韓書令++唐國俊

摘 要：波音737NG飛機的空調(diào)系統(tǒng)通過對機艙內(nèi)的溫度和壓力進行控制，為旅客提供舒適安全的乘坐環(huán)境。737NG飛機主要通過調(diào)節(jié)冷熱空氣的混合比例來調(diào)節(jié)客艙溫度。來自發(fā)動機的高溫高壓引氣不能直接使用，需要經(jīng)過空調(diào)制冷系統(tǒng)的降溫，因此，空調(diào)制冷系統(tǒng)的性能直接影響空調(diào)溫度的控制功能?？照{(diào)系統(tǒng)作為飛機的重要系統(tǒng)之一，它的好壞不僅影響著旅客的舒適感，而且飛機結(jié)構(gòu)和飛行安全也有重要的影響。

關(guān)鍵詞：空調(diào)系統(tǒng) 功能原理 故障分析 空調(diào)制冷

中圖分類號：V241 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（c）-0012-03

空調(diào)系統(tǒng)的正常運行是保證飛行人員和乘客的正常工作條件和生活環(huán)境、設(shè)備的正常工作及貨物安全的基本條件。以下就空調(diào)系統(tǒng)的功能原理進行分析。

1 系統(tǒng)原理

737NG空調(diào)系統(tǒng)為空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)。主要有兩種構(gòu)型，分別為低壓除水循環(huán)制冷系統(tǒng)（見圖1）和高壓除水循環(huán)制冷系統(tǒng)（見圖2）。

2 低壓除水空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)

低壓除水空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)的發(fā)動機、APU或地面的氣源設(shè)備的引氣經(jīng)過FCSOV（流量控制關(guān)斷活門）后分為冷熱兩路。熱路空氣路經(jīng)過混合活門后直接供給到空調(diào)供氣管道混合室。冷路氣體先經(jīng)過初級熱交換器與沖壓空氣進行一次熱交換，散去一部分熱量，之后經(jīng)ACM（空氣循環(huán)機）的壓氣機壓縮，之后經(jīng)過次級熱交換器，再次散去一部分熱量，之后又經(jīng)過ACM的渦輪部分，通過對渦輪的膨脹做功。冷路氣體的內(nèi)能再次降低，在渦輪出口處的空氣溫度達(dá)到最低。為了防止冷路氣體溫度過低在渦輪出口結(jié)冰，波音公司在ACM渦輪出口處安裝了一個35°F溫度控制活門可以對其進行有效的控制。

3 高壓除水空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)

發(fā)動機、APU或地面的氣源設(shè)備的引氣經(jīng)過FCSOV（流量控制關(guān)斷活門）后分為兩路：一路經(jīng)過TCV（溫度控制活門）與STCV（備用溫度控制活門），為熱路。而另一路為冷路，冷路氣體的氣路開始部分和低壓除水空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)一樣，先經(jīng)過初級熱交換器再經(jīng)ACM（空氣循環(huán)機）的壓氣機壓縮，再經(jīng)次級熱交換器，又經(jīng)過了一次熱交換。從次級熱交換器出來的氣體經(jīng)過回?zé)崞鳌⒗淠鲀纱卫鋮s，除去一部分水分后再經(jīng)過回?zé)崞骷訜?，最后到達(dá)ACM的渦輪部分，通過對渦輪做功，完成了由熱能向動能的轉(zhuǎn)換，溫度再一步降低。通過TCV和STCV調(diào)節(jié)熱路氣體的流量按比例與冷路氣體混合，就可以向飛機提供我們所需的、具有相應(yīng)溫度、濕度的空氣。

4 空調(diào)常見故障及分析

4.1 故障現(xiàn)象一：PACK TRIP OFF

該公司飛機（B737-700型）在2016年7月18日到7月27日連續(xù)出現(xiàn)了“PACK TRIP OFF”燈亮的故障，并在8月7日和8日出現(xiàn)了地面制冷效果差的故障。

4.1.1 排故過程

7月18日和19日連續(xù)2天出現(xiàn)了左空調(diào)管道過熱燈亮，左“PACK TRIP OFF”燈亮的故障，但是這兩天航后檢查結(jié)果都正常，20日航后更換溫度控制組件，與B-XXXX飛機互串250°F過溫電門，清潔駕駛艙溫度傳感器，檢查水袋子無堵塞，更換左側(cè)初、次級熱交換器。地面高流量管道溫度最低6℃，AUTO最低8℃。后續(xù)幾天正常。在24號，25號，26號連續(xù)3天出現(xiàn)了左組件PACK TRIP OFF燈亮，為了隔離故障先后更換了左空調(diào)管道溫度預(yù)感器和溫度限制器，與B-XXXX飛機互串了ACAU，在26號出現(xiàn)了1次空調(diào)組件脫開的故障，航后對比左右兩側(cè)空調(diào)空氣沖壓空氣排氣格柵左側(cè)偏小，將右側(cè)的調(diào)節(jié)開度與右側(cè)一致。27號故障現(xiàn)象就變成了在空中左側(cè)沖壓門全開燈亮，航后機組反映沖壓門系統(tǒng)工作正常，操作測試沖壓門系統(tǒng)工作正常，無卡滯現(xiàn)象，調(diào)節(jié)左側(cè)沖壓空氣出口格柵開度與右側(cè)一致，潤滑做動軸，故障后面沒有再現(xiàn)。

4.1.2 故障分析

如圖3所示，PACK TRIP OFF燈亮是因為3個過熱電門：壓氣機出口過熱390F、渦輪進口過熱210F、管道過熱250F探測到了過熱信號閉合，從而引發(fā)ACAU激活FCSOV的CLOSE線圈，導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)關(guān)閉。

18～20號左側(cè)PACK TRIP OFF燈亮頻繁亮起，出現(xiàn)過熱故障直到更換了250°F和駕駛艙溫度傳感器以及左側(cè)初、次級熱交換器后基本正常。說明這個故障主要是由于熱交換器散熱效果的下降造成了管道超溫的情況的出現(xiàn)，更換后正常。

在24～27號，每天都有一次出現(xiàn)左側(cè)PACK TRIP OFF燈亮的故障，飛機在定檢時調(diào)整過沖壓空氣出口格柵，由于調(diào)整的開度過小在空中就會出現(xiàn)空氣出口格柵完全關(guān)閉的現(xiàn)象，在通過27號最后對出氣格柵的調(diào)節(jié)最終排除了故障。

在FIM手冊給出的排故參考中，我們可以看到引起“PACK TRIP OFF”燈亮的故障，我們首先可以排除是由于引氣系統(tǒng)問題引起故障，所以把最后的故障鎖定在空調(diào)系統(tǒng)上，可能引起故障的原因有以下幾種。

（1）散熱器較臟，散熱器的清潔度不足，將直接影響冷熱空氣的交流，從而導(dǎo)致熱交換效率低。

（2）沖壓門開度不夠，造成用于冷卻的沖壓空氣不足，散熱器沒有足夠的冷卻氣體與引氣進行熱交換，從而引氣過熱現(xiàn)象。

（3）ACM損壞，ACM是空調(diào)系統(tǒng)的核心部件，空氣中的微塵在經(jīng)過ACM時會粘在葉輪上，在葉輪高速轉(zhuǎn)動時，動不平衡加劇，造成ACM的葉片損傷或軸斷裂。

（4）3個過熱電門。壓氣機出口過熱390F、渦輪進口過熱210F、管道過熱250F本身就有故障，無法給出正確的溫度參數(shù)。

（5）混合活門失效混合活門作用即是按所需的一定比例調(diào)節(jié)冷熱空氣的進氣量，若活門失效，熱空氣流入過多，會造成管道過熱跳開。

（6）組件控制和關(guān)斷活門（FCSOV）失效，F(xiàn)CSOV是整個空調(diào)的進氣量總開關(guān)，若是它失效，卡在關(guān)閉位，整個空調(diào)系統(tǒng)就一點兒引氣也沒有了。endprint

（7）ACAU故障，ACAU是空調(diào)系統(tǒng)的主控中心，好比人的大腦，它吸收從各個部件傳來的參數(shù)，通過計算再把指令發(fā)送給空調(diào)系統(tǒng)的各個部件，它如果掛了，整個空調(diào)系統(tǒng)就癱瘓了。

由此可以推斷，第一次故障的出現(xiàn)是由于熱交換器太臟引起的，第二次PACK TRIP OFF燈亮故障是由于沖壓空氣出口格柵開度太小引起空氣不足所造成的。

4.2 故障現(xiàn)象二：地面制冷效果差排故過程及故障分析

4.2.1 排故過程

7號進行了空調(diào)地面測試，然后決定更換熱交換器。8號白天機組反映相同故障航后更換左側(cè)ACM，測試故障依舊，更換35°F控制活門和傳感器無效，后確定35°F控制器故障，左側(cè)最低降溫為13℃左右。更換后故障排除。

4.2.2 故障分析

在35°F控制器進行測試的時候發(fā)現(xiàn)35°F控制活門無法關(guān)閉始終處于關(guān)閉位，最后經(jīng)過串件處理發(fā)現(xiàn)是35°F控制器引起的。

可能引起空調(diào)制冷不足的故障為：（1）空氣混合活門的故障；（2）沖壓空氣進口折流門或出口格柵的開度不夠；（3）35°F控制活門故障；（4）ACM問題引起的冷卻不足。這次故障最后確定為35°F控制器故障引起的35°F控制活門不能正常的作動，造成初級熱交換器出來的熱引氣可以順利地通過35°F控制活門到達(dá)下游的水分離器，進而造成到達(dá)引氣總管的溫度過高。至此，故障解除。

5 結(jié)語

總之，碰到飛機系統(tǒng)故障問題時，一定不要慌張，首先要做的就是詳細(xì)了解故障現(xiàn)象，在結(jié)合相關(guān)部件的原理和功能，逐個進行故障的排除。通過后期的經(jīng)驗總結(jié)，維修水平一定會有所提高。

參考文獻

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