A330空調(diào)系統(tǒng)故障分析

陸榮君

摘 要：本文介紹了空客A330系列飛機空調(diào)系統(tǒng)工作原理，對非典型性A330系列飛機疑難PACK故障原因進行闡述，研究其主要原因，分析PACK系統(tǒng)流量控制活門不同工作狀態(tài)下造成的不同的故障現(xiàn)象，討論A330系列飛機空調(diào)系統(tǒng)故障的排故方向。

關(guān)鍵詞：空調(diào)；A330；溫度控制；PACK；流量控制活門；ACM

中圖分類號：V245 文獻標志碼：A

1 民航空調(diào)系統(tǒng)概述

空調(diào)系統(tǒng)由高溫高壓的發(fā)動機、APU、地面引氣設(shè)備提供的高壓縮引氣源、主熱級熱交換器和空氣循環(huán)機（ACM機）組成。首先引氣和沖壓的冷空氣在熱交換器內(nèi)完成熱交換，隨后進入空氣循環(huán)機（ACM機）?？諝庋h(huán)機（ACM機）就是一個把熱能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置，核心部件是渦輪，是一種空氣流過之后對外做功降溫的部件。引氣通過空氣循環(huán)機（ACM機）后本身的溫度和壓力在空氣循環(huán)機（ACM機）結(jié)構(gòu)的渦輪出口大大降低，獲得溫度低于0℃的引氣，再與不經(jīng)過ACM機的熱路引氣按一定的比例混合，之后就可以向客艙提供舒適環(huán)境并增壓。同時一部分冷路引氣可以直接混合熱路引氣對電子設(shè)備艙進行冷卻。民航ACM機的工作原理相同，都是氣體通過渦輪對外做功內(nèi)能減小，溫度降低。僅僅配置不同而已，一般采取以下幾種形式：簡單式、升壓式、三輪式。

2 A330 PACK系統(tǒng)工作原理

從引氣系統(tǒng)過來的高壓熱空氣經(jīng)由流量控制活門FCV到達初級熱交換器PRIMARY PART進行初步降溫，調(diào)節(jié)初始引氣溫度。接著空氣進入ACM COMP壓氣機使空氣的壓力溫度小幅上升。沿著管道空氣繼續(xù)進入主熱交換器MAIN PART進行再一次冷卻。然后空氣通過高壓水分離器SPLIT DUCT，在這里空氣中的水分被分離出來并進行更大的降溫。在這個空氣循環(huán)中，氣流通過再熱器REHEATER、冷凝器CONDENSER和水分離器WE，然后回到再加熱器中。接著空氣流過ACM TURB壓縮機渦輪，同時空氣的壓力和溫度地降低了。從ACM的空氣壓縮機、空氣流回到冷凝器、空氣的溫度增加。經(jīng)過溫度調(diào)節(jié)后的空氣通過下游單向活門DOWNSTREAM CHECK VALVE進入混合器給空調(diào)系統(tǒng)提供服務(wù)，再由從HOT AIR活門過來的熱引氣按用戶需求比例混合，提供給客艙空調(diào)系統(tǒng)服務(wù)。以上就是整個PACK系統(tǒng)的簡單工作原理。

3 B6126 PACK 1故障現(xiàn)象

3.1 PACK 1流量控制活門指示“XX”

從11月上旬開始該機多次反映PACK 1系統(tǒng)流量控制活門在ECAM頁面指示“XX”，重置后正常。PFR伴隨有PACK 1 FLOW SNSR（513HB）/FCV（511HB）/PIPS（537HH）故障信息。按照TSM21-51-00-810-829先后更換過P1 FLOW CTL VALVE（511HB）、P1 FLOW SENSOR （513HB） 、P1 INLT PRESS SENSOR（537HH）、PC 1 （531HH）、P1 PNEUM.SENSOR，CPR.OVHT.（521HH22） 均無效。

3.2 PACK 1工作流量低，經(jīng)常出現(xiàn)ByPass Mode

11月15日在更換流量控制活門期間，發(fā)現(xiàn)臭氧轉(zhuǎn)換器內(nèi)部破裂損壞嚴重。按AMM21-52-00更換臭氧發(fā)熱器，測試正常。11月30日更換521HH22后。測試時發(fā)現(xiàn)PACK1工作流量低，在兩個PACK同時打開時PACK 1流量為0.6kg/s、PACK2流量為1.8kg/s。當(dāng)使用單PACK 1時，將溫度控制放到HOT，PACK流量活門位置開到最大此時流量為1.6kg/s。10s后又關(guān)閉到2/3處，此時流量約為1.0～1.2kg/s。數(shù)秒后流量活門再次指示在LOW位，此時流量<0.4kg/s。ECAM出現(xiàn)Pack 1 In ByPass Mode信息，同時伴隨AIR PACK 1 REGUL FAULT的故障警告。隨后幾日在航前或飛行中都會出現(xiàn)ByPass Mode的ECAM信息。更換PACK 1 ByPass VALUE（521HH2）故障依舊。

4 故障分析

4.1 PACK 1流量控制活門指示“XX”

根據(jù)TSM排故流量活門511HB、流量傳感器513HB、壓力傳感器537HB都已經(jīng)更換過。流量控制活門開關(guān)信號是由采集在流量控制活門進口以及中部的氣流壓力通過流量傳感器經(jīng)PC計算后得出。根據(jù)經(jīng)驗，如果在流量控制活門到流量傳感器513HB之間2根信號管存在漏氣現(xiàn)象可能也會導(dǎo)致流量指示“XX”。建議檢查IPC手冊圖紙內(nèi)120-170的彎頭接管等。

4.2 PACK 1 工作流量低，經(jīng)常出現(xiàn)ByPass Mode

在通過多次航后測試發(fā)現(xiàn)：在雙PACK工作時，PACK1活門指示開度LOW位，見表1。

在單PACK 1工作時，流量保持不住，活門位置逐漸顯示在LOW位。隨后出現(xiàn)ByPass Mode故障提示。

分析原因：根據(jù)故障現(xiàn)象在使用PACK 1時，F(xiàn)CV位置在瞬間達到開位，隨后活門指針擺動，逐漸變?yōu)殛P(guān)位。這時從FCV通過的引氣在到達初級熱交換器時，由于交換器可能破損堵塞導(dǎo)致了氣流在交換器形成了氣塞，有放炮現(xiàn)象，這也可以解釋FCV活門指針波動的原因。同時由于在初級交換器中的氣塞也導(dǎo)致了在FCV至初級熱交換器的管道中氣流流量變小。與此同時由于熱空氣不能順利進入ACM壓氣機管道，ACM工作效率低，觸發(fā)了ByPass Mobe警告。查詢記錄在11月15日更換流量傳感器時發(fā)現(xiàn)臭氧轉(zhuǎn)換器內(nèi)部損壞嚴重，極有可能是損壞的部件堵塞了初級熱交換器。在12月4日更換冷凝器時也發(fā)現(xiàn)了REHEATER內(nèi)部濾網(wǎng)的損壞，也證實了這一觀點。所以建議更換初級熱交換器后在繼續(xù)觀察。

5 排故總結(jié)

該機于12月9日更換了初級熱交換器后，兩個故障不再反映，目前正在進一步跟蹤。初級熱交換器521HH18（522HH18）安裝于主熱交換器與集氣箱之間。外部沖壓空氣通過熱交換器對引起系統(tǒng)的熱空氣進行降溫。

這次6126的故障還是因為臭氧發(fā)生器的損壞造成了下游初級熱交換器破損、堵塞導(dǎo)致熱交換效率低，使得ACM不能正常的工作觸發(fā)了旁通活門模式。同時流量控制活門由于氣塞導(dǎo)致管道中的空氣流量低，不能給予流量傳感器信號導(dǎo)致ECAM指示“XX”。同時警示我們在PACK系統(tǒng)排故時如果發(fā)現(xiàn)某一部件損壞，就要在更換該部件的同時檢查位于該部件下游其他組件是否有損壞，避免以后產(chǎn)生故障。

之后如果碰到類似的PACK系統(tǒng)流量低的情況，應(yīng)該先檢查上游引氣系統(tǒng)供給氣體壓力是否正常，包括管道是否有漏氣現(xiàn)象。然后可以通過交換部件的方法，沿著PACK系統(tǒng)空氣流過的通路依次檢查各部件是否有損壞或者堵塞，一步步分析隔離故障。

對于PACK系統(tǒng)常見的指示“XX”故障，如果排除是傳感器引氣的問題后。要檢查傳感器各個信號管是否有漏氣破損，因為該傳感器工作原理是通過探測PCV進口與出口壓差值來判斷PACK系統(tǒng)流量。如果系統(tǒng)中氣體流量過小，超出傳感器探測壓力閥值之外，傳感器就會判斷自身故障從而指示“XX”。

參考文獻

[1]朱偉峰，薛志峰，江億.空調(diào)系統(tǒng)若干常見問題分析（2）[C]//.全國暖通空調(diào)制冷學(xué)術(shù)年會，2000.

[2]關(guān)慕波，空調(diào)系統(tǒng)某些常見的問題分析[J].制冷，2003，22（4）：75-77