，短路電阻值合格；在反復晃動導線及短路插頭的情況下，短路電阻值仍測試合格?？梢?，采取改進后的工藝能有效去除熱縮套管對短路導線插孔件裝配的影響，并將熱縮套管位置固定，短路電阻值測試合格，措施有效。

6 結語

通過本故障分析，得出如下結論。

1)某型發(fā)動機電點火系統(tǒng)短路電阻值超差故障原因為短路導線插孔件因熱縮套管影響，鎖緊失效，導致裝配不到位，在線路連接狀態(tài)發(fā)生變化時，短路線路接觸不良。本故障屬偶發(fā)個例。

2)針對本故障制定了工藝措施，要求熱縮套管不進入短路插座尾部插孔，并用綁扎線固定，措施有效。

3)除返工、返修電路外，不會動綁扎線及壓線片，線路連接狀態(tài)穩(wěn)定可靠，短路電阻測試合格的產品，短路狀態(tài)穩(wěn)定、可靠，不存在本故障風險。

4)短路線路涉及環(huán)節(jié)和接插件較多，應正確理解器件作用，趨利避害。熱縮套管雖小，但不正確使用會帶來系統(tǒng)問題。

涉及火工品的產品設計、工藝及生產等全過程均會對產品質量產生重大影響，應精于設計、優(yōu)化工藝、嚴格生產和善于維護，這樣才能保證武器系統(tǒng)全壽命期內各種環(huán)境下的質量可靠，確?；鸸て钒踩?/p>

[1] 王凱民.火工品工程設計與試驗[M].北京:國防工業(yè)出版社，2010.

[2] 薛尚禮,方士鈞.低壓直流電器試驗基礎[M].北京:國防工業(yè)出版社，1983.

[3] 蔡瑞嬌.火工品設計原理[M].北京:北京理工大學出版社,1999.