淺析B737NG發動機引氣系統健康檢

謝怡仁

（東方航空技術有限公司虹橋維修基地，上海 200335）

淺析B737NG發動機引氣系統健康檢

謝怡仁

（東方航空技術有限公司虹橋維修基地，上海 200335）

摘要：本文以一個737NG的引氣系統故障為起源，結合《發動機引氣系統健康檢》工作內容，分析其中不足，并探討了相應解決方法。

737NG；引氣；健康檢；壓力高

0.引言

波音（Boeing）737NG系列飛機已是現今全球最暢銷的客機之一，但其發動機引氣系統因設計問題，自投入運行以來，導致的不正常航班千次率一直居世界機隊TOP 10的前列，雖然部件制造商霍尼韋爾（Honeywell）在持續改進中，但部件可靠性尚無顯著改善。因此提前發現故障部件，減少對航班正常率的影響變得至關重要。許多公司都引入了AHM系統（飛機健康管理系統），用于提前發現發動機引氣系統故障，然而說到如何具體判斷某一部件故障，還需要使用波音公司發布的《發動機引氣系統健康檢》來完成。其內容一線機務已能熟練使用。然而近期在應用過程中發現原本被認為是“全能”的健康檢出現了盲點——有未能檢測的領域。接下來讓我們根據AMM 36-11-00-700-801《Engine Bleed Air System Health Check》（R60） 并結合相關原理進行分析。

1.故障現象

某737NG執行發動機引氣健康檢，雙發各項檢測均全部通過，在隨后的發動機試車過程中發現：至N1約45%時，右發動機引氣壓力恒定在33psi（正常值：26～38 psi），但隨著推力的繼續上升（N1約50%～60%），誘發引氣壓力未出現引氣轉換現象，引氣壓力直線上升，直至爆表（指示停在80psi），BLEED TRIP OFF燈未亮。由于未出現引氣轉換，于是試車人員未進一步加大油門，維持當前推力觀察（N1約70%），約30秒后才回落，壓力輸出維持在48psi左右（正常值：34～50 psi）。恢復正常值后，繼續增加推力，壓力輸出始終維持在48psi左右，BLEED TRIP OFF未亮。對于此，維修人員十分困惑，懷疑是否健康檢未做到位，于是再次執行健康檢，但仍全部通過，再次試車，故障依舊。測試全部通過，引氣系統應該沒有故障，為何會出現如此現象？

2.原理

引氣轉換現象是一個瞬時現象，指：隨著推力的上升（N1約50%～60%），駕駛艙內壓力指示先上升到60psi后驟降，之后隨推力逐步上升穩定在42±8psi。是由于壓力傳感器安裝位置（位于PRSOV下游）以及PRSOV調壓延遲造成。發動機啟動后，先開始使用壓氣機9級引氣，由高壓級活門（HSV）不斷調整開度，維持最大32±6psi的輸出壓力，當發動機轉速繼續增加，5級引氣口的壓力超過32±6psi后，使5級單向活門打開，開始由5級引氣口供氣，并使HSV關閉。這時HSV停止輸出，因此其調壓角色中止，由壓力調節和關斷活門（PRSOV）接手。PRSOV的調壓設計是將進口壓力降低到規定值，最大能將143至153psi的壓力調節成42±8psi，但當上游壓力小于42psi時，PRSOV會處于全開位，讓氣流直接通過。在9級引氣供壓時，HSV調定其輸出壓力為32±6psi，因此PRSOV處于全開狀態，此時壓力顯示值為HSV出口的壓力：32±6psi。在轉換為5級引氣供氣后，開始時，5級引氣壓力同樣不超過42psi，因此PRSOV繼續處于全開狀態，此時壓力顯示值為5級出口壓力。隨著推力的增加，引氣壓力會有一個上升的過程。 隨著5級引氣的壓力進一步增加，超過42psi時，PRSOV開始調壓，PRSOV的調壓是依靠感壓管反饋下游壓力至其關閉腔，與彈簧配合共同對抗打開腔的壓力（壓力來自引氣調節器（BAR）），使活門開度變小。由于感壓管較細且傳輸距離較長，故需要一定的響應延遲，此時，壓力值繼續上升。約上升至60psi時，PRSOV調壓機制發揮作用，PRSOV開度變小，外加此時下游壓力已經偏大，PRSOV關得比較猛，會出現一個驟降現象。最后隨著壓力的穩步上升，PRSOV的開度也慢慢調整，穩定在42±8psi，壓力顯示值為42±8psi。

3.故障分析

再讓我們看一下引氣健康檢涉及哪些測試？ （以下工作步驟請參考AMM 36-11-00-700-801《Engine Bleed Air System Health Check》Rev 60）

G.的（1）：測試了PRSOV是否卡阻。

G.的（5）：測試了BAR對輸出壓力的控制能力；PRSOV打開腔是否漏氣；450°F傳感器及打開腔端感壓管是否有故障。

H的（1）：測試了預冷器控制活門（PCCV）是否卡阻。

H的（3）：測試了PCCV關閉的最小壓力值；測試PCCV和感壓管是否漏氣 。

H的（4）：測試了PCCV內部壓力控制機制。

H的（5）：用放氣活門模擬390°傳感器放氣，檢查了PCCV的開度變化。

I的（1）：測試了HSV是否卡阻。

I的（4）：測試了高壓級調節器（HSR）對輸出壓力的控制能力以及HSV打開腔是否漏氣。

I的（5）： 測試了HSR的反流隔膜是否良好。

從兩次健康檢測試全部通過可以得知：PRSOV和HSV無卡阻；BAR和HSR的輸出壓力都在正常范圍內， PRSOV和HSV的打開腔沒有漏氣現象。

在排除顯示故障的情況下，能造成此次引氣壓力直線爆表，轉換延遲發生的主要原因是PRSOV調壓緩慢。如前所述，PRSOV的調壓是利用其打開腔和關閉腔之間的相互對抗來不斷調整開度，維持42±8psi的輸出壓力。在打開腔輸入壓力、打開腔體及活門機構狀態都正常的情況下，調節的緩慢應該是由關閉腔的壓力過小引起的。而對于關閉腔的檢查，《發動機引氣系統健康檢》并未覆蓋。這便解釋了為何測試全部通過而故障依舊。事實也的確如此，當日在更換PRSOV后，故障現象消失。

結語

能引起PRSOV關閉腔壓力過小的原因有很多，例如關閉腔漏氣，感壓管接頭漏氣，感壓管堵塞等，如何讓此類故障更容易被發現呢？筆者認為，需在健康檢中增加試車檢查引氣轉換步驟和使用APU引氣反向供氣，檢查PRSOV和HSV下游感壓系統及管路是否有漏氣現象的工作程序。這樣就能將維修人員倚重的發動機引氣系統健康檢變得更加完美，使故障在地面被發現，讓飛行變得更安全。

[1]王彤，楊亮. B737NG發動機引氣系統在翼健康測試儀的研制[A]. 第五屆全球華人航空科技研討會論文集[C].2011.

[2] Boeing Company.Engine Bleed Air System Health Check. Aircraft Maintenance Manual（Rev 60）.

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