空客A320引氣系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析

曾圣水

摘要：A320系列飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)故障較多，排故準(zhǔn)確率較低，極大地影響了機(jī)隊(duì)技術(shù)狀態(tài)和運(yùn)行品質(zhì)。本文在介紹V2500發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合近年本公司發(fā)生的引氣系統(tǒng)故障特點(diǎn)進(jìn)行分析，整理得到的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)可為今后的排故工作提供參考。

關(guān)鍵詞：壓力調(diào)節(jié)閥;高壓閥;電磁閥;防返流裝置

1故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

篩選本公司2012年至今A320系列飛機(jī)引氣系統(tǒng)主要故障共計(jì)35個(gè)，按故障現(xiàn)象大體分為：引氣壓力波動(dòng)（活門時(shí)開(kāi)時(shí)關(guān)），共計(jì)25次;活門打不開(kāi)（PRV、HPV），共計(jì)7次;指示故障，共計(jì)2次;其他故障，1次。如圖1所示。

由此可見(jiàn)，引氣壓力波動(dòng)伴隨活門時(shí)開(kāi)時(shí)關(guān)以及活門無(wú)法正常打開(kāi)這兩種故障現(xiàn)象是排故工作的重點(diǎn)，也是本文后續(xù)數(shù)據(jù)分析的主要內(nèi)容。

針對(duì)25次引氣壓力波動(dòng)的排故工作，梳理排故過(guò)程后發(fā)現(xiàn)其排故準(zhǔn)確率非常低，每一次排故都是持續(xù)數(shù)日，更換多個(gè)部件，多次試車，才能完成排故。具體情況如圖2、圖3所示。

2 V2500發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)工作原理

為了更好地對(duì)故障數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，首先有必要了解發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)的工作原理。V2500發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)的引氣來(lái)源有兩個(gè)，分別是中壓級(jí)引氣（高壓壓氣機(jī)7級(jí)）和高壓級(jí)引氣（高壓壓氣機(jī)10級(jí)）。發(fā)動(dòng)機(jī)處于低功率狀態(tài)時(shí)由于中壓級(jí)引氣壓力不足，因而高壓閥打開(kāi)，由高壓級(jí)提供引氣;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)至高功率狀態(tài)時(shí)，高壓閥關(guān)閉，由中壓級(jí)提供引氣，經(jīng)過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥（PRV）的調(diào)壓和預(yù)冷器的調(diào)溫后產(chǎn)生合適溫度、壓力的引氣，便可以供給下游用戶使用。

2.1主要部件介紹

如圖4所示，引氣系統(tǒng)由BMC計(jì)算機(jī)控制，其壓力調(diào)節(jié)活門有三個(gè)，分別是高壓閥（HPV）、PRV以及過(guò)壓閥（OPV）。其中，電磁閥（10HA）控制PRV的開(kāi)關(guān)，電磁閥（4029KS）可以控制HPV的開(kāi)關(guān)，而過(guò)壓閥則是一個(gè)安全保護(hù)裝置，在系統(tǒng)超壓時(shí)執(zhí)行氣動(dòng)關(guān)閉。

PRV和HPV都是電控氣動(dòng)部件，系統(tǒng)有多個(gè)sensorline用于傳遞壓力信號(hào)，作動(dòng)閥門開(kāi)關(guān)。其中最為重要并且故障率最高的是含有軟管的三根sensorline，圖5中用顏色對(duì)它們加以區(qū)分，淺藍(lán)色sensorline：lOHA-PRV之間;深藍(lán)色sensorline：7HA-PRV-lOHA之間;灰色sensorline：HPV-4029KS-PRV之間。

另外，系統(tǒng)還有兩個(gè)壓力傳感器7HA和8HA。7HA探測(cè)調(diào)壓前的壓力，傳遞信號(hào)給BMC，用于監(jiān)控;8HA探測(cè)經(jīng)PRV調(diào)壓后的壓力，用于ECAM顯示，即在駕駛艙看到的引氣系統(tǒng)壓力來(lái)源于8HA傳感器。

2.2 HPV的工作原理

HPV是一個(gè)蝶形閥，系統(tǒng)沒(méi)有壓力時(shí)由彈簧彈力保持在關(guān)閉位，打開(kāi)HPV至少需要8psi的壓力。HPV和PRV之間有一根sensorline相連，就是圖5中灰色sensorline的一部分，其作用是在PRV關(guān)閉時(shí)將HPV也氣動(dòng)關(guān)閉。

電磁閥4029KS作為HPV的電磁閥安裝在風(fēng)扇機(jī)匣上，也有一根sensorline與HPV相連，用于氣動(dòng)控制HPV的開(kāi)關(guān)，其與HPV和PRV之間的sensorline共同組成了灰色sensorline。

電磁閥4029KS受EEC控制，在巡航階段時(shí)只要引氣系統(tǒng)處于正常構(gòu)型，即大翼防冰未打開(kāi)，雙引氣雙PACK正常工作，PS3≥110psi，飛行高度>15000ft，EEC就會(huì)使4029KS電磁閥通電，灰色sensorline與大氣相通，關(guān)閉HPV。反之，計(jì)算機(jī)探測(cè)到引氣系統(tǒng)為非正常構(gòu)型，則會(huì)通過(guò)4029KS打開(kāi)HPV，提供充足的引氣壓力。

2.3 PRV的工作原理

PRV也是一個(gè)蝶形閥，系統(tǒng)沒(méi)有壓力時(shí)也由彈簧彈力保持在關(guān)閉位，PRV調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力為44±3psi。

電磁閥10HA控制PRV的開(kāi)關(guān)，10HA不僅僅是一個(gè)電磁閥，還包含一個(gè)防返流部件以及一個(gè)熱電偶。

與10HA相連的sensorline共有三根，分別是圖5中與PRV相連的淺藍(lán)色sensorline;與7HA及PRV上游管路相連的深藍(lán)色sensorline;與預(yù)冷器下游相連的黑色sensorline。

電磁閥10HA持續(xù)感受預(yù)冷器下游的引氣溫度，并且監(jiān)控PRV上下游的引氣壓力差異，通過(guò)電控氣動(dòng)方式控制PRV的開(kāi)關(guān)，主要有以下兩個(gè)功能。

1）電控關(guān)閉功能：當(dāng)電磁閥通電時(shí)，圖6中的三角形閥門向上移動(dòng)，導(dǎo)致PRV控制氣路通過(guò)綠色sensorline與大氣相通，PRV在彈簧彈力作用下關(guān)閉。

2）防返流功能：10HA內(nèi)部的膜片一側(cè)通過(guò)黑色sensorline探測(cè)預(yù)冷器出口即PRV下游的引氣壓力;另一側(cè)通過(guò)深藍(lán)色sensorline探測(cè)調(diào)壓前即PRV上游的引氣壓力。當(dāng)上下游壓力差下降到0.01bar（0.145psi）時(shí)，防返流功能被激活，電磁閥被膜片氣動(dòng)打開(kāi)，造成PRV關(guān)閉。

3故障判斷

根據(jù)上述的V2500發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)工作原理，對(duì)各個(gè)sensorlme漏氣可能造成的故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)故障現(xiàn)象的判斷，幫助一線工作人員更加準(zhǔn)確地排除故障。

1）淺藍(lán)色sensorline漏氣：該sensorline用于10HA控制PRV開(kāi)關(guān)，其工作原理是電磁閥通電，氣路與大氣相通，關(guān)閉PRV。因此，淺藍(lán)色sensorline的漏氣將導(dǎo)致氣路一直與大氣相通，PRV無(wú)法打開(kāi)。

2）深藍(lán)色sensorline漏氣：該sensorline連接10HA、PRV以及7HA，用于探測(cè)PRV上游壓力，為10HA防返流提供信號(hào)。深藍(lán)色sensorline的漏氣將導(dǎo)致10HA探測(cè)到一個(gè)錯(cuò)誤的PRV上游壓力信號(hào)，壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于下游壓力，激活防返流功能，氣動(dòng)關(guān)閉PRV。一旦PRV關(guān)閉，下游壓力隨之下降，系統(tǒng)恢復(fù)，PRV再次打開(kāi)，如此循環(huán)往復(fù)，表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象就是PRV時(shí)開(kāi)時(shí)關(guān)，引氣壓力波動(dòng)，同時(shí)導(dǎo)致HPV也時(shí)開(kāi)時(shí)關(guān)。

3）灰色sensorline漏氣：該sensorline用于4029KS和PRV氣動(dòng)控制HPV，與淺藍(lán)色sensorline類似，其漏氣將導(dǎo)致HPV無(wú)法打開(kāi)。

4數(shù)據(jù)分析

4.1引氣壓力波動(dòng)分析

對(duì)本公司機(jī)隊(duì)排故數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，造成引氣壓力波動(dòng)、活門時(shí)開(kāi)時(shí)關(guān)故障的部件主要有10HA、7HA硬管以及sensorline軟管（與7HA相連），故障比例如圖7所示。

1） 10HA本體故障造成引氣壓力波動(dòng)的次數(shù)最多，所占比例高達(dá)60%，并且從外觀上不容易觀察到。從送修廠家處了解到，大部分10HA本體故障都是由于其內(nèi)部防返流膜片因長(zhǎng)期使用而老化變形，不能起到保壓作用，導(dǎo)致引氣壓力波動(dòng)，活門時(shí)開(kāi)時(shí)關(guān)。

2） 7HA硬管斷裂發(fā)生的頻次也很高，通常這種斷裂很容易通過(guò)肉眼觀察到，如圖8所示，建議工作者在排故時(shí)重點(diǎn)檢查該管路。

3） Sensorline軟管（與7HA相連）漏氣也很常見(jiàn)。航線維護(hù)中有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)軟管有斷絲現(xiàn)象，這可能是長(zhǎng)期漏氣造成的，但更多的時(shí)候從外觀上并不能明確發(fā)現(xiàn)缺陷，此時(shí)只能借助引氣滲漏測(cè)試工具進(jìn)行檢測(cè)。

上述三個(gè)部件的故障就是造成引氣壓力波動(dòng)和活門不停開(kāi)關(guān)的主要原因，從故障率的角度分析10HA可能性最大，而7HA的硬管最容易被檢查到，sensorline軟管只能通過(guò)專用工具檢查。因此，在完成此類排故工作時(shí)，應(yīng)優(yōu)先檢查7HA硬管有無(wú)斷裂，再考慮更換10HA或者測(cè)試sensorline軟管。

4.2引氣活門無(wú)法正常打開(kāi)分析

引氣活門無(wú)法正常打開(kāi)，可能的故障部件包括活門本體、控制電磁閥以及相應(yīng)的sensorline。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在7次故障中大約一半是第一次直接更換活門就排出了故障，其余的排故工作卻是更換了多個(gè)故障件，由于數(shù)據(jù)量較少，不太具有統(tǒng)計(jì)意義，但仍表現(xiàn)出排故準(zhǔn)確率低、排故周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。

建議在今后的排故工作中，要根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行判斷分析，針對(duì)對(duì)應(yīng)的sensorline進(jìn)行保壓測(cè)試并檢查活門，而不是盲目地更換不相關(guān)的sensorline，造成不必要的航材浪費(fèi)。

引氣系統(tǒng)的常見(jiàn)故障還有很多，包括HPV指示故障等，都有非常成熟的排故經(jīng)驗(yàn)，這里就不再一一贅述。

5總結(jié)與排故建議

1）詳細(xì)了解故障現(xiàn)象

不同故障現(xiàn)象對(duì)應(yīng)著完全不同的排故思路和方向，維修人員必須向機(jī)組了解故障時(shí)引氣系統(tǒng)的壓力、活門狀態(tài)等重要信息，必要時(shí)還需通過(guò)試車確認(rèn)故障現(xiàn)象，以便于制定準(zhǔn)確的排故方案。

2）制定科學(xué)的排故方案

根據(jù)了解到的故障現(xiàn)象制定合理的排故方案，以避免盲目更換不相關(guān)的部件。引氣壓力波動(dòng)、活門不停開(kāi)關(guān)應(yīng)優(yōu)先檢查7HA硬管有無(wú)斷裂現(xiàn)象，再用滲漏測(cè)試工具測(cè)試sensorline軟管，更換部件時(shí)優(yōu)先考慮10HA，因?yàn)槠涔收下首罡?而活門無(wú)法正常打開(kāi)則需對(duì)相應(yīng)的活門進(jìn)行檢查，控制電磁閥及其sensorline管路;檢查sensorline時(shí)不能僅僅局限于軟管，硬管與卡箍的磨損造成漏氣在歷史上也曾發(fā)生過(guò)。

3）應(yīng)用新技術(shù)協(xié)助排故

AGS軟件的合理運(yùn)用在很大程度上提高了排故效率，對(duì)引氣系統(tǒng)故障的排除也是如此。通常，引氣活門故障時(shí)顯示儀表的擺動(dòng)較快，往往在駕駛艙觀察不到擺動(dòng)現(xiàn)象，因此需要在AGS軟件里查看故障時(shí)的活門狀態(tài)，以協(xié)助工作者更為準(zhǔn)確地了解故障情況。