空客A320系列飛機(jī)空調(diào)制冷系統(tǒng)簡(jiǎn)介以及熱交換器的更換注意事項(xiàng)

王亮 石相卷

【摘要】空客A320系列飛機(jī)空調(diào)制冷系統(tǒng)主要是通過熱交換器和外界空氣進(jìn)行熱交換得到溫度合適的空氣輸出，熱交換器是其主要的制冷部件，也是空調(diào)系統(tǒng)容易發(fā)生故障的源頭。本文既闡述空調(diào)制冷系統(tǒng)的組成和原理，也介紹空調(diào)熱交換器在日常維護(hù)更換過程中的注意事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】空調(diào)制冷系統(tǒng) 熱交換器

1空調(diào)制冷系統(tǒng)的組成及原理

民航飛機(jī)上的空調(diào)制冷系統(tǒng)主要有兩種類型，一種是空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)，一種是蒸發(fā)循環(huán)制冷系統(tǒng)。空客A320系列飛機(jī)的空調(diào)普遍采用的是空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)，因?yàn)樵撓到y(tǒng)有重量輕，成本低、調(diào)節(jié)和控制方便、可靠性較高、檢查和維護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)，特別是其制冷介質(zhì)也可以輸入座艙作為增壓之用，使座艙通風(fēng)、增壓和冷卻可由同一系統(tǒng)來完成。

該制冷系統(tǒng)的核心就是我們常說的PACK組件，該組件由初級(jí)熱交換器、主級(jí)熱交換器、渦輪冷卻器、回?zé)崞?、冷凝器、水分離器和防冰活門等部件組成。PACK組件的最主要冷卻部件是熱交換器和渦輪冷卻器，熱交換器它是由兩種載熱介質(zhì)被一種金屬換熱面隔開，其傳熱面大多為平板鰭片式。渦輪冷卻器由壓氣機(jī)和渦輪組成。壓氣機(jī)提高氣體壓力和溫度，然后再通過氣流從噴嘴環(huán)高速噴出沖擊渦輪葉片，渦輪對(duì)外做功，氣體膨脹，使氣體溫度大幅降低。

飛機(jī)的空調(diào)制冷系統(tǒng)是如何工作的呢？接下來我們就說說其工作原理（如下圖）。首先從飛機(jī)的氣源系統(tǒng)（APU引氣或者發(fā)動(dòng)機(jī)引氣）來的空氣經(jīng)過壓力控制組件和流量控制活門后，大約200℃的熱空氣分成兩路，一路為熱路，一路經(jīng)過制冷組件，稱為冷路。進(jìn)入制冷組件的熱空氣首先進(jìn)入初級(jí)熱交換器，獲得初步冷卻，而后在進(jìn)入渦輪冷卻器的壓氣機(jī)升壓后進(jìn)入主級(jí)熱交換器冷卻，然后進(jìn)入高壓除水系統(tǒng)的回?zé)崞?，冷凝器和水分離器，然后再通過回?zé)崞髟僬舭l(fā)，較干燥空氣進(jìn)入渦輪膨脹做功，氣體膨脹，氣體壓力減小，溫度降至0℃左右，再通過冷凝器，提供干燥且溫度較低的空氣輸出。

除水系統(tǒng)分為兩種：水分離器位于渦輪下游的水分離系統(tǒng)稱為低壓除水系統(tǒng)，因?yàn)閺臏u輪出來的空氣壓力減小后再進(jìn)入水分離器。水分離器位于渦輪上游的高壓段稱為高壓除水。高壓除水比低壓除水的效率較高，所以A320系列飛機(jī)普遍采用高壓除水系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由回?zé)崞鳎ㄒ卜Q再加熱器）、冷凝器和水分離器組成。它是通過渦輪出口的冷空氣作為冷源凝結(jié)水分，再通過水分離器將水分除去。

A320系列飛機(jī)的空調(diào)系統(tǒng)由于采用的沖壓空氣作為冷源，所以其沖壓進(jìn)口和熱交換器往往容易發(fā)生故障，從而影響空調(diào)系統(tǒng)的工作。因此在日常維護(hù)中，為了防止由于撞擊或堵塞造成的空調(diào)系統(tǒng)故障，應(yīng)對(duì)空調(diào)沖壓進(jìn)口和出口進(jìn)行重點(diǎn)檢查，也可以通過縮短熱交換器的維護(hù)、清洗周期來解決。

2更換熱交換器過程中的注意事項(xiàng)

為了提高制冷系統(tǒng)的效率，就要縮短熱交換器的維護(hù)和清洗周期，因此免不了要進(jìn)行熱交換器的更換，但熱交換器體積重量較大，很難單個(gè)拆卸，而且在日常拆裝過程中有很多地方容易被忽略，從而引發(fā)故障。

2.1熱交換器的拆裝

熱交換器是通過很多螺栓連接的組合式部件，因此很難單個(gè)拆卸，需要將空調(diào)組件一起拆下然后進(jìn)行分解和組裝?？湛途S護(hù)手冊(cè)中給出了兩種拆裝方法：一種是從飛機(jī)上拆裝，一種是從PACK組件上拆裝，一般我們都采用第一種。連接管路時(shí)，要使用NO.11-001K的清潔劑清洗管道結(jié)合面、封圈槽和管套封嚴(yán)表面的沉積物，并確認(rèn)封圈槽、管道結(jié)合面和管套表面沒有損傷和變形。（如圖2）

2.2封圈的安裝

與熱交換器連接的管套里都安裝的件號(hào)為ABS1040系列的封圈，這種封圈是雙層結(jié)構(gòu)，并且安裝方向有嚴(yán)格的要求。而且這種封圈是不需要潤(rùn)滑的。外層安裝方法如圖所示，它主要是防止內(nèi)層封圈與襯套相磨，起防磨作用。內(nèi)層的封圈要注意它的開口朝向，如果方向錯(cuò)誤，將不能起到封嚴(yán)作用。

2.3管襯套的間距要求

初級(jí)熱交換器的從FCV來的引氣進(jìn)口管道襯套安裝需要滿足：兩側(cè)Z的間距應(yīng)差不多相等，測(cè)量X的最大值和最小值，兩值之差不應(yīng)超過1.7MM（如圖3圖4）

主級(jí)熱交換器的引氣進(jìn)口管道襯套安裝則要滿足：調(diào)節(jié)Z的間距為4MM左右，然后擰緊卡箍。測(cè)量Y值的最大值和最小值，兩值之差不應(yīng)超過1.2MM。

參考文獻(xiàn)：

[1]任仁良，張鐵純.《渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)》.兵器工業(yè)出版社，2006年.

[2]空客維護(hù)手冊(cè)AMM21章.