引气系统

引气系统（精选9篇）

引气系统 篇1

1 系统简介

根据FIM36-01task804与引气相关的原因可能是管道压力指示表，BAR, PRSOV, 450，高压级调节器，高压级活门，传感气路渗漏和预冷器控制活门以及线路故障。但是能否有效快捷解决问题避免走弯路。

5级和9级引气分别通过单向活门和高压级活门再经过PRSOV到预冷器最后到用气部分。高压级活门由高压级控制器控制。PRSOV由BAR控制。在发动机低功率时使用高压级引气，大功率时使用5级。引气由风扇引来的冷空气来散热，达到用气部分的温度要求，由PRSOV来调节引气的压力。

2 故障分类及排故技巧

在了解了大概的原理后，要解决问题关键弄清楚故障现象，下面我们就把故障现象分为两大类：一是引气压力低，二是没有引气。

引气压力低时的解决方法:

1)若是爬升阶段，由于引气需求量大且散热效果不如空中，我们主要关注预冷气活门，同样下降过程由于收油门，经过预冷气活门的冷气减少，往往会引起过热灯亮，这时只要更换预冷气活门。

2)若是巡航时低，我们来分析PRSOV的工作原理，由A, B两腔控制活门的开度，来调节气流的大小。很可能是PRSOV，或者BAR。这时只要更换PRSOV或者BAR后，故障基本就可以排除了。

3)若是地面慢车状况下，那肯定是HPC或者是HPSOV。

没有引气时的解决方法：

1)由于PRSOV是引气的中枢，PRSOV能否打开决定了下游是否有气。这时我们就要来分析气路。PRSOV的A腔由BAR的控制气路和450度传感器气路压力来共同作用，B腔由预冷气下游的压力控制。所以要检查BAR到PRSOV的控制软管，以及450到PRSOV的控制管和预冷气下游到PRSOV的压力反馈管是否正常，是否渗漏。

2)由于PRSOV是气控气动的，要打开, 关键点必须BAR给出控制气路，所以把关注点放在了BAR上。查看手册(见下图)，发现BAR要工作，必须电磁活门打开，要经过火警控制板，P5引气控制面板，ACAU再到BAR。考虑到发动机启动抑制(以往出现过)，需要跟换ACAU里的K20，以及过热跳开K9。采用分步隔离的办法，也能很快隔离故障。

下图就是通过统计我公司近两年来737机队引气故障，不同部件新老飞机故障数比较的柱形图。

05年前交付的飞机为老飞机，05年以后的为新飞机。

从上表可以看出：

1)引气大部分故障出在活门上。

2)从新老飞机对比上看随着飞机的老化可以看出线路故障和传感线路渗漏以经占有相当大的比重。

判断活门是否工作正常是解决故障的要点。757的活门有灯指示以及EICAS信息，737是否也能一样，加装线路把PRSOV和HPC的活门位置直接显示到驾驶舱，以便于维护。当然经过实际操作，我们也总结出一个非常好的办法。我们可以先试车，然后打开发动机包皮，用手触摸的办法，如果活门没有打开那上游气路是热的，下游就是冷的。

再来看传感线路渗漏，根据故障记录，故障多发点在BAR到PRSOV的控制软管，以及450到PRSOV的控制管和预冷气下游到PRSOV的压力反馈管。从管路材料上看都是钢丝编织的软管。而其中的硬管在故障记录里一次没有发生。根据此现象，我们可以采取软管吹气，或者对串，很快判断并解决故障。从长远看我认为是否可以利用新材料提高软管的硬度，或者干脆使用硬管。从目前看，我们是否能参考固定电气线路的办法，利用卡箍把软管固定，这样一样可以提高硬度，减少磨损。有效避免线路渗漏。

还有就是电气线路故障，在老飞机上更为明显。这时就比较麻烦。故障的突破口往往在BAR的电磁活门上，因为它决定了控制气路的打开。电气线路故障归根结底无非是线路开路或者接地，还有就是虚接。只要用好手中的仪表，就可以解决问题。再此方面，如何提高线路的可靠性还有待研究。

3 引气系统可靠性分析

1)对2008年和2009年两年内的引气系统故障部件进行统计：

统计图上可以看出：引气系统的各个部件都存在可靠性过低的问题。

2) BOEING和HONEYWELL对部件的改进及效果。

BOEING和HONEYWELL已对系统的大量部件进行了重新设计。

09年发布的737-SL-36-20新软管的替代。P/N16135-83 fle xline (oldpart) P/N16135-96 fle xline (ne w pre fe rre ds pare)

08年HONEYWELL的SB36-1876为了增加PRSOV在发动机上的抗震性的升级3214552-5升到3214552-6。

07年HONEYWELL对HPC的改进SB36-1864对HPC加装反流机构。

08年HONEYWELL发布的SB36-1870对HSV的改进, 使蝶型阀工作更稳定。

07年HONEYWELL发布SB36-1856对BAR升级, 减少调节器的磨损。

0 8 年HONEYWELL发布SB36-1873对390传感器的改进，增加管径，提高可靠性。

下图所示为09年一年改进过的BAR的MTBUR图：

牌号-6比-5提高了12%，-6的BAR比-5可靠性略有提高，但十分有限。此外从737技术年会获得关于引气系统升级的反馈来看，升级对可靠性的提高非常有限。(MTBUR的变化：BAR从13500FH到14500FH、HSR有下滑的趋势、HSV从14578FH到17692FH、PRSOV从12650FH到13880FH)。

3)总结。通过可靠性分析后发现很难能通过提高部件的可靠性来显著提高系统可靠性，因此还是应该将注意力集中在如何准确、迅速的判断故障源上来。

4 排故措施的改进

从09年的航线故障统计看，09年一年737机队总共发生123起发动机引气故障，其中有80起为5天内的重复故障，其中活门的故障占有很大比例。根据公司767机队的管理办法，参考波音发布的767-SL-36-051-A，建议采用AMS系统软件，AMS系统软件有助判断气源系统故障，缩短排故时间，监控气源系统表现。但是由于737系统部件的设计和767存在差异，很多部件都是自控的，没有状态信息反馈到维护系统。那么我们就需要适当的提取控制线路上的传感信号，反馈到故障监控状态页，帮助判断故障。

下面以预冷气控制为例，参照ASM系统设计一个可以用来判断737故障的监控方法。首先我们得弄清PCV的控制关系，由一根PC压力控制线，一根PS压力供应线，来控制活门的开度，该活门正常状况下由弹簧加载在开位。PS直接来源于管道，而PC是由390度传感器给出的信号。

决定PCV活门开度的变量有:

1) PC:压力控制线压力;

2) PS：压力供应线压力;

3) T390:390温度传感器感应温度值;

4) Tpre colle r:预冷气出口温度传感器感应温度值。

通过4个参数，我们再根据活门的工作原理参考CMM36-13-91，来制定判断依据，如下：

举例:发动机1号引气压力低。

地面启动1发, 监控参数:

从上面监控数据看，预冷器出口温度450度超出390感受到的温度350度，可以说明是390温度传感器故障，导致活门非正常关闭。

一种是当单发判断时，启动发动机，监控上述参数，如有不符，直接跟换。

另一种是双发比较判断：由于故障基本上是单发引气故障，所以只要比较两发的上述参数是否差异过大来确定故障。

5 小结

当然我们还可以把这种方法变通到其他活门如PRSOV, HPSOV上同时还可以移植到诸如BAR, HPC上，只要知道他们的工作原理，设计好可变参数及判断依据，运用ASM软件就能能够快速的查找到故障点，从而大大缩短飞机的排故时间，节省维修成本。

参考文献

[1]737-600/700/800/900 Aircraft Maintenance Manual[Z], Rev 39, 15 Jun2009.

[2]737-600/700/800/900 System Schematic Manual[Z], Rev51, 17 Jun2009.

[3]谈勇.Aircraft Wiring Malfunction and ItsSolutions[J], 航空维修与工程, 2006.

[4]Honeywell Component Maintenance Manual 31 Dec 2002.

引气系统 篇2

当发动机为引气源时，在慢车状态(大概低于50%N1)时使用9级引气，正常的引气压力为32±6 psi;在正常巡航状态时使用5级引气，引气压力为42±8psi。如引气压力不在这个范围以内，就有可能是发动机引气系统出现故障。发动机引气系统常见故障有以下几种：A. 引气电门在OFF位时引气活门不能关闭;B.引气压力高;C.引气压力低;D. 引气压力为0;E. 发动机引气时左、右管道压力指示器指针不相同; F. 引气脱开灯亮等。下面具体对以上常见故障进行分析。

2. 故障的分析和排除

对于A故障现象，引气电门在OFF位时引气活门不能关闭的可能原因有：(1)MW0311电线束断路或短路，电路跳开关故障断开，P5-10空调组件、空调附件组件M324或飞机导线内部断路或短路;(2)PRSOV故障打开;(3)引气调节器打开或导线故障;(4)指示器系统故障。该故障较为简单，通过测量线路，检查引气调节器可以较为容易隔离故障。

故障B现象为：当发动机为引气源，工作在5级可调的稳定状态时，引气压力高于50 psi 则为引气压力高，可能的故障原因有：(1)管道压力传感器故障、N12双管道压力指示器超出公差或有故障;(2)PRSOV卡阻，(3)引气调节器调节不正确;(4)下游高压级调节器和预冷器引气出口端之间的压力感应管道泄漏;(5)指示线路故障等。对于该故障，首先应确定传感器是否工作正常，其次检查管道是否有渗漏、测量线路等，可以较快排除故障。

故障C现象为：当发动机为引气源，根据“不同高度下引气压力-N1转速”曲线图，发动机引气系统工作在5级压力调节区域时引气压力低于34 psi，工作在9级压力调节区域时引气压力低于26 psi，工作在9级压力不调节区域时引气压力低于10 psi为引气压力低故障。其可能的故障原因有：(1)管道压力传感器、N12双管道压力指示器超出公差或有故障;(2)预冷器控制活门不能正确调节或锁在关位;(3)预冷器控制活门传感器(390*9埘传感器)超出公差，锁在关位或堵塞;(4)PRSOV蝶形活门卡阻;(5)450*9埘恒温器故障地保持开位;(6)引气调节器调节控制压力过低;(7)高压级活门卡阻;(8)高压级调节器不能正确调节;(9)管道损坏、泄漏，管口连接松动等;(10)指示器线路短路或断路;(11)预冷器工作能力下降或封严损坏，有外来物，风扇气流堵塞。对于该故障，先应检查引气控制系统管道是否有渗漏，同时确定传感器是否失效，再检查引气调节器是否正常、线路是否正常，通过一系列的检查隔离，不难排除故障。

故障D的现象是当发动机为引气源时，双管道压力指示器的一个或两个指针指示0psi。造成引气压力为0的.可能原因有：(1)PRSOV卡阻或锁在关位;(2)引气调节器没有控制压力或控制压力低，线圈断路或短路;(3)跳开关跳开;(4)气源感应管道(供气或控制)泄漏或堵塞;(5)管道压力传感器、N12双管道压力指示器超出公差或完全失效;(6)线路故障;(7)预冷器控制活门膜盒泄漏，给引气调节器供压不足。该故障的排除步骤与故障C 类似。

故障E，引气左右管道压力指示器指针指示不相同的原因较多，如传感器、PRSOV、引气调节器等，首先应排除传感器的故障，这可以通过对串左右管道压力传感器排除，其次检查引气调节器等可以找到真正原因。

故障F，引气脱开灯亮的原因也较多，首先应对脱开灯进行重置，观察引气脱开灯是否熄灭，再视情确定是否是高压级活门、预冷器活门或其他部件的故障。

总之，在排故前，如果有飞行员报告或观察到的故障，知道引气压力，发动机N1转速，发现故障时的飞行高度，就可以用不同高度下管道压力与N1转速的曲线图来确定管道压力是否在工作极限以内，确定是哪一种故障。如果没有这些数据，就要进行发动机高功率试车来得到这些数据用于排故。确定故障发生时引气系统的工作模式对于确定故障的可能原因很有帮助。例如，当降落过程中收油门杆时管道压力低，问题很可能是高压级活门，高压级调节器，或这两个部件之间的感应管道。

引气系统 篇3

关键词砾石混凝土;引气剂;含气量;强度

中图分类号TU528文献标识码A文章编号1673-9671-(2009)121-0030-01

1引气剂的作用机理

引气剂是一种表面活性剂,能在混凝土拌和过程中引进无数微小且不连通的气泡,这些气泡在硬化后的混凝土中,可以缓解冻融过程中产生的冰胀压力和毛细孔水的渗透压力,从而提高混凝土的抗冻融能力,问从而提高混凝土的耐久性。引气剂所带来的微孔是密闭的,而混凝土中自然所含气孔是连通孔,水可以自由进入。因此,引气剂所产生的孔不是可冻孔,在冻融循环下,不会造成混凝土破坏,同时,由于孔与孔之间具有一定的弹性,还能够释放冰冻后体积膨胀所产生的压力,从而减少冻害,使混凝土的抗冻融性能更好。

2混凝土的性能试验

2.1试验原材料

水泥:水泥采用亚泰集团哈尔滨水泥厂生产的天鹅牌P.O 42. 5 普通硅酸盐水泥。砾石:砾石采用阿什河流域的天然砾石。细集料:细集料采用阿什河河砂,实验室评定为中砂。水:采用试验室内的饮用水。引气剂:引气剂采用黑龙江寒地研究所生产的UNF-5型引气剂。按照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(T0551-2005)的试件制作方法制作。进行养护备用。

2.2试验采用的引气剂含气量的测定

依照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG E30-2005),采用混合式气压法测定水泥混凝土拌合物含气量。本试验研究采用的引气剂是黑龙江永吉新型建材有限公司生产的UNF-5型引气剂,掺量为1.0%,水泥用量采用320kg/m3, 效果很好。

2.3试验方法

混凝土成型及测试方法:各种拌和物在容积为0.06m3强制式拌和机干拌30s,然后加入水(需要掺入引气剂的应该之前溶解好)拌和120s,再人工翻拌几次,通过坍落度来评价其工作度。满足要求后制件,之后置于1m3的振动台上,振动时间大约30s。在空气中静养24h后试件脱模,将其置于标准养护室内养护至龄期,测定其抗折、抗压强度。试验均按国家有关标准进行。

抗折与抗压强度的测定参照《水泥混凝土抗弯拉强度试验方法》(T0558-2005)和《水泥混凝土抗压强度试验方法》(T0562-2005),道路水泥混凝土的抗折强度是以标准操作方法制备成150mm×150mm×550mm的梁形试件,按三分点加荷方式,在普通的万能试验机上进行。而抗压强度通常情况下是按照标准制作方法制成边长为150mm的正立方体试件,在压力试验机上按照标准的测定方法测定其抗压强度值,均以MPa计。

3试验结果与分析

3.1引气剂对新拌混凝土的影响

在混凝土的拌合过程中发现,掺入引气剂的混凝土的工作性得到明显改善。通常情况下我们认为工作性是指新拌混凝土从拌和到最后能均匀、密室成型的难易程度的性质。它包括“流动性”、“可捣实性”、“稳定性”三个方面的含义。从坍落度的对比上可以看出,以水泥用量330kg/m3,粒径范围在5-26.5mm为例进行对比试验发现,试验结果如表1所示。

从试验数据可以看出,同等条件下掺入引气剂的混凝土的坍落度比未掺入引气剂的混凝土的坍落度要大。

此外,从试验过程中发现掺入引气剂后混凝土的泌水和离析现象有明显的减低。

3.2引气剂对混凝土强度的影响

引气剂的使用在一定程度上影响了混凝土的强度。试验分别以不同粒径、不同水泥用量进行控制。通过是否掺入引气剂进行对比分析。试验分别采用集料粒径范围在5-19.0mm,5-26.5mm,5-31.5mm,水泥用量分别为300kg/m3,320kg/m3, 330kg/m3,360kg/m3,引气剂的用量为水泥用量的1%,具体情况如表2、表3所示。

试验结果表明,引气剂对于抗折强度的影响是负面的,降低了抗折强度。而相对于抗折强度而言,引气剂对混凝土抗压强度的影响是正面的,提高了部分抗折强度。粒径在5-26.5mm的混凝土强度相对其它粒径变化不显著。我们知道,混凝土的抗折强度是由骨料和硬化水泥浆体之间的界面薄弱程度来决定的。掺入引气剂后,改善了离析和泌水现象,增大了骨料与水泥浆体之间的粘结力,从而改善了混凝土抗折强度。而混凝土受压时,由于引气剂的存在使得大量气泡增加从而减少了受压面积,使得承载力降低。

另外,在相同水泥用量的条件下,掺入与未掺入引气剂的混凝土对比结果是:粒径在5-31.5mm的抗压强度要比粒径在5-19.0mm的降低的小。这是因为单位水泥用量相同的情况下,混凝土的含气量一定时,抗压强度的降低还受骨料粒形、最大粒径和等因素的影响。粗骨料的最大粒径越大则混凝土抗压强度降低越小。

3.3引气剂对混凝土抗冻性能的影响

引气剂对提高混凝土抗冻性影响显著,因此在很多混凝土的工程中应用。在邢台市污水处理厂续改建一期工程中的生化反应池工程中,采用引气剂大大提高了混凝土的抗冻性能。混凝土中掺入引气剂后,引气引入的微小气泡可以使体积膨胀提供一个缓冲空间,缓解和降低混凝土在冻结时产生的压力,从而提高混凝土抗冻性能。这一点也可以通过试验得出一定的结论。在实际工程中,有实例表明,可以在损失部分强度的情况下,通过掺入引气剂来提高混凝土的抗冻性能,从而延长混凝土的使用寿命。而混凝土强度损失部分可以通过其它方法来弥补。

4结论

新拌混凝土由于有了引气剂的加入,改善了工作性能,提高了坍落度,有利于实际工程的施工。硬化后的混凝土由于有了引气剂的加入,对混凝土的强度有一定的影响,损失部分抗折强度。对抗压强度的影响不大。引气剂改变了混凝土的内部结构,从而提高了混凝土的抗冻性能,延长使用寿命。引气剂对集料粒径大的混凝土抗压强度的影响要小于粒径小的混凝土。加入引气剂后,混凝土的和易性大大提高,综合性能在很大程度上得到了改善,从而保证和提高工程质量。

参考文献

[1]公路工程水泥及水泥混凝土试验规程[M].北京:人民交通出版社,2005.

[2]姜利,盖晓连.路用砾石混凝土级配探讨[J].森林工程,2007,5.

[3]代明,柯国军,张春雨.浅谈引气剂在混凝土中的应用[J].工程建设,2007, 4.

[4]薛彦林,李小红,曹继前.引气剂在抗冻融混凝土中的应用[J].山西建筑,2004,12.

飞机引气系统的建模与故障仿真 篇4

飞机引气主要来自发动机压气机、APU、或地面气源。可用于空调和增压系统供气、大翼前缘及发动机前缘整流罩热防冰、发动机的起动、水箱及液压油箱增压气源、驱动液压泵等[1]。根据航空公司故障汇编手册的调查和数据统计, 飞机引气系统的故障[2,3]发生、重复率高, 排故时间长、难度大, 再加上维修人员对其内部工作原理缺乏深入认识, 发生故障时, 若只是盲目的更换部件, 而不能对故障进行准确的定位, 这样不仅耗费人力, 增加维修成本, 甚至影响飞行安全。

当前, 飞机引气系统的研究已经取得了很大的进展, 尤其是关于温度调节性能的文献[4,5,6]较多, 但是对于其故障定位的研究并不多。

所以本文在深入分析研究引气结构及其故障机理的基础上, 通过模块化的方法, 结合能量守恒、动量方程和s函数开发了引气系统中高压阀、过压阀、压力调节阀、风扇阀门、预冷器等各部件的仿真模块, 然后再把各模块通过实际的气流流动关系连接起来, 在matlab/simulink环境下, 以压力调节阀, 风扇阀门以及传感器等部件发生故障为例, 对故障进行仿真, 分析仿真得到的各部件的动态变化曲线, 并验证仿真故障结果与实际结果是否相符, 以验证模型的准确性。该模型的建立对引气系统故障诊断有重要意义。

1 系统数学模型

在正常情况下, 飞机引气由发动机高压压气机第7级经单向阀引用空气, 当发动机处于慢车状态时, 由于第7级高压空气压力不足以满足需要, 引气系统自动转换为第10级供气。引用的空气经过压力调节阀, 使出口空气压力调节至36至44 psi。压力调节阀下游有一个过压活门, 当压力调节阀工作不正常致使出口压力超过正常值时, 过压活门会自动关闭以保护管路系统。当上游管路压力达到75 psi时, 过压活门开始关, 当压力达到85 psi时, 活门全关。当上游压力下降到35 psi左右时, 活门全开。引起管路下游有一个预冷器, 预冷器使其温度保持在200℃的范围内, 风扇空气活门的开关由温度控制恒温器 (TCT) 控制, 引气系统原理如图1所示。

1.1 预冷器

预冷器就是气体之间交换的热交换器, 它的作用是限制引气温度, 防止高温损伤飞机, 使温度保持在适当的范围。目前, 尽管在飞机系统中使用的热交换器[7]类型较多, 但总的来说, 他们都属于间壁式热交换器, 即热流体与冷流体间的热交换是通过分离它们的隔板热传导及隔板与流体之间的对流换热来进行的。随着有色金属、不锈钢防腐处理技术和钎焊工艺技术的提高, 近年来在化工、石油化学、航空、车辆、动力机械、电子和原子能等工业部门中得到了广泛的应用。该系统采用的是板翅式热交换器, 因其结构紧凑、体积小、换热效率高的优点, 被认为是最有发展前途的新型热交换设备之一。冷热空气被固体壁面隔开, 热量通过固体壁面进行传递。从发动机风扇端引入的冷空气和发动机压气机引入的热空气分别进入预冷器的冷热通道, 气体在预冷器中进行热交换。本文利用集总参数发建立预冷器动态模型, 分别以热边引气流量、温度、压力和冷边引气流量、温度为输入参数, 热边出口温度和压力为输出参数, 将预冷器分为几个模块, 并在各模块内进行参数集中, 最后由能量守恒和动量方程可以得, 预冷器数学模型如下所示:

式中T为温度, 下标w、h、c分别代表壁面、热路和冷路气流, i、e分别表示输入、输出, G为气体质量流量 (kg/s) , cp、cw分别为空气定压比热和壁面材料比热 (J/kg℃) , M为壁面质量 (kg) , α为对流换热系数, ρ为气流密度 (kg/m3) , △p为热边单程压降 (pa) , b为系数, l1为热流体的单程流道长度 (m) , l2为冷流体的单程流道长度 (m) , ln为共同边长度 (m) , q为指数, η为热交换器效率。 (1) 描述了壁面温度随时间的变化方程; (2) 描述了热边输出温度的变化方程; (3) 描述了冷边输出温度随时间的变化方程; (4) 描述了预冷器的压降方程; (5) 描述了预冷器的效率。预冷器数学模型用到的气体比热、空气导热及气体粘性系数[8]等计算公式如下所示:

式中ω为质量流速, Ac为最小流通面积, μ为气体粘性系数, de为当量直径, Re为雷诺数, Nμ为奴塞尔准数, λ为流体导热系数。

1.2 蝶形阀门数学模型

飞机引气系统中主要是蝶形阀, 其结构框架如图2所示。对于蝶形阀模型的建模, 将蝶形阀[8]看作一个最小可变的喷管且忽略通过气流温度的变话。所建阀门仿真模型的输入量与输出量关系如下式所示:

其中, cd为蝶形阀损失系数, θ为阀门开度。下标1、2对应阀门入口和出口。

1.3 温度传感器

温度传感器监控预冷器下游调节后的引气温度, 作为反馈控制输入给风扇控制阀门, 用于控制风扇阀门开度, 以便于调节预冷器输入端冷空气的流量。目前, 飞机引气系统上使用的温度传感器[9,10,11]是铂膜电阻温度传感器。对铂膜热电阻的瞬态温度平衡方程的小扰动方程进行无因次化可得:

取铂膜电阻值R的相对变化:

则铂膜温度传感器的传递函数为:

式中Κ0为比例系数。

对于飞机引气系统中的压力传感器的建立, 数学模型的建立与上相似。

1.4 压力调节阀 (PRV)

PRV是引气系统中重要的部件之一, 它主要限制活门下游压力在36至45 psi。当下游超温时, 阀门关闭, 减小热引气流量, 同时相对增加冷空气流量, 从而调节引气出口温度。本文通过对压力调节阀控制腔, 控制活门, 出口压力腔[12,13]等根据流量连续和力平衡方法, 建立起动态平衡方程, 在simulink中搭建出其数学模型如图3所示。

对于风扇活门数学模型的建立, 方法如上类似, 这里就不再赘述。

1.5 其他部件模型

除以上各种部件外, 还有高压引气阀, 过压阀 (OPV) 等, 对它们数学模型的建立, 可简单地根据手册中部件的工作原理, 用s函数编写其仿真模块[14]。飞机引气系统仿真模型如图4所示。

2 故障仿真

由于飞机发动机引气系统结构复杂, 大多数部件为敏感气路控制, 且发生率、重复率高, 排故时间长、难度大成为机务维护工作的一大难题。飞机故障汇编手册中数据显示, 引气系统故障[12]是夏季故障发生几率较高的系统之一, 其中引气低压是发动机引气系统中最常见故障。本文以压力调节活门故障、风扇阀门故障和传感器故障为例, 对引气系统进行故障仿真, 根据故障条件下各组件出口参数变化, 来分析引气低压故障发生原因。

2.1 压力调节活门故障仿真

压力调节活门是气动工作部件, 调节引气压力到36至45psi当出现下列5种情况之一时, 活门保护性自动关闭:引气超温、引气超压、吊架/机翼/机身引气管路漏气、APU引气活门未关、对应的发动机启动活门未关。压力调节活门与控制器之间由一条管道相连, 如果控制管路或接头发生漏气, 将会使控制压力减小或完全释放, 最终压力调节部件失效, 致使出口压力超过正常值, 下游的过压保护阀 (OPV) 会自动关闭以保护管路系统, 下面仿真调节阀故障发生故障, 下游出口压力超压, 导致过压阀关闭。压力调节阀角度扩大100倍, 仿真参数:热路:T:300℃, P:0～76.88 psi;冷路:T:15℃;仿真图如图5所示。

从仿真结果可以看出在压力调节活门发生故障前, 调节阀出口、预冷器、过压阀等部件的出口动态变化参数都在正常范围, 发生故障后, 调节阀出口压力过压后仍处在打开状态, 不能正常调节出口压力, 当出口压力超过过压阀的安全值85 psi时, 过压阀关闭, 预冷器出口压力减小, 导致引气低压故障, 这与故障手册上的结果一致。

2.2 风扇活门故障仿真

风扇空气活门的开关由温度控制恒温器 (TCT) 控制, 通过控制风扇活门, 调节进入预冷器的冷却空气流量, 使发动机引气温度保持在200±15℃。TCT的调节主要包括两个部分:温度感应和压力调节两部分。预冷器出口温度高于200℃时, 感温元件受热伸长量不同产生的位移差使得通气腔开放, 隔膜感受腔体压差变化带动阀门开, 预冷器出口空气进入风扇活门打开腔, 作动风扇空气活门打开, 预冷器冷却空气流量增加, 引气温度降低, 避免引气系统过热失效。预冷器出口设置一个温度传感器与引起监控计算机 (BMC) 相联, 用于显示故障警告和在超温情况下关闭压力调节阀。如果风扇活门卡死在开度很小的位置, 则会导致预冷器冷却空气流量很小, 这样会使预冷器的冷却效果降低, 导致预冷器下游空气温度升高, 当预冷器下游传感器感受到超温时, 就会向压力调节器传递过热信号, 压力调节器就会减小其活门开度, 开度减小就会导致引气系统低压故障。设置风扇活门发生卡死故障, 故障将导致热引气流量无法调节, 常见为引气输出压力降低。仿真参数:设置过热温度为230℃, 热路:T:300℃, P:0～76.88 psi;冷路:T:15℃;压力调节阀角度扩大100倍, 风扇阀门角度扩大1 000倍。仿真如图6所示。从仿真结果可以看出, 在其他部件都正常工作的前提下, 在预冷器温度未达到230℃前, 预冷器出口压力已稳定, 随着温度的持续上升, 由于风扇阀门卡死, 不能调节热引气温度, 当预冷器温度超过230℃时, 压力调节阀逐渐关小阀门, 导致预冷器输出压力降低。由仿真结果可知, 这与故障手册上的结果一致。

2.3 传感器故障仿真

在引气系统的整个控制过程中, 控制器通过接受各个温度传感器传来的信号, 进行处理, 发出控制信号。一旦传感器发生故障, 控制组件接受到的将是假信息, 输出的也是错误信号, 必然影响整个系统的正常工作。以风扇活门传感器故障为例进行仿真。当风扇活门热传感器发生故障, 将错误的预冷器出口温度当做超温信号反馈给控制组件, 压力调节阀通过温度控制恒温器与调节阀之间传感器气路的关联, 以纯气动方式控制压力调节阀的关闭。仿真参数:设置超温温度为250℃。热路:T300℃, P:0～76.88 psi;冷路:T:15℃;仿真如图7所示。

从仿真结果可以看出, 预冷器输出温度为200℃, 而温度传感器故障时感受的温度大约250℃, 引气温度超温导致压力调节阀活门关闭, 热引气流量减小, 冷气流量相对增大, 预冷器输出压力减小, 所以温度传感器发生故障时, 会导致引气低压故障, 由仿真结果可知, 这与故障手册上的结果一致。

3 结语

飞机引气系统结构复杂, 故障类型较多, 传统的定期维护和例行检查虽然降低了故障发生概率, 但这种方法在一定程度上满足不了企业的需求, 同时缺乏实时性。本文通过对引气系统的各部件工作原理进行了深入分析, 建立较准确的数学模型, 同时实现了对飞机引气系统经常出现的故障进行了仿真研究。结果表明:该模型的建立不仅具有重要的应用前景, 而且对于维修人员的培训, 同样具有重要的参考价值。

摘要：飞机引气系统结构复杂, 故障类型较多, 排故难度大。为深入分析飞机引气系统故障机理, 提高故障准确性, 根据动量方程、能量守恒和力平衡方程等方法建立高压阀、过压阀、压力调节阀、风扇阀门、预冷器以及引气系统整体的数学模型。采用simulink仿真, 得到压力调节阀、风扇阀门以及传感器等部件发生故障时的故障征兆及引气系统各部件参数的动态变化曲线, 并详细论述曲线变化过程。仿真结果与故障汇编手册中的结果一致, 表明该模型对引气系统故障诊断有重要参考价值。

引气系统 篇5

关键词：发动机引气,温度调节,压力调节,参数匹配

0概述

发动机引气通常从发动机的中压级或高压级压缩机引气, 经过引气压力和温度调节后, 通过高压导管供给用气系统, 用气系统一般考虑空调系统、机翼防冰系统、发动机起动系统、燃油箱惰化系统以及水箱增压系统等[1]。

发动机引气系统一般由中压单向活门、高压活门、压力调节关断活门、风扇空气活门、引气温度传感器、引气压力传感器、预冷器和高压导管及附件组成。典型发动机引气系统的组成原理图如图1所示。

1 发动机引气系统性能参数匹配方法

1.1 设计输入

1.1.1 流量需求

流量需求应考虑各用气系统的需求以及管路的泄漏量, 空调系统和机翼防冰系统一般为主要流量需求源, 流量需求应考虑以下内容:

(1) 空调系统:空调系统流量一般分为正常及失效工作状态下的流量需求, 流量的需求通常和高度有关;

(2) 机翼防冰系统:机翼防冰流量需求通常和高度有关;

(3) 燃油惰化及水箱增压的流量需求较小, 一般取最大流量作为输入;

(4) 泄漏量包括高压导管及部件[2], 一般取总流量的3%。

1.1.2 压力需求

压力需求应考虑各用气系统的需求, 包括空调系统、机翼防冰系统、燃油惰化及水箱增压系统, 不同用气系统的设计状态点不同, 因此气源系统设计时应考虑用气系统所有的设计状态。

1.1.3 部件和导管特性

部件和导管的特性包括流阻及温降, 用于系统性能计算分析。图2给出了典型气源系统供气原理图。

1.2 引气压力参数匹配

为了使下游用气系统满足功能及性能要求, 需将发动机引气调节至合适值。引气压力调节关断功能由压力调节关断活门实现。

引气压力参数匹配主要是确定引气压力调节值, 和下游用气系统的引气压力需求匹配, 如下:

(1) 定义不同的供气构型, 典型工况包括4种供气构型:2侧引气供2个空调包、2侧引气供2个空调包和2侧防冰、1侧引气供1个空调包和2侧防冰、1侧引气供1个空调包;

(2) 通过阻力特性公式计算出不同构型下压力调节关断活门到各用气系统接口处的压降;

(3) 根据各用气系统的压力需求及压降参数, 得出各种构型下压力需求值;

(4) 定义引气系统压力调节值, 为了降低引气压力调节值, 减少发动机油耗, 可根据不同供气构型采用不同引气调压值, 使引气压力调节值与下游用气系统压力需求匹配;

(5) 由于发动机在低功率状态下引气压力可能低于引气压力调节值, 导致压力调节关断活门全开, 需要校核这种工况下, 供气压力是否满足下游系统需求;

(6) 如引气压力不满足用气系统需求, 可协调增加发动机推力或降低用气系统压力需求的可能性, 最终达到压力匹配。

1.3 引气温度参数匹配

来自发动机引气的温度通常较高, 需要进行调节来供给空调系统和防冰系统。系统温度调节功能通过预冷器、风扇空气活门、引气温度传感器及控制器来实现。

发动机引气温度调节值应根据下游用户系统的需求或限制定义。考虑到引气导管通常在可燃液体泄漏区域, 引气温度不应超过可燃液体的燃点, 通常为232℃;通常由于空调包换热器材料的耐温特性[3], 通常为260℃。因此, 典型的发动机引气系统温度调节参数如下:

(1) 正常工作时, 引气温度不超过232℃;

(2) 失效模式下, 引气温度不超过260℃。

引气温度匹配是指根据发动机引气参数、预冷器特性以及风扇引气通道阻力特性, 计算发动机引气温度调节的能力, 可否满足温度调节值的要求。

典型民机预冷器及风扇引气通道部件包括风扇空气入口、风扇空气活门、预冷器冷边封头、预冷器及排气格栅。

引气温度匹配的计算流程如下:

(1) 定义计算输入, 发动机引气参数、风扇引气通道各部件特性、预冷器性能等;

(2) 计算出预冷器换热效率[4], 再依据预冷器换热特性计算出风扇引气流量需求;

(3) 依据风扇引气参数和风扇空气入口总压恢复系数, 计算风扇空气入口出口处的总压P1;

(4) 按照风扇空气活门全开的阻力特性, 计算出风扇空气活门出口处的总压P2;

(5) 依次计算出预冷器冷边封头总压P3、预冷器出口总压P4及排气格栅出口总压P5, 排气背压根据排气口的压力系数得出, 一般取负压区进行排气, 以减小排气阻力;

(6) 排气格栅出口总压P5与大气压力P0进行对比, 如果P5大于或等于P0, 则表明系统有能力把引气温度调节到目标值;如果P5小于P0, 则表明系统无法满足调温性能, 需协调重新设计优化引气系统或对不满足点进行限制等。

2 结论

本文通过对民机飞机发动机引气系统的引气压力和引气温度性能计算方法的研究, 得到了发动机引气系统参数匹配方法, 可用于民用飞机发动机引气系统的设计。

参考文献

[1]Engine Bleed Air Systems for Aircraft[Z].SAE ARP1796, 2007.

[2]High Temperature Pneumatic Duct Systems for Aircraft[Z].SAE ARP699, 1997.

[3]严家騄, 王永青.工程热力学[M].北京:高等教育出版社, 2006.

引气系统 篇6

关键词：GTCP 131-9B,APU,引气系统

0 引言

GTCP 131-9B型APU (辅助动力装置) 为飞机在地面及空中提供电源及气源。APU为飞机增压、空调系统及发动机启动提供气源, 为娱乐系统、灯光、指示等机载设备提供电源。APU故障分为电源故障, 引气故障, 漏油及高滑耗, 点火系统故障等等, 其中引气系统故障率最高, 对航班运行影响较大, 如引气系统无法工作, 则必须要依靠地面气源车才能启动发动机, 这极易造成航班延误。

1 工作原理

APU引气系统主要部件为: (1) 负载压气机; (2) 进口导向叶片; (3) 进口导向叶片作动器; (4) 引气活门; (5) 防喘活门; (6) 压力传感器 (PT、DP、P2) 。

APU引气系统工作原理简介如下:飞机所需气源从负载压缩机进入APU。进口导向叶片作动器从ECU端接收飞机所需气源量大小的指令, 利用伺服燃料作为动力, 控制进口导向叶片的打开角度, 从而控制APU进气量的大小。当APU转速达到95%之后, 接通APU引气开关, ECU将发送一个打开信号至APU引气活门, 使其作动并打开, 为飞机提供气源。APU引气活门是一个电控气动式活门。APU运行过程中对负载压缩机的防喘保护是通过APU防喘活门来实现的, ECU利用APU和飞机的各项运行参数, 计算出防喘活门的正确位置, 并通过力矩马达来控制防喘活门, 从而达到最佳的防喘效果。

P2传感器测量APU负载压气机的入口压力。PT传感器测量负载压气机的排放总压。DP传感器测量排放总压和扩散器处的静压。压差等于总压力减去静压力。三个压力传感器是为ECU提供压力参数, 进而准确控制APU的各部件。简要图示请见图1。

2 案例解析

APU引气故障为最为常见, 主要报告现象为APU无引气、引气压力低, 引气时有时无等。表1是国航重庆基地近三年故障统计表, 可以看出APU引气故障无论从发生次数还是所占比例都是逐年递增的。APU引气系统涉及部件较多, 一旦出故障需要具体分析, 下面我们将分析国航重庆基地曾发生的三起疑难引气故障, 希望在遇到类似故障现象时能给排故工程师提供参考。

案例一:2012年5月11日B-5202机机组反映APU引气压力低, 自检有代码49-52191 (IGV作动器与指令位置不一致) 。根据故障代码所指和以往排故经验判断为IGV作动器故障, 更换了IGV作动器后测试正常。但5月13日机组再次反映该故障, 更换了APU引气活门, 并再次更换IGV作动器, 测试APU引气压力依旧偏低, 这就让我们怀疑是什么原因造成了引气压力偏低, 是否因为IGV的开度不够, 造成进气量不足?检查APU状态监控, 此时发现本机的IGV开度与其他飞机对比明显偏低, 继续按手册要求拆开IGV连杆端, 检查其伸缩量并不能满足手册要求的1英寸 (25.4mm) (见图2) 。

故障总结及建议:IGV卡阻导致进气量不足, 使得引气压力偏低。因IGV不是航线可更换件, 更换APU后送修排除了该故障。此故障现象为APU引气低, 通常故障原因为IGV作动器卡阻, 或APU引气活门卡阻, 但该故障为IGV本体卡阻, 原因较隐蔽, 这为今后的排故提供了新的思路。

案例二:2012年12月3日B-5220机机组反映APU无引气, 但供电正常, 自检无故障代码。这种无代码的故障比较棘手, 首先将ECU与其他飞机对串, 地面测试故障依旧。进而检查APU状态监控发现IGV角度无变化, 更换了IGV作动器后测试故障依旧。这让我们再次回到原点, 因为引气部件较多, 不能再盲目更换件, 还是从APU状态监控入手。再次监控从APU启动到接通电源这一过程的参数变化, 最终发现DP SENSOR参数自始至终都无变化。更换DP SENSOR后, 引气正常, 排除该故障。

故障总结及建议:APU引气压力低可能为引气活门, 防喘活门或IGV作动器卡阻导致, 但无引气则传感器故障可能性更大, 如有故障代码则按手册完成排故, 如无故障代码则可先观察APU状态监控, 根据参数变化来判断故障件。

案例三:2013年7月28日B-5325机机组反映APU运行时突然无引气, 多次操作引气电门后引气正常, 自检无故障代码。当日更换APU引气单向活门, 此后该故障多次反映, 现象均为APU运行时突然无法引气, 先后更换了IGV作动器及压差传感器, 引气活门、防喘活门, 控制面板, 均无效。后经多次量线检查终于发现为压差传感器端头导线内部断裂, 使得该压差传感器信号时断时续, 从而造成该故障。

故障总结及建议:线路故障因接触时好时坏, 故障现象不能在地面重现而干扰工程师排故思路, 现随着机队机龄的增加线路故障也有增多的趋势, 故今后排故特别针对此类时隐时现的故障, 应加强线路检查。

3 总结

APU在飞机运行中起着重要的作用, 在电气源不能保障的航站如APU故障会造成长时间延误。在处理此类故障时应当从维护手册中找出其工作原理, 认真分析其可能发生故障的部件。特别是线路问题造成的故障现象时有时无, 这给排故工程师的排故思路带来了较大干扰, 需要仔细研究线路图册通过量线来判断部件及线路是否存在问题, 为以后的排故积累更多的经验。

参考文献

[1]The Boeing Company.B737-600/700/800/900 Aircraft Maintenance Mannual[Z].Illinois:The Boeing Company.2014.

[2]The Boeing Company.B737-600/700/800/900 System Schematic Mannual[Z].Illinois:The Boeing Company.2014.

引气系统 篇7

飞机发动机引气系统的故障, 由于其发生率高、重复率高、排除时间长、难度大成为长期以来困扰机务维护工作的一大难题。

排除引气系统故障, 主要是根据机组的故障描述或者通过试车检查出来的故障现象来更换相关的部件。采用这种排故方法有时更换一个件就能解决问题。但如果故障不是由某个部件引起, 就会发生频繁换件的情况。

1 系统基本原理

B737NG飞机发动机气源系统在发动机低转速时由高压压气机9级引气, 这时依靠高压级调节器和高压级活门控制引气压力;在高转速时由高压压气机5级引气, 这时高压活门关闭并且5级单向活门打开, 由引气调节器 (BAR) 和压力调节和关断活门 (PRSOV) 控制引气压力。在引气调节器内有一个过压电门 (220PSI作动) , 490°F过热电门在压力调节和关断活门出口。当系统出现超温超压时, 空调附件组件 (ACAU) 内的过热继电器接通, 控制引气调节器内电磁活门关闭, 使压力调节和关断活门由弹簧力关闭。同时, 主警告灯亮, 驾驶舱头顶板 (P5板) 上的引气跳开 (BLEED TRIP OFF) 灯亮。同时TRIP/RESET电路预位。当超温超压消失时, 按压TRIP/RESET电门复位, PRSOV打开继续工作。

预冷器系统的作用是在引气进入气源总管前, 通过预冷器控制活门控制通往预冷器的冷却空气量从而控制引气温度。这个系统是自动控制的。预冷器控制活门靠390°F温度传感器和大翼热防冰电磁活门的信号控制活门开度。

2 常见故障现象

2.1 引气跳开

1) 地面引气接不通或空中引气突然跳开, 且无任何信号指示, 引气压力降为“零”。

2) 空中引气断开, 且BLEED TRIP OFF灯亮。

2.2 引气压力低

1) 慢车时引气压力低;

2) 大功率时引气压力低;

3) 慢车与大功率时引气压力都低;

4) 地面正常, 但在空中大功率时引气压力低。

3 排故思路

判断是哪一台发动机的故障, 先把隔离活门关闭, 看哪一边的压力不正常, 然后进行具体分析。

3.1 只在慢车时引气压力低。

对于引气跳开故障:1) 地面引气接不通或空中引气突然断开且无任何信号指示, 引气压力降为“零”。这种情况经过分析可以判断是该发动机无引气。故障可能的原因一般来说是PRSOV未打开, 或BAR电磁活门未打开。这种现象可能是BAR电磁活门故障、PRSOV卡阻或ACAU故障, 或者是面板或电路故障, 电信号没能正确地传递。2) 空中引气断开, 且BLEED TRIP OFF灯亮。这种现象是由过热或超压引起。首先我们应判断过热或超压是真实的还是信号问题。如果是真实过热, 当温度降低后, 按压TRIP RESET电门可复位。如果温度压力降低后还是不可复位, 那么一定是电路的原因, 这样一般考虑ACAU、490°F过热电门及BAR过压电门, 另外过热过压电门线路短路也会造成BLEED TRIP OFF灯亮。如果按压TRIP RESET电门可复位, 复位后进行试车, 看什么时候BLEED TRIP OFF灯再亮, 如果在慢车情况下或立即出现, 一般也是由ACAU、490°F过热电门及BAR过压电门这三个部件引起的, 可能性最大的是490°F过热电门和BAR过压电门, 因为他们可能失效在低温度/压力值位置。如果在发动机高压级引气向低压级转换时出现应考虑是不是高压活门卡死在开位, 没有退出工作。如果在大功率情况下或很长时间才出现, 那么一般是由预冷器系统故障引起。这种情况可能是由于390°F电门故障、预冷器控制活门卡在关位或活门作动器故障, 再或者就是由预冷器脏引起。

对于引气压力低故障:首先应判断是不是指示问题, 检查压力表和压力传感器, 如果把隔离活门打开, 两边指示不一样, 那么一定是压力表和压力传感器的故障。如果排除这种可能, 再判断系统部件故障。判断系统故障之前, 应先时为了理清排故思维让我们先来熟悉一下飞机发动机引气系统工作过程。

当发动机起动好后, 高压压气机9级引气口的压力通过高压调节器打开高压活门, 高压活门内有一个平衡作动器, 限制压力最大33PSI。这时高压空气充满级间管道, 一部分到引气调节器电磁活门处等待, 当驾驶舱P5板上的引气电门接通后, 电通过空调附件组件到BAR电磁活门, 打开电磁活门, 使压力调节和关断活门打开, 这时气源压力由高压活门控制;当继续推油门使5级引气压力高于高压活门的最大调节压力 (33PSI) 时, 5级单向活门受力打开, 这时高压活门关闭, PRSOV调节气源压力, PRSOV调节限制引气压力在最大45PSI。

对于引气跳开故障:空中引气断开, 且BLEED TRIP OFF灯亮。这种现象是由过热或超压引起。首先我们应判断过热或超压是真实的还是信号问题。如果是真实过热, 当温度降低后, 按压TRIP RESET电门可复位。如果温度压力降低后还是不可复位, 那么一定是电路上的原因, 这样一般考虑ACAU、490°F过热电门及BAR过压电门另外过热过压电门线路短路也会造成BLEED TRIP OFF灯亮。如果按压TRIP RESET电门可复位, 复位后进行试车, 看什么时候BLEED TRIP OFF灯再亮, 如果在慢车情况下或立即出现, 一般也是由ACAU、490°F过热电门及BAR过压电门这三个部件引起的, 可能性最大的是490°F过热电门和BAR过压电门, 因为他们可能失效在低温度/压力值位置。如果在发动机高压级引气向低压级转换时出现应考虑是不是高压活门卡死在开位, 没有退出工作。如果在大功率情况下或很长时间才出现, 那么一般是由预冷器系统故障引起。这种情况可能是由于390°F电门故障、预冷器控制活门卡在关位或活门作动器故障, 再或者就是由预冷器脏引起。

对于引气压力低故障:首先应判断是不是指示问题, 检查压力表和压力传感器, 如果把隔离活门打开, 两边指示不一样, 那么一定是压力表和压力传感器的故障。如果排除这种可能, 再判断系统部件故障。判断系统故障之前, 应先压力低只能是高压活门或高压调节器故障。出现此故障时, 应先检查活门是否有卡阻。另外, PRSOV卡阻, 开度很小也会使引气压力低。

3.2 只在大功率时引气压力低

由于大功率时由PRSOV调节压力, 也就是说PRSOV开度不够, 使引气压力低。控制PRSOV的是BAR和450°F电门, 因此, BAR和450°F电门故障是第一可能, PRSOV本身故障也会引气压力低。

3.3 慢车与大功率时引气压力都低

首先, PRSOV卡阻会出现这种现象;其次就是预冷器系统故障。390°F电门故障, 会使预冷器控制活门无法关闭, 一直对引气源冷却, 以至使预冷器出口温度太低, 压力也太低。预冷器控制活门本身故障也会使预冷器出口温度太低, 压力也太低。

3.4 地面正常, 但在空中大功率时引气压力低

一般来说是预冷器系统故障。因为在地面或低功率状态下, 由于系统对冷却散热要求并不高, 故障不易出现。但只要地面试车持续时间稍长引气压力就会突然降低。从实践上看, PRSOV的控制气路漏气, 常常也会导致引气系统不能进行正常工作, 因此, 地面检查控制气管是否漏气是很有必要的。

4 维护建议

为解决气源系统排故难的问题, 在基于以上排故思路分析的基础上再合理利用飞机维护手册中的气源系统功能测试, 就可以快速锁定故障。

气源系统功能测试工作前准备:确认发动机起动手柄在CUTOFF位, 并挂上DO NOT OPERATE警示牌;气源系统释压;打开反推包皮。所需设备:C36001-1、氮气瓶、反光镜和肥皂水。参考:AMM36-11-00 AMM36-12-00

合理使用气源系统功能测试法有三大优点, 对提高引气系统排故效率很有好处。

1) 排故彻底。使用测试法一般都能找出具体的故障点, 相对于盲目换件的方法来说, 可以做到目标明确, 有的放矢。

2) 效率提高, 虽然测试法从准备工具到测试的具体步骤看起来要比直接换件麻烦一些, 但因能直接找到故障件, 所以效率更高。

3) 节约成本。多使用测试法排故一般只需一次试车, 即节省了燃油, 又减少了发动机热循环。

引气系统 篇8

1 B737飞机引气系统典型故障分析

结合相关技术人员对飞机的日常维护问题记录, 发现此种型号飞机的引气系统一般会出现如下几个方面的故障:引气无法关闭;引气压力过高或者过低;左右引气压力不一致;引气路开灯亮。对相关故障进行分析研究之后发现, 相关故障产生的原因分析如下。

1.1 发动机关车后风扇叶片不停转

在某次飞行完成之后, 机组人员发现飞机右侧发动机关车后, 风扇叶片仍然不停运转, 经过简单分析, 该现象引起的原因可能是隔离活门打开后, 辅助动力装置内产生的引气在没有完全关闭的压力调节阀、关断活门 (PROSV) 和第5级活门 (或者第9级活门) 之间的发动机涵道内反流, 将压气机叶片吹动, 导致风扇叶片不停运转。根据相关部件的构造分析, 第5级活门不可能产生故障。因此相关故障范围确定在辅助动力装置的压力调节阀、关断活门或者是第9级活门处。

1.2 发动机引气故障

引气压力问题主要表现在发动机方面, 当发动机的转速在一半以下时, 由于受到飞机当时所处海拔、外部环境温度以及油门状态影响, 转速在稍微变动状态下, 飞机的引气由第九级活门完成引起操作, 当发动机转速在一半以上时, 引气工作由第五级完成。发动机引气出现故障一般就是上述两个活门出现故障引起的。

1.3 发动机引气跳开

发动机引气跳开导致的故障现象是引气无法接通或者是引气在无任何异常且没有相关指示信号的情况下突然断开, 导致引气压力降为零。这种故障现象一般是判断活门没有打开或者是引气调节器的活门装置未打开。

2 相关故障的解决方法探讨

2.1 发动机关车后风扇叶片不停转故障原因分析及解决

对于此类问题, 首先应将辅助动力装置的引气活门和隔离活门打开, 然后对右发动机的进行检查, 如果发动机有明显的气流声, 则检查右发动机的关断活门和第九级活门是否完全关死, 如果没有完全关死, 人工扳动活门, 活门也不能正常工作, 则更换两个活门即可。

2.2 发动机引气故障原因分析及解决

若发动机处于引起压力偏低状态, 按照从简单到困难的原则, 首先应检查压力传感器与压力表, 当隔离活门处于打开状态时两者指示存在差异, 则判断为两者其一故障;若指示值相同则将故障查询方向向系统或是飞机其它部件转移。若转速较低是压力同样较低, 按照以往经验来看, 损坏部件通常会使调节器 (高压级) 或是引气活门 (高压级) 发生故障, 另外, 引气压力低也可能是由PRSOV卡阻造成的。若转速较高但压力偏低, 可能是恒温器或是引气调节器出现故障。

当机组发出引气压力低的报告之后 (以左发为例) , 相关维修人员在检查时若发现左发引气系统引气信号管没有出现渗漏情况, 则可将故障认定为左发PRSOV, 可将其更换。之后检查左发预冷控制器, 若发现其控制橡胶套上的螺钉出现故障, 则需将左发预冷器控制活门更换, 再通过试车检查了解引气压力状态, 按照试车结果可判断为恒温器问题, 更换之后再实施试车检查。实际操作中, 检查时发现引气压力在大功率状态或慢车状态时仍旧偏低, 说明故障并未完全消除。在将左发PRSOV调节器更换之后, 故障仍存在, 则将调节器更换;再次试车慢车状态以及大功率仍旧出现引气压低现象, 继续将左发高压调节器更换。在慢车时地面试车检查引气压力检测结果为20PSI, 双发发动机在70%状态下引气压力为40PSI, 在92%时引气压力均在AMM (维修手册) 允许范围中, 因此故障产生原因可认定为高压调节器出现故障。

2.3 发动机引气跳开故障原因分析及解决

发动机引气跳开故障可分为空中和地面亮点考虑。如果是空中引气跳开, 而且引气跳开灯全亮, 这种原因是超温或者超压。是超温引起的, 则只需等温度降低之后, 按压复位电门按钮, 使电门复位即可解决问题。若是地面运行时, 发动机引气跳开, 则相关故障原因可能是超温电门故障或者是预冷器活门故障, 这种故障发生时, 只需对相关部件进行更换并试运行即可解决。

3 结束语

由于飞机引起系统的构成部件种类以及数量较多, 因此在故障判断上应力求准确, 在实际操作中按照从简单到困难的原则, 首先将可能出现的外部简单因素排除, 例如传感器或是线路, 之后查看控制管路是否存在渗漏的可能性, 渗漏可能导致控制活门运行异常。总之, 准确合理的将故障找出有利于节约检查时间以及航材成本, 保障飞机飞行的安全性与稳定性, 让其利用率得以提升, 为其安全长远发展提供坚实保障。

参考文献

[1]唐浩铭.B737-NG飞机引气系统断开故障分析[J].中国民航飞行学院学报, 2012 (01) :37-40.

APU引气压力低或无引气故障 篇9

(1) APU引气系统的主要部件包括:APU ECU、负载压气机、进气导流叶片 (IGV) 、进气导流叶片作动筒 (IGVA) 、引气活门 (BAV) 、压力传感器 (PT, DP, P2) 、防喘控制活门 (SCV) 。引气系统所有的部件, 除了负载压气机和进气导流叶片外, 都是航线可更换件。

(2) APU ECU送信号给IGV作动筒控制IGV位置 (IGV角度的变化控制供气量。当APU引气开关关闭, ECU将IGV置于15位置) 。当APU引气开关位于ON位, APU转速大于95%, ECU送信号去打开引气活门BAV。ECU送信号给SCV以确保足够的空气流过负载压气机, 防止喘振。防喘控制活门从负载压气机释放空气。SCV确保流过负载压气机的空气流量最小。这防止压气机喘振。如果发生喘振, SCV打开, 帮助负载压气机退出喘振 (ECU使用PT和DP计算负载压气机空气流量, ECU根据负载压气机空气流量, 进气温度和IGV位置去操纵防喘控制活门) 。有三个压力传感器测量负载压气机压力并将压力信号转变为电子信号, 电子信号被送到ECU, 从而得到精确的控制。负载压气机给飞机气动系统供应压缩空气。进气导流叶片控制到负载压气机的空气量。进气导流叶片作动筒控制进气导流叶片位置。进气导流叶片作动筒接收ECU命令, 使用高压燃油进行操纵。

(3) ECU接收飞机系统的输入信号, 从四种引气方式中选择, 这些引气方式是:无引气、管路增压、主发动机起动、空调系统 (ACS)

①无引气方式:当ECU使IGV关闭在15度, APU引气活门也关闭, 气动系统没有需求, 此时处于无引气方式。

②管路增压方式:当APU引气活门打开且气动系统没有需求时ECU选择管路增压方式;IGV打开使负载压气机给空气管路增压。

③主发动机起动方式:在主发动机起动方式中, ECU打开IGVs去满足空气流量需求的增加。这种方式优先于所有其他方式。

④空调系统 (ACS) 方式:在每一种ACS方式中, ECU根据需要打开IGV, 供气给空调系统。

2 排故分析

APU供气系统原理:根据该系统工作原理图 (下图) 可以看出, 此控制系统, 主要是以APU ECU为控制中心, 接受多个信号, 用来控制IGV作动筒, 最终来控制APU提供引气量的多少。737NG飞机出现APU引气压力低或无引气故障后, 要重点查看有故障代码 (通常会有49-52191或49-52190) , 然后可以根据相应的FIM手册进行排故, 通过查询此手册可以看出, 此故障主要是由IGV作动筒以及相关连接部件、传感器、APU ECU等导致出现该故障。在地面启动发动机时, 主要是将两个空调组件活门关闭, APU引气主要用来供给发动机用来启动, 但是, 如果组件活门没能完全关闭, 将造成引气压力低, 发动机启动慢故障现象的发生。另外, APU引气活门也是一个考虑的重要点, 此活门工作不稳也会造成一些相类似的故障。

APU引气系统的主要负载:通过对该故障历来的排故过程来看, 出现此故障后, 也并非只有APU供气系统故障才会出现此问题, 那就是另外一种故障点了, 即, 使用APU引气的负载所致, 主要是牵涉到空调系统了, 是否与空调系统有关, 可以通过结合译码数据查看, 以便于确认。如果是与空调系统有关, 主要是由于空调组件活门未能完全关闭所致, 通常情况下在更换空调活门组件或空调面板后, 可以排除此故障, 所以, 再出现此类故障时, 要注意通过译码查看空调系统工作的是否正常。如果是活门故障, 通常情况下, 在非发动机启动状态时, 引气压力就会出现不稳现象。

3 结语

(1) 通过APU自检查看具体故障代码, 得到相关的故障后 (故障代码为“49+五位数字”的形式, 如49-52194) , 依据该故障代码到故障隔离手册 (FIM手册) “Maintenance Message Index”中查询具体的排故依据, 并根据给定的排故依据进行排故。另外, 如果无任何故障代码, 则根据故障现象到故障隔离手册 (FIM手册) “Fault Code Index”中查询具体的排故依据, 根据给定的排故依据进行排故。

(2) 针对该故障有个特殊的地方, 在启动发动机时, 需要关闭空调组件活门以保证足够的压力启动发动机, 如果组件活门关闭不严或无法关闭, 将导致引气压力低, 最终导致发动机无法正常启动。如果在启动发动机时出现引气压力低的状况, 需要向公司译码处索要空调系统的译码, 查看空调系统空调组件活门在出现故障时的的工作状况, 确认其能够指令性正常打开和关闭 (到位) , 如有异常, 应对空调组件活门进行隔离。 (因飞机构型差异, 有些公司没有该译码) 。另外, 根据排故经验, 偶尔也会出现因一侧PRSOV关闭不严, 导致在启动另一侧发动机无法启动, 表现出来的现象就是启动发动机时, 引气压力低。

(3) 航前或过站出现该故障时, 可以利用气源车进行启动, 按照MEL49-7进行放行, 如果APU引气活门失效在非关闭位, 则可以按照MEL49-1进行放行。航后进行相关的排故工作。如果其它程序需要使用APU, 则不得放行飞机, 停场排故。

(4) 如果因APU供气问题导致APU自动关车, 在故障没有排除的情况下, 不允许再次起动APU;否则可能会导致APU富油喷火或APU火警等严重后果。

摘要：APU作为航空器上重要的气源和电源, 主要供给飞机进行客舱增压及空调、飞机发动机的启动, 如果APU出现故障, 将导致电源或 (和) 气源无法供给, 必须使用地面设备进行替代。如果在地面突然出现故障时, 将对飞行准备及客舱舒服造成严重影响, 极易导致航班延误。APU可以在地面给航空器供电供气, 也可以在飞行中进行供电或 (和) 供气。由此可见, 飞机上发动机的启动主要是由APU来提供引气和电源使其正常启动, 其中因APU引气压力低或无引气是导致发动机启动慢或无法启动的主要原因, 下面以737NG为例对该系统进行分析, 以供参考。

关键词：APU,引气压力低,无引气,组件活门,故障

参考文献

[1]波音B737-NG飞机维护手册[M].美国:波音飞机公司, 2011:AMM49-50-00.

[2]波音B737-NG飞机系统原理图手册[M].美国:波音飞机公司, 2011:SSM49-52-31.