A320 空调／引气系统故障浅析空调／引气系统故障浅析本人从事 A320 飞机一线维护工作已有多年,对于空调及引气系统的故障判断略有心得,现在写出来和大家分享,由于经验有限,错误难免,敬请原谅.A320 空调/引气系统故障浅析◎刘永建\东航江苏有限公司n 是乘坐过 A320 飞机的人,都津津乐道于该机型的.U 宽敞舒适,安全平稳,客舱空气新鲜,空调动力强劲.但对于飞机维护人员来说,A320 飞机空调及引气系统故障的多发性,重复性,复杂性,则是最令人头痛的事,据有关部门统计,这两个系统的年故障总数占整个飞机故障的三分之一还多.虽然空调及引气系统的故障一般不会影响到飞机的安全飞行,但为了乘客乘坐的舒适性,维护人员每天都必须花费大量的精力于空调及引气系统的故障排除及日常维护上.由于 A320 飞机空调及引气系统涉及的部件多,范围广,如果每一个故障的隔离判断,都依照 TSM 排故程序一步一步去做,则既耗时又费力.这时,一名经验丰富的维护人员的一招半式,也许会帮我们少走很多弯路.1 对一些气滤及类气滤部件的定期维护及故障 f,-)-析A320 飞机的空调及引气系统,为了过滤引气中的灰尘和杂质,以及为了降低引气温度而进行的热交换,在飞机的许多部位和部件中都安装了气滤或热交换器,由于热交换器为了进行充分的热交换,它的内部装有很多细密的隔栅,和气滤一样,空气流经它们时,所携带的灰尘及杂质也会被隔离而吸附于其上,因此我们称其为类气滤部件.由于气滤及类气滤部件普遍工作在高温环境中,停留在其上的灰尘杂质通常会被烧结,日积月累,便造成气路的堵塞.对于这种堵塞,一般的水洗难以清除,只有超声波才可以将其彻底清洗干净.气滤及类气滤部件都属于定期维护项目,在空气质量良好的条件下,它们都不会非计划更换.但由于中国自然环境,尤其是我国北方水土环境持续恶化,冬春季节,沙尘暴愈刮愈烈,导致常飞北方的飞机,气滤及类气滤部件常常在计划更换前由于积尘而堵塞,从而引发各类故障.最常见的故障是,空调的主次热交换器由于堵塞,导致空调的热交换效率严重下降,空调各部件工作正常,但空调出口温度高达 15~(2 到 25oC,客舱温度难以调节下来,此时只有更换主次热交换器主次热交换器的计划更换时间是 3c 检,但鉴于我国的环境状况,大多数航空公司已将其提前到 2C 检甚至更早.在航线维护中,只要发现空调出口温度高,而其它部件参数均正常,便可怀疑主次热交换器性能下降,这时,可以到质检部门查问主次热交换器装机时间,如果时间确实比较长,便可以考虑更换.另一个常见故障是再加热器及冷凝器的堵塞及内漏.冷凝器由于内部格栅较稀疏,气流通道截面大,而且处于空调气流的下游,堵塞的可能性较小,但再加热器却没有那么幸运,虽然主次热交换器已经为其隔离了不少灰尘杂质,但由于再加热器隔栅较密,流经它的又是高流速的压缩空气,导致它更易出现变形堵塞,引起空调组件过热.所以它的非计划性更换更多,更频繁.当再加热器出现堵塞时,常会伴随 ACM(空气压缩机)的工作不正常,表现为 ACM 启动比较困难,ACM 转速偏低,冲压空气排气量较小等.有人会根据这种现象判断为 ACM 故障,从而导致 ACM 的误换.造成这种现象的主要原因是由于再加热器的堵塞会使得 ACM 涡轮进口压力偏低.影响了ACM 的正常工作.同时 ACM 空气轴承的压力也来自于涡轮进口,较低的空气压力会使 ACM 转动力矩比较大,时间长了也会导致 ACM 的损坏.所以在航线维护工作中,并不能简单依据冲压空气排气量的大小来判断 ACM 的好坏,应在判断再加热器畅通的情况下,通过测试 ACM转动力矩的办法来给出准确的判断.冷凝器虽然不易堵塞,但和再加热器一样,它的内部隔栅容易出现裂纹和穿孔,造成冷空气和热空气的混掺,降低空调的效率,而且,由于它位于空调组件的出口,热空气的混掺会非常明显的影响组件的出口温度.所以,当组件出口温度高,而主次热交换器装机时间并不长时,便可以考虑冷凝器的故障.另外,由于再加热器及冷凝器壳体属于焊接件,在焊接处常会出现裂纹,导致漏气,所以在定检维护中应加强对它们检查.在空调系统中,由于气滤堵塞而引发故障的还有l8/2oo2.第 3FCV(图 1).在 75IA0000 系列 FCV 中,为了防止压力调节器中调节孔的堵塞,厂家在 Pl 调节孔前加装了一个气高TCT(FAV 活门控制自动调温器图 2):它由温度感应组件和压力调节器组成,当预冷器下游温度低于要求值时,图 l75lAO0oo 系列 FCV 原理图滤,如果该气滤由于污染而堵塞,会造成 P4 腔始终处于低压力状态,从而使提升阀 3 保持在关位,导致 A 腔处于高压力状态,使得 FCV 不可调节,并始终工作于高流量模式.在 CMM21—51—14 中有专门对该气滤进行清洁的步骤,航线维护中可结合具体情况,视情或定期进行清洗.但要注意,1303A0000 系列 FCV 没有这一气滤,所以这一故障要视 FCV 的装机情况而定.在引气系统中,由于气滤堵塞而引发故障的还有钟镬 AH 空图 21℃T 原理图INVARROD(钢镍合金杆,不受温度变化)活门保持原位,没有气流流过调压器,FAV 保持关位.当预冷器下游温度高于预定值时,INVARROD 和不锈钢感应管之间的不同膨胀,打开 INVARROD 活门,引起 A 腔通风,这样,预冷器下游的引气通过气滤经 TCT 到达 FAV 的打开腔,当压力大于 8Psi时,打开 FAV,风扇引气经 FAV 到达预冷器,降低引气温度,使得预冷器下游引气温度保持在 9_O0.C±15oC.当 TCT 内部气滤堵塞时,FAV 的打开腔便没有足够的压力打开 FAV,BMc(引气管理计算机)便会给出“FANAIRVALVE9HA1ORTHRM7170HM1“警告.这时,不要急于更换 TCT 或者FAV,应先检查气滤的堵塞情况.在 A320 飞机上,还有很多其它的气滤.电子舱通风空气的两个气滤是两 A 检更换一次,更换方便,更换周期短,很少有由它堵塞引起的故障.再循环风扇气滤位于前货舱后部,用于过滤客舱循环空气,也很少有非计划更换.而水箱增压空气管道上的气滤出现非计划更换的机会则较大.当出现加水后,水箱增压缓慢,客舱迟迟不供水,而各加水服务面板活门已正常关闭,这时不要急于怀疑水箱增压空气减压活门故障,而应先检查该气滤是否堵塞.2 对空调及引气系统一些活门的故障分析在空调及引气系统中,有着大量的活门,它们的工作及位置,都有专门的计算机监控.例如,在空调系统中,PC(空调控制器)监控 FCV,BPV(旁通活门),防冰活门,冲压空气进出口活门等,ZC(区域控制器)监控热空气压力调节活门,热空气配平活门,10HC(加热计算机)监控后货舱热空气压力调节活门及配平活门等.在引气系统中,BMC 监控 PRV(引气压力调节活门),HPV(高压引气活门),OPV(超压活门),FAV,大翼及发动机防冰活门等.通过对相应计算机的功能测试,一般都可以准确的判断活门故障.但对于那些可以正常开关,只是性能异常的活门,单凭相应计算机的功能测试,则可能难于给出准确判断,这时可借助 AIDS 中活门参数的分析,并结合相应系统的工作原理,从而得出准确的判断.FCV 是空调系统中最易发生故障的活门,LIEBHERR公司虽然对其几经改装,但全球的 A320 用户还是对其颇为不满.以 75IA0000 系列 FCV 为例,该 FCV 内部的两个调节孔 G7 和 G11 以及步进马达导向针的堵塞是造成FCV 故障的主要原因.G7 和 G11 孔处于压力调节器中(图 1),其主要工作是调节活 I'-J~动腔 A 中的压力,如果G7 孔堵塞,会导致 P4 腔始终处于高压力状态,使得提升阀 3 始终处于打开状态,从而使 A 腔的压力处于较低的状态,导致活门不可调节并一直处于低流量模式.如果/2o02.第 319厨露;多G11 孔堵塞,会导致 P4 腔始终处于低压力状态,使得提升阀 3 始终处于关的位置,从而使 A 腔的压力处于高状态,导致活门的不可调节和始终工作在高流量模式,这时往往会造成飞机在起飞和巡航时出现压气机或组件出口过热的现象.而步进马达导向针则由步进马达所驱动的凸轮带动,其作用是选择活门的工作状态为高,中,低其中的一种,如果步进马达导向针处污染或堵塞,则会使得FCV 的流量选择失效.在地面使用 APU(辅助动力组件)引气的情况下,空调组件工作在高流量模式,正常流量应在 0.46 千克/秒到 0.74 千克/秒,这个数值可以从 AIDS 中调出.如果FCV 的控制异常,会使得组件的流量在正常范围之外,流量过低会使空调效率下降,流量过高会使压气机出口温度超出 230~C 警戒值,从而引发“PACKOVERHEAT“警告.FCV 的另一个最令人头痛的故障是航前迟迟不能打开,这时,应先检查控制气路有无漏气.FCV 的控制气路有两条,一条是步进马达控制的活门开度大小的放气路,另一条是压气机过热的放气路,任一控制气路的轻微漏气,都足以使 FCV 打开腔气压不足,从而导致活门不能正常打开.如果控制气路正常,此时,拔出组件控制和指示跳开关,将会使 FCV 电磁线圈断电,只要有气源,FCV 就一定会打开.目视检查 FCV,如果指示在全开位,则可证明 FCV 活门本体正常,故障在控制线路.如果 FCV仍然关闭,而线路又正常,则证明活门本体故障,只有更换 FCV 了.和 FCV 相关的另一故障是起动发动机时 FCV不能关闭,导致发动机启动引气低压.据 GAMECO 机务相关部门统计,导致这一故障的原因大多数是发动机起动继电器 17HB 或 16HB 失效所致,所以,遇到这类故障,不要急于更换 FCV,应先从隔离这两个继电器开始.利用 CFDS 中空调温度控制测试,可以对空调系统中大多数部件,包括各种活门,空气压缩机,空调控制器,区域控制器,各种电门,传感器等进行有效的测试.该测试历时大约 5 分钟,虽然等待时间较长,但对于空调中较明显的故障,却能给出准确的测试结果.在空调系统中,防冰活门受电控气动操作,它有双重作用,在旁通活门正常工作时,它起防冰作用;在空调控制器双通道失效导致旁通活门调节失效时,它起调温作用,气动调节空调出口温度恒定为 15.C.在地面,可通过目视的:h-法对其进行有效性检查,一般情况下,它应保持在全关位.在引气系统中,经常会在航后报告中发现如下信息,如“PRESSREG—V4001HA1ORSOL10HA1ORSENSELINE“或者“FANAIRV9HA1ORTHRM7170HM1“信息,此时,不要急于怀疑引气压力调节活门,活门控制自动润湿器故障,应先检查感应管有无漏气,再检查 TLT,TCq,,最后再做出更换 PRV,FAV 的决定.PRV 会在预冷器下游温度达到 245～257~C 时减小开度,使流速降低到17.5Psi,当预冷器下游温度大于 257.C 或出现反流时,PRV 气动全关.压力传感器 7HA 探测 HPV 和 PRV 之间的转换压力,并由引气管理机单机控制它们之间的转换.当引气转换失效时,多半是由该传感器故障引起.为了避免巡航时引气的频繁转换,飞行中引气管理机单机控制11HA 电磁阀通电打开,使 PRV 一ⅢJV 感应管通风,从而使ⅢJv 保持在关断位.当发动机大于慢车位,大翼防冰关断,飞行高度超过 460 米,空调正常工作 4 个条件有一个不满足时,该电磁阀不再激励,HPV 的打开不再受限.有时 HPv 不能正常打开,而感应管连接正常,可能就是由于该电磁阀失效漏气所为.OPV 正常在全开位,当引气压力达到 75Psi 时开始关闭,大于 85Psi 时全关,直到 35Psi 时才能重新打开.该活门全气动控制,电信号只给出位置指示,所以故障较易判断.在空调及引气系统的故障排除中,借助自动综合调试查错系统获的帮助,可以帮我们少走许多弯路.A320飞机上活门的位置参数大多数可通过自动综合调试查错系统获得,正常情况下,左右空调及引气系统的活门参数应基本相等.通过活门位置参数的比较。