某型飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)常見(jiàn)故障原因分析與處理方法探討

趙佳春 蓋承慧 王文浩

摘要：介紹了某型飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)常見(jiàn)的三種故障類(lèi)型：地面無(wú)引射空氣、座艙無(wú)供氣、座艙供氣量少，對(duì)這三類(lèi)故障的原因進(jìn)行了研究分析，提出了排除此類(lèi)常見(jiàn)故障的方法。

關(guān)鍵詞：空調(diào)系統(tǒng)；常見(jiàn)故障；處理方法

Keywords：air conditioning system；common fault；treatment

隨著飛機(jī)附件設(shè)計(jì)和制造工藝日趨成熟，某型飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)因部件故障造成的系統(tǒng)故障逐年減少，但因系統(tǒng)性能衰減和人為差錯(cuò)造成的故障的比例卻隨飛機(jī)使用頻率的增多而逐年增加。本文對(duì)這類(lèi)故障中常見(jiàn)的地面無(wú)引射空氣、座艙無(wú)供氣、座艙供氣量少故障進(jìn)行分析。

1 空調(diào)系統(tǒng)工作原理

空調(diào)系統(tǒng)使用的空氣引自左右發(fā)動(dòng)機(jī)第七級(jí)高壓壓氣機(jī)。來(lái)自高壓壓氣機(jī)的高溫、高壓空氣通過(guò)管路壓力調(diào)節(jié)器后分成兩路：一路經(jīng)空氣-空氣散熱器、燃油-空氣散熱器、渦輪冷卻器三級(jí)冷卻和兩次除水后變成低溫、低壓干燥冷卻空氣，作為空調(diào)系統(tǒng)的冷路供給座艙和設(shè)備艙調(diào)溫及通風(fēng)冷卻；另一路經(jīng)空氣-空氣散熱器散熱后變成熱路空氣。冷、熱路空氣混合后經(jīng)過(guò)流量調(diào)節(jié)器，在優(yōu)先保證座艙供氣流量的條件下，按比例分配供給座艙和設(shè)備艙空氣流量。某型飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)工作原理如圖1所示。

2 地面無(wú)引射空氣故障

某型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)過(guò)程中，在進(jìn)行座艙空調(diào)系統(tǒng)工作性能檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)空氣-空氣散熱器引射器排氣口無(wú)空氣噴出。

2.1 故障原因分析

在地面或放下起落架飛行時(shí)，空氣-空氣散熱器的散熱是通過(guò)引射器引射空氣對(duì)來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)的熱空氣進(jìn)行冷卻?？刂埔淦麝P(guān)斷活門(mén)打開(kāi)的電磁活門(mén)通電后，引射器關(guān)斷活門(mén)內(nèi)腔與大氣連通，使關(guān)斷活門(mén)打開(kāi)，將外界空氣引射進(jìn)入空氣-空氣散熱器對(duì)熱空氣散熱。依據(jù)空調(diào)系統(tǒng)工作原理和故障現(xiàn)象分析，造成地面無(wú)引射空氣的原因有以下幾方面：

1）控制電磁活門(mén)工作的電氣線路或電磁活門(mén)自身故障，均可造成關(guān)斷活門(mén)活塞腔內(nèi)無(wú)法產(chǎn)生壓力差，導(dǎo)致引射器關(guān)斷活門(mén)活塞無(wú)法克服活門(mén)彈簧力打開(kāi)，從而造成無(wú)引射空氣。

2）電磁活門(mén)與引射器關(guān)斷活門(mén)進(jìn)氣接頭之間管路密封性差，或電磁活門(mén)出氣接頭與大氣相通管路堵塞，均可能造成關(guān)斷活門(mén)活塞腔內(nèi)無(wú)法產(chǎn)生壓力差，引射器關(guān)斷活門(mén)活塞無(wú)法克服活門(mén)彈簧力打開(kāi)，從而造成無(wú)引射空氣。

2.2 故障排除

1）首先斷開(kāi)與電磁活門(mén)相連接的電纜插頭，在給飛機(jī)供電后，測(cè)量電纜插頭上3號(hào)插孔是否有27±2.7V電壓，并測(cè)量電纜插頭上1號(hào)插孔應(yīng)對(duì)地。若電壓和接地符合要求，安裝電纜插頭，給飛機(jī)供電后，用手觸摸引射電磁活門(mén)殼體，如果燙手，則說(shuō)明電磁活門(mén)工作正常，如果不燙手，則判定電磁活門(mén)存在故障。

2）排除電磁活門(mén)電氣線路或電磁活門(mén)故障后，在發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)過(guò)程中，如果空氣-空氣散熱器引射器排氣口還是無(wú)空氣噴出，則需檢查電磁活門(mén)與引射器關(guān)斷活門(mén)之間管路密封性以及電磁活門(mén)出氣接頭與大氣相通管路是否堵塞。首先，檢查電磁活門(mén)進(jìn)氣接頭與引射器關(guān)斷活門(mén)之間管路接頭外觀狀態(tài)和安裝固定是否存在不滿(mǎn)足使用要求的缺陷，并排除發(fā)現(xiàn)的相關(guān)缺陷。然后，將電磁活門(mén)出氣管路接頭斷開(kāi)，用壓縮空氣從管路接頭吹氣，檢查發(fā)動(dòng)機(jī)艙壁板上與管路相連接的通大氣孔是否有氣體噴出，若無(wú)氣體噴出，說(shuō)明管路中有堵塞現(xiàn)象。拆開(kāi)管路對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行吹洗，排除管路堵塞故障后重新安裝固定導(dǎo)管即可排除故障。

3 座艙無(wú)供氣故障

發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)過(guò)程中，在進(jìn)行座艙供氣系統(tǒng)性能檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)座艙內(nèi)供氣噴嘴無(wú)空氣噴出，但空氣-空氣散熱器引射器排氣口有空氣噴出。

3.1 故障原因分析

由于空氣-空氣散熱器引射器排氣口有空氣噴出，說(shuō)明左右發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)引氣系統(tǒng)工作正常。根據(jù)飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)工作原理，以下幾方面原因可能造成座艙無(wú)供氣故障。

1）直流配電裝置上“空調(diào)信號(hào)”斷路器未接通、關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)電磁活門(mén)故障、電磁活門(mén)連接電纜插頭連接錯(cuò)誤等原因均可導(dǎo)致管路壓力調(diào)節(jié)器供氣調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)不工作，造成無(wú)供氣故障。

2）管路壓力調(diào)節(jié)器上控制裝置與關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)電磁活門(mén)連接管路密封性差，導(dǎo)致管路壓力調(diào)節(jié)器上控制裝置膜盒腔與外界環(huán)境相通，造成管路壓力調(diào)節(jié)器控制裝置上部活門(mén)打開(kāi)，使管路壓力調(diào)節(jié)器上關(guān)斷裝置活塞兩端產(chǎn)生壓差，活塞在壓差作用下壓縮彈簧，從而使管路壓力調(diào)節(jié)器供氣調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)關(guān)閉，造成無(wú)供氣故障。

3）管路壓力調(diào)節(jié)器自身故障。

3.2 故障排除

根據(jù)上述故障原因分析，造成“座艙無(wú)供氣”原因較多，在判定故障時(shí)可采用由簡(jiǎn)到繁的原則，用排除法確定故障原因。

1）檢查直流配電裝置上“空調(diào)信號(hào)”斷路器是否接通，如果未接通，則可以判斷“座艙無(wú)供氣”故障是因斷路器未接通造成的。如果直流配電裝置上“空調(diào)信號(hào)”斷路器處于接通位置，則需檢查與關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)電磁活門(mén)連接的電纜插頭安裝位置是否正確。該位置并排安裝了兩個(gè)型號(hào)相同的電磁活門(mén)，一個(gè)活門(mén)是關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)電磁活門(mén)，另一個(gè)活門(mén)控制空氣-空氣散熱器引射器關(guān)斷活門(mén)打開(kāi)電磁活門(mén)，該電磁活門(mén)電路是常開(kāi)狀態(tài)，而關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)電磁活門(mén)電路是常閉狀態(tài)，如果錯(cuò)誤地將引射器關(guān)斷活門(mén)電磁活門(mén)電纜插頭安裝在關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)電磁活門(mén)上，將導(dǎo)致關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)電磁活門(mén)工作，造成無(wú)供氣故障。

2）檢查管路壓力調(diào)節(jié)器上控制裝置與關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)電磁活門(mén)連接管路接頭外觀狀態(tài)和安裝固定是否存在不滿(mǎn)足要求的缺陷，排除發(fā)現(xiàn)的相關(guān)缺陷后，重新安裝固定導(dǎo)管。

3）在完成上述兩方面故障排查工作后進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)，打開(kāi)座艙內(nèi)供氣開(kāi)關(guān)，檢查座艙內(nèi)供氣噴嘴是否有空氣噴出。如果供氣正常，證明故障已排除；若無(wú)供氣，則判定是管路壓力調(diào)節(jié)器自身存在故障。更換管路壓力調(diào)節(jié)器，可排除無(wú)供氣故障。

4 座艙供氣量少故障

某型飛機(jī)空中飛行訓(xùn)練時(shí)，飛行員反映飛行過(guò)程中座艙供氣系統(tǒng)供氣量少，影響座艙溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作性能。

4.1 故障原因分析

來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)的引氣經(jīng)過(guò)三級(jí)冷卻后與熱空氣混合，經(jīng)過(guò)空氣流量傳感器、流量調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后，按比例分配供給座艙和設(shè)備艙的空氣流量?？諝饬髁總鞲衅魇且粋€(gè)文氏管，進(jìn)入座艙的冷、熱混合空氣經(jīng)過(guò)流量傳感器，在文氏管進(jìn)氣端與喉部出氣端之間形成的氣壓壓差信號(hào)經(jīng)過(guò)管路傳送到流量調(diào)節(jié)器。當(dāng)流量傳感器形成的壓差P≤10.8+00.49kPa時(shí)，流量調(diào)節(jié)器活門(mén)為全開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)傳感器的壓差P≤8.80-0.49kPa時(shí)，調(diào)節(jié)器活門(mén)為全閉狀態(tài)。依據(jù)上述工作原理和故障現(xiàn)象分析，以下幾方面原因可能造成座艙供氣量少故障。

1）流量傳感器與流量調(diào)節(jié)器連接管路密封性不好，或流量傳感器上與進(jìn)氣端、喉部出氣端相連接管路被外來(lái)物堵塞，均可造成流量傳感器的進(jìn)氣端和出氣端之間形成的氣壓壓差值不滿(mǎn)足要求，使流量調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)活門(mén)打開(kāi)（調(diào)節(jié)活門(mén)正常位置為關(guān)閉位置），從而造成座艙供氣量減少。

2）流量調(diào)節(jié)器自身故障，導(dǎo)致供給座艙和設(shè)備艙的空氣流量比例錯(cuò)誤，造成座艙供氣量減少。

4.2 故障排除

1）首先檢查流量傳感器和流量調(diào)節(jié)器之間連接管路接頭外觀狀態(tài)和安裝固定是否存在不滿(mǎn)足要求的缺陷，然后檢查流量傳感器、流量調(diào)節(jié)器上管路接頭是否有堵塞現(xiàn)象，排除發(fā)現(xiàn)的相關(guān)缺陷后，重新安裝固定導(dǎo)管。

2）進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)。打開(kāi)座艙內(nèi)供氣開(kāi)關(guān)，檢查座艙內(nèi)供氣噴嘴噴出的氣流量是否比排除管路故障前增多。如果供氣噴嘴噴出的氣流量沒(méi)有變化，則判定流量調(diào)節(jié)器存在調(diào)節(jié)故障，更換流量調(diào)節(jié)器即可排除故障。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文分析了空調(diào)系統(tǒng)三種常見(jiàn)故障的原因及排除方法，要想準(zhǔn)確判斷故障原因，必須熟悉系統(tǒng)工作原理，熟悉空調(diào)系統(tǒng)各附件的安裝位置，遵循由易到難的原則用排除法進(jìn)行排除，才能快速、準(zhǔn)確地確定故障原因并及時(shí)排除故障。

作者簡(jiǎn)介

趙佳春，工程師，長(zhǎng)期從事飛機(jī)機(jī)械專(zhuān)業(yè)裝配、調(diào)試及試飛技術(shù)工作。

蓋承慧，工程師，長(zhǎng)期從事飛機(jī)特設(shè)專(zhuān)業(yè)裝配、調(diào)試及試飛技術(shù)工作。

王文浩，工程師，長(zhǎng)期從事飛機(jī)特設(shè)專(zhuān)業(yè)裝配、調(diào)試及試飛技術(shù)工作。