波音737NG飛機(jī)啟動(dòng)活門常見故障分析及處理

張旭 曲道威

摘要：通過對(duì)飛機(jī)運(yùn)行過程中啟動(dòng)活門出現(xiàn)的故障進(jìn)行收集、分類和描述，剖析啟動(dòng)系統(tǒng)工作原理、啟動(dòng)活門組成及工作原理，判斷故障發(fā)生的原因，提出排故的方法，為一線飛機(jī)維修人員高效完成啟動(dòng)活門排故工作提供參考。

關(guān)鍵詞：B737NG；啟動(dòng)活門；故障

Keywords：B737NG；start valve；failure

0 引言

啟動(dòng)活門是發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)的小部件，在日常發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)經(jīng)常發(fā)生故障，造成發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)失敗。波音737NG飛機(jī)啟動(dòng)活門故障包括：啟動(dòng)活門無法關(guān)閉、啟動(dòng)活門關(guān)閉晚、啟動(dòng)活門打開慢或打不開、啟動(dòng)活門非指令性打開和啟動(dòng)活門自動(dòng)打開。飛機(jī)維修人員應(yīng)熟悉啟動(dòng)活門常見的故障現(xiàn)象、分析和處理方法，快速高效地完成排故工作，保證飛機(jī)的正常放行。

1 啟動(dòng)系統(tǒng)工作原理

1.1 工作原理

如圖1所示，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，人工將啟動(dòng)電門打到地面（GRD）位，從電瓶來的28V直流電使顯示電子裝置（DEU）內(nèi)的繼電器與啟動(dòng)電門內(nèi)的保持線圈通電，保持線圈通電產(chǎn)生磁力使啟動(dòng)電門保持在地面位。從電瓶來的28VDC電使啟動(dòng)活門內(nèi)電磁線圈接通，電磁力作動(dòng)球型閥下移，堵住上腔通氣管路。從APU引來的氣體壓力到達(dá)氣壓作動(dòng)筒上腔，作動(dòng)筒內(nèi)的活塞克服扭轉(zhuǎn)彈簧力下移，并帶動(dòng)蝶形活門打開。當(dāng)?shù)伍y門打開超過1°～3°時(shí)，位置電門閉合產(chǎn)生電信號(hào)，經(jīng)過顯示電子裝置（DEU）處理后傳到公用顯示系統(tǒng)（CDS）上顯示組件（DU），顯示啟動(dòng)活門打開信息。APU引氣通過蝶形活門到達(dá)啟動(dòng)機(jī)并推動(dòng)起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，啟動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)N2軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速到達(dá)25%時(shí)，提啟動(dòng)手柄，供油、點(diǎn)火開始。N2>55.3%時(shí)，DEU繼電器斷開，啟動(dòng)電門在彈力下自動(dòng)彈回關(guān)位，同時(shí)啟動(dòng)活門電磁線圈斷電，活門關(guān)閉，啟動(dòng)機(jī)自動(dòng)脫開。啟動(dòng)活門位置電門斷開，DU上顯示的啟動(dòng)活門打開信息消失。發(fā)動(dòng)機(jī)在渦輪功的帶動(dòng)下自動(dòng)加速到慢車，啟動(dòng)完成。

1.2 啟動(dòng)活門介紹

啟動(dòng)活門安裝在啟動(dòng)機(jī)供氣管上，啟動(dòng)機(jī)供氣管在發(fā)動(dòng)機(jī)外側(cè)的風(fēng)扇機(jī)匣上，位于啟動(dòng)機(jī)上方，為電控氣動(dòng)的蝶形常閉活門，由彈簧力加載處于關(guān)斷位。啟動(dòng)活門由殼體組件和作動(dòng)筒組件兩大部分組成。活門殼體組件包含蝶形活門、活門軸、軸的軸承、外部位置指示器，作動(dòng)筒組件包含扭轉(zhuǎn)彈簧、氣壓作動(dòng)筒、電磁線圈活門組件、活門位置電門、人工超控裝置。

在啟動(dòng)機(jī)供氣管有氣源壓力的前提下，當(dāng)啟動(dòng)活門電控打開失效時(shí)，可使用一個(gè)3/8in的方頭傳動(dòng)工具人工打開活門。在活門殼體上的目視指示器上顯示出活門位置，通過左風(fēng)扇整流罩內(nèi)的一個(gè)小孔接近人工超控?？椎闹苓呌邢鄳?yīng)的操作信息提示（見圖2）。

2 常見故障及處理

2.1 啟動(dòng)活門無法關(guān)閉

故障現(xiàn)象：N2達(dá)到56%時(shí)啟動(dòng)電門能自動(dòng)彈回OFF位，主顯示器（PD）上仍顯示“START VALVE OPEN”（啟動(dòng)活門打開）信息。

故障分析：當(dāng)?shù)伍y門打開超過1°～3°時(shí)，位置電門感應(yīng)到并在飛機(jī)DU上顯示啟動(dòng)活門打開。因此，當(dāng)啟動(dòng)活門無法關(guān)閉或關(guān)閉不嚴(yán)時(shí)將顯示啟動(dòng)活門打開信息，即啟動(dòng)活門無法關(guān)閉。

處理方法：

1）關(guān)車后再次啟動(dòng)，正常，可放行。

2）關(guān)車后再次啟動(dòng)，故障還在，則人工超控活門關(guān)閉，依據(jù)MEL80-03-03放行。

3）依據(jù)AMM80-11-03更換右發(fā)啟動(dòng)活門，試車測試正常，放行。

2.2 啟動(dòng)活門關(guān)閉晚

故障現(xiàn)象：發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后反映啟動(dòng)活門指示未關(guān)閉，后續(xù)指示正常。

故障分析：正常發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到55%N2時(shí)，啟動(dòng)電門彈回至OFF位，啟動(dòng)活門關(guān)閉。如果啟動(dòng)電門已彈回至OFF位而N2約60%時(shí)啟動(dòng)活門才關(guān)閉，則觸發(fā)啟動(dòng)活門關(guān)閉晚故障代碼和相關(guān)信息。故障原因可能是啟動(dòng)活門作動(dòng)筒內(nèi)的彈簧老化或活塞和作動(dòng)桿發(fā)生損傷和卡阻，使蝶形閥門無法迅速恢復(fù)到初始關(guān)閉位置，也可能是內(nèi)部球形閥門的移動(dòng)出現(xiàn)卡阻而延遲歸位引起。如果多次啟動(dòng)仍出現(xiàn)該故障，則應(yīng)該更換新的啟動(dòng)活門。

處理方法：

1）關(guān)車再次啟動(dòng)，如正常，可放行。

2）關(guān)車再次啟動(dòng)，如果還是出現(xiàn)啟動(dòng)活門關(guān)閉晚，按MEL80-03-03放行。

3）依據(jù)AMM80-11-03更換右發(fā)啟動(dòng)活門，試車測試正常，放行。

2.3 啟動(dòng)活門打開慢或打不開

故障現(xiàn)象：啟動(dòng)電門打到GND位，DU出現(xiàn)“START VLV OPEN”的時(shí)間從延遲幾秒到延遲幾分鐘不等，管道壓力35PSI正常。

故障分析：寒冷天氣條件下首先考慮蝶形閥門結(jié)冰的影響。重新起動(dòng)幾次，如果起動(dòng)成功，可正常放行。如果啟動(dòng)電門放GRD位的時(shí)間稍長一些，雖然啟動(dòng)活門沒打開，但是啟動(dòng)電門在GRD位，APU會(huì)進(jìn)入MES模式，引氣壓力和溫度都會(huì)升高，有助于將啟動(dòng)活門上的冰融化。如果起動(dòng)不成功，機(jī)務(wù)可人工操控活門起動(dòng)（提醒機(jī)組打開APU引氣/隔離活門）。待活門成功打開（全開是轉(zhuǎn)90°，轉(zhuǎn)約30°即可）后機(jī)組再正常起動(dòng)一次，如果活門打開正常，飛機(jī)可正常放行，否則需要按MEL80-03-03保留放行。如果是啟動(dòng)活門自身的問題，首先排除寒冷天氣條件下結(jié)冰的影響，如觀察到發(fā)動(dòng)機(jī)N2無加速或者加速慢，地面測量啟動(dòng)活門供電正常，則可判定為啟動(dòng)活門故障。如果啟動(dòng)過程加速正常，耗時(shí)正常，則可能是DEU及其連接線路的問題。DEU及其連接線路的故障較少，這里不做分析。

結(jié)冰處理：

1）打開啟動(dòng)活門后等待幾分鐘，觀察活門打開和轉(zhuǎn)速上升是否出現(xiàn)。如啟動(dòng)成功，慢車工作幾分鐘后關(guān)停發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)，如果正常，可以放行。

2）地面人工操控后，啟動(dòng)正常，且關(guān)停后再次啟動(dòng)也正常，可放行。如必須地面人工操控啟動(dòng)活門才能啟動(dòng)，則按MEL80-03-03保留放行。

活門故障處理：

測量啟動(dòng)活門供電正常，則更換啟動(dòng)活門，試車測試正常則故障排除。

2.4 啟動(dòng)活門非指令性打開

故障現(xiàn)象：啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，從DU實(shí)時(shí)監(jiān)控到“ENG-1/2 START VALVE OPEN WITHOUT COMMAND”故障信息。

故障分析：這是飛機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（ACMS）監(jiān)控到的故障信息，可用飛機(jī)上的控制顯示組件（CDU）或波音網(wǎng)站上的AHM界面來查看和下載該故障信息和排故提示。實(shí)時(shí)監(jiān)控出現(xiàn)該故障信息時(shí)有兩種可能：啟動(dòng)電門故障或啟動(dòng)活門故障。如果出現(xiàn)該故障信息時(shí)啟動(dòng)電門沒有脫開或啟動(dòng)電門彈回晚（啟動(dòng)電門在N2 60%才自動(dòng)彈回），應(yīng)按啟動(dòng)電門無法脫開排故，參照故障隔離手冊(cè)（FIM）80-07 TASK 808進(jìn)行，啟動(dòng)電門故障可能性最大（見圖3）。

處理方法：

1）啟動(dòng)電門無法自動(dòng)彈回OFF位，需人工操作，按MEL80-02-03放行。

2）依據(jù)AMM80-11-00更換啟動(dòng)電門，完成試車，測試正常。

3）如果出現(xiàn)該故障信息時(shí)同時(shí)出現(xiàn)啟動(dòng)活門無法打開，人工操控，則可直接判斷為啟動(dòng)活門故障。如果出現(xiàn)該故障信息時(shí)啟動(dòng)電門正常脫開，沒有其他故障現(xiàn)象，應(yīng)按啟動(dòng)活門故障排故，對(duì)應(yīng)故障隔離手冊(cè)（FIM）80-07/809，啟動(dòng)活門故障可能性最大（見圖4）。

處理方法：

1）關(guān)車再次啟動(dòng)，如故障信息消失，可放行。

2）關(guān)車再次啟動(dòng)，如果還是出現(xiàn)該故障信息，按MEL80-03-03放行。

3）依據(jù)AMM80-11-03更換右發(fā)啟動(dòng)活門，試車測試正常，放行。

2.5 啟動(dòng)活門自動(dòng)打開

APU引氣接通后啟動(dòng)活門自動(dòng)打開的故障發(fā)生較少，可能是啟動(dòng)活門內(nèi)部扭轉(zhuǎn)彈簧失效引起。脫開啟動(dòng)活門插頭，接通引氣，如果啟動(dòng)活門再次自動(dòng)打開，則更換啟動(dòng)活門并試車，試車正常后可放行。

3 結(jié)束語

根據(jù)某航空公司技術(shù)部門對(duì)飛機(jī)狀態(tài)監(jiān)控的統(tǒng)計(jì)，50%左右的啟動(dòng)活門故障通過重復(fù)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)或延遲啟動(dòng)過程等待的時(shí)間（如結(jié)冰）即可恢復(fù)正常，50%左右的故障通過人工超控后可故障保留放行，只有不到5%的故障必須馬上更換啟動(dòng)活門，試車后才能放行。啟動(dòng)活門故障現(xiàn)象雖然頻繁且多樣，但絕大部分故障并不影響發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和飛機(jī)的放行，飛機(jī)維修一線人員在碰到這類啟動(dòng)活門故障時(shí)不必產(chǎn)生過大的心理壓力，對(duì)于應(yīng)正常放行的情況不必保留放行，對(duì)于應(yīng)保留放行的不必停場換件，對(duì)于應(yīng)必須換件的迅速換件。要提高故障排除的效率，前提是建立在對(duì)故障現(xiàn)象、分類和處理方式熟練掌握的基礎(chǔ)上的。

參考文獻(xiàn)

[1] Boeing. B737-600/700/800/900 Aircraft Maintenance Manual [Z]. 2016.

[2] Boeing. B737-600/700/800/900 Fault Isolation Manual [Z]. 2016.

[3] Boeing. B737-600/700/800/900 System Schematics Manual [Z]. 2016.