焦武 吕丽

摘要：针对A330飞机上安装的4305890050胎压转换器因轴承卡阻故障导致的部件损伤事件进行原因分析，并提出了预防性维修的办法。

关键词：A330飞机；胎压转换器；预防性维修

Keywords：A330 aircraft；TPIS transmitter；preventative maintenance

1 胎压指示系统构成

空客A330飞机胎压指示系统主要用于监控轮胎压力，并在驾驶舱SD（系统显示屏）的WHEEL页面显示。该系统主要由一台TPIC（胎压指示计算机）、安装在每个轮子上的压力传感器和每个轮轴上的胎压转换器组成，当系统探测到不正常的轮胎压力时，会触发相应的警告和指示信息。飞机通电时，系统自动工作，TPIC通过胎压转换器按顺序向每个传感器发送一个输出电压信号，在传感器通電期间测量约100次胎压，并将测得的平均值作为胎压测量值发送给TPIC，每个传感器的通电/信号返回周期为40ms，每个通道在通电期间都会被监控是否存在故障。TPIC将传感器的测量值与OBRM中的基准压力值进行比较，OBRM程序为测量值和基准值之间的差值指定一个最大百分比。如果差值超过指定的百分比数，TPIC发送给SD的数据将以琥珀色显示来指示其异常；如果未超标，则以绿色显示。指定百分比差值在不同飞行阶段对应不同的数值，参考如表1所示。

每架A330飞机安装10个胎压指示系统的胎压转换器，每个机轮一个，安装件号为4305890050，制造厂家为赛峰。

胎压转换器由定子和转子两部分组成，定子通过支架固定在轮轴上，转子与胎压传感器相连，与轮胎同转。定子上的电插头与TPIC连接，转子上的电子模块对电源信号进行整流，为压力传感器提供稳定的10V直流电压。压力传感器的输出电压被放大并转换为正弦波信号（60～166kHz），然后发送到TPIC，用于检测轮胎压力。胎压转换器简化原理如图1所示。

2 胎压转换器故障分析

某航空公司A330机队在2017年接连发生两起胎压转换器损伤事件。

事件一：某架飞机短停检查发现3号主轮刹车风扇工作异常，胎压指示XX。拆下风扇保护罩后检查发现，风扇叶片损伤，支架组件损坏，胎压转换器卡阻及其电插头底座断裂，胎压传感器导线撕裂。航后对该飞机右主起落架上的4、7、8号胎压转换器进行检查，发现4、7、8号胎压转换器转动异响，其中4号和8号胎压转换器电插头底座接耳断裂。该飞机于2005年5月引进，3、4、8号胎压转换器均为原装机件，使用时间为43444FH，使用循环为12326FC。

事件二：某架飞机航后检查有故障信息TIRE PRESS XMTR（5GV1），1号主轮胎压指示XX。打开风扇保护罩检查发现，胎压转换器电插头导线断裂，胎压转换器插头底座脱落，风扇支架损坏，刹车风扇叶片磨损。于是更换了胎压传感器、胎压转换器、刹车风扇支架、叶轮和风扇罩。检查发现，拆下的胎压转换器卡阻无法转动，刹车碳粉污染较严重。该飞机于2005年4月引进，部件使用时间为44425FH，使用循环为11713FC。

这两次事件的故障现象基本相同：胎压转换器驱动支架折断、插座从安装位置脱离、刹车风扇叶片损坏，典型部件损伤情况如图2、图3、图4和图5所示。

分析认为，有两种可能造成以上故障：

1）从部件安装位置来看，插座的安装位置与风扇叶片的距离无论是轴向还是径向都不会产生干涉，只有当插座从其安装位置脱离时才会与风扇叶片相互碰撞，因此可以看到风扇叶片叶根处有损坏。脱离的插座卡住胎压转换器，而轮子的转动带动驱动支架，造成了驱动支架的折断。从厂家提供的文件可以知道，固定插座的两颗螺钉中，一颗螺钉的螺套松动，导致了固定螺钉的松动。

2）由于胎压转换器的安装位置处于高温和高振动以及温差变化较大的区域，存在长时间使用下转动轴承卡阻或损坏的可能，一旦出现轴承卡阻，将导致驱动支架折断。

3 预防性维修方法分析

3.1 数据分析

针对胎压转换器损伤问题，查询机队历史拆换情况。机队规模50架，最早一架飞机于2005年引进，非计划拆换数量及部件使用时间如图6、图7所示。

对机队2014～2017年故障数据进行统计对比（2018年进行了其他干预，因此数据存在不准确的现象），同时剔除偏离较大的数据，新件平均TSN为27279FH，平均CSN为8844FC，修理件平均TSR为31894FH，平均CSR为8544FC。其中，飞行循环大于8000FC的占总数的75%，随着机队服役时间的增加，部件故障率上升趋势明显。

3.2 故障模式

查阅故障记录及修理报告，A330胎压转换器故障模式主要有两种。

1）轴承卡阻：转子轴承不能与机轮同步转动，导致驱动块从支架上扭断，插头底座接耳断裂，轮压传感器导线断裂，刹车风扇叶片等被高速旋转的部件打坏。

2）插头底座螺钉松动：底座螺钉松动导致插头底座从转子上脱离，风扇叶片被打坏。

3.3 故障原因分析

针对以上两个典型问题，分析可能导致的原因。

1）轴承卡阻：轴承卡阻的主要原因是刹车碳粉吸入胎压转换器的轴承中，并局部聚集，使转子轴承转动卡阻，转换器的插头底座受力，导致底座产生裂纹。同时，由于胎压转换器的安装位置处于高温、高振动以及温差变化较大的区域，加剧了这种影响。

2）插头底座螺钉松动：针对转换器插头底座安装螺钉松动问题，厂家在生产线上对螺套的安装进行了改进，并于2016年3月发布SL（服务信函），要求修理厂家修理时对螺套的安装进行检查；同时发布ISB，要求在送修时执行一次性检查，检查插头支架的安装，并更换螺钉。

4 维修成本分析

根据故障特点，碳粉的集聚会导致轴承的卡阻，定期的清洁可以在一定程度上减轻该污染，但是由于时间积累效应，加上工作环境导致的轴承损坏，定时翻修是否可行，需要从维修成本角度进行分析。

根据损伤模式，胎压转换器损伤后都导致其他部件损伤，导致维修费用激增。

胎压转换器损伤的费用计算如下（以下费用单位均为人民币，均按人民币/美元汇率1：7换算）：胎压转换器新件采购价为82740元，平均修理费用约35000元，占新件采购价的42%；胎压传感器损伤后基本都报废处理，胎压传感器新件采购价约为37543元；不可修复的耗材包括支架、叶轮和风扇罩等，这些新件的采购价约40000元。以上费用合计约11万元，详细价格如表2所示。

胎压转换器翻修的主要费用：定子轴承和转子轴承为2217×2=4434元，更新螺钉等耗材，视情更换上下封严，加上检测费2700元，总费用约为1万元。翻修费用仅为损伤产生费用的9%，占新件采购价的11.5%。

根据某航司A330机队利用率（年飞行循环约1000FC），按机队40架飞机计算，每架飞机10个部件，装机数为40×10=400个。如果按8000FC飞行循环定期执行翻修工作，约8年执行一次，年均需执行的翻修成本为50×1=50万元。根据机队历史数据，2016～2018年非计划拆换数69次，年平均修理费用为3.5×69/3=80.5万元，此费用不包括因胎压转换器损坏导致的其他部件更换产生的费用、人工工时费用及航班不正常带来的负面效应所产生的费用。

由此可以看出，执行定期翻修任务可以减少部件非计划拆换，并减少或避免由此带来的不安全事件。

5 维护建议

1）為避免碳粉在胎压转换器内部聚集，要求在换轮时严格执行相关AMM手册中的要求，清洁胎压转换器周围积炭，检查胎压转换器的插头底座是否有裂纹、导线是否有损伤、转换器转子是否有卡阻。

2）针对转换器插头底座安装螺钉松动问题，厂家已有解决措施，建议航空公司在送修时执行相关ISB，解决隐患。

3）建议定期拆下胎压转换器送车间更换定子和转子轴承。避免因长时间使用造成碳粉吸入导致的轴承卡死，进而导致严重损伤事件。各航司可根据机队运行时间和情况选择维修间隔。从经济性来看，定期维护能在支出较低成本的情况下获得较高的使用价值。

6 结束语

A330胎压指示系统较为简单，为飞机实时指示轮胎压力，但在日常维护中扮演着重要的角色。本文对胎压转换器的典型故障进行分析，并给出了维护建议，旨在帮助航空公司在经济性和可靠性间找到较优的解决方案，减少部件非计划拆换及航班不正常事件的影响，同时避免因部件故障带来的严重损伤事件。

参考文献

[1] Airbus. Aircraft Maintenance Manual-Tire Pressure Indicating System（TPIS）-Description and Operation[Z].2020.

[2]4305890050-32-196 Landing Gear-Tyre Pressure Indicating System Transmitter Unit[Z].2016.

作者简介

焦武，工程师，从事工程技术管理工作。

吕丽，工程师，从事工程技术管理工作。