A320空調(diào)組件溫度調(diào)節(jié)故障分析

練慧翔

摘 要：飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的基本作用是使飛機(jī)的客艙和電子艙在飛行過(guò)程中具有良好的環(huán)境，與飛機(jī)在飛行過(guò)程中人員的正常工作以及設(shè)備的正常工作有著直接關(guān)系。但是A320飛機(jī)的空調(diào)系統(tǒng)故障率卻穩(wěn)居各大系統(tǒng)故障率前列，這與空調(diào)系統(tǒng)遍布飛機(jī)駕駛艙、客艙、貨艙和電子設(shè)備艙，管路、部件、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)繁多，以及部件可靠性不高等有直接關(guān)系。本文簡(jiǎn)單介紹A320飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)PACK的組成和其工作原理，并分析了空調(diào)組件溫度調(diào)節(jié)故障的原因和排除方法。

關(guān)鍵詞：空客A320；空調(diào)系統(tǒng)；溫度調(diào)節(jié)

一、空調(diào)組件組成及工作原理

A320系列飛機(jī)裝有兩套空調(diào)組件。空調(diào)組件的作用是將氣源系統(tǒng)提供的高壓、高溫引氣轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏亍⒌蛪簹庠矗⑻峁┙o座艙。

（一）空調(diào)組件的組成

空調(diào)組件由流量控制活門、熱交換器、空氣循環(huán)機(jī)、冷凝器、再加熱器、旁通活門、防冰活門、水分離器以及多個(gè)傳感器和CPC計(jì)算機(jī)組成。

（二）空調(diào)組件的工作原理

從飛機(jī)引氣系統(tǒng)出來(lái)的熱空氣，先經(jīng)過(guò)流量控制活門進(jìn)入空調(diào)組件，再依次經(jīng)過(guò)初級(jí)熱交換器、ACM的壓氣機(jī)部分、主熱交換器、再加熱器、冷凝器、水分離器、再加熱器、ACM的渦輪部分、冷凝器等。通過(guò)一系列的熱交換和壓縮膨脹做功將原先進(jìn)入組件前的高溫、高壓熱空氣轉(zhuǎn)變?yōu)闇囟容^低、壓力略大于座艙壓力氣源，提供給客艙進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。

1、流量控制

流量控制活門（FCV）安裝在整個(gè)PACK組件的上游，為電控氣動(dòng)的蝶型活門，它受組件控制器的控制，調(diào)節(jié)通過(guò)空調(diào)組件的熱空氣流量和壓力。在FCV的下游安裝了一個(gè)壓力傳感器，該傳感器探測(cè)通過(guò)FCV的熱空氣的壓力，并將一個(gè)電信號(hào)傳送給組件控制器，組件控制器依據(jù)流體質(zhì)量守恒（連續(xù)性方程）和能量守恒（伯努利方程）計(jì)算出流過(guò)FCV的熱空氣流量。

2、空氣冷卻

進(jìn)入空調(diào)組件的熱空氣通過(guò)一系列的熱交換和壓縮膨脹做功，最終變?yōu)榈蜏乜諝狻３跫?jí)熱交換器和主熱交換器主要提供熱空氣的熱交換，ACM則提供熱空氣的膨脹做功，同時(shí)把這些動(dòng)能通過(guò)風(fēng)扇帶動(dòng)空氣流動(dòng)，促進(jìn)冷卻效率。

3、溫度控制

空調(diào)組件的溫度控制可分為兩級(jí)，第一級(jí)通過(guò)控制沖壓空氣進(jìn)口門的開度來(lái)控制壓氣機(jī)出口溫度在0-5度，第二級(jí)通過(guò)控制旁通活門、防冰活門的開度調(diào)節(jié)組件的出口溫度在18度左右。

二、空調(diào)組件溫度調(diào)節(jié)故障分析與排除

空調(diào)組件作為空調(diào)系統(tǒng)的核心，其工作的正常與否關(guān)系到空調(diào)系統(tǒng)能否正常運(yùn)行。如果出現(xiàn)單組件故障，飛機(jī)將限制高度飛行，而在空中如果出現(xiàn)雙組件均不能正常工作的話，飛機(jī)則要緊急下降高度。因此，作為機(jī)務(wù)維護(hù)人員，對(duì)組件故障的及時(shí)排除就顯得尤為重要。

（一）故障的分類

組件溫度調(diào)節(jié)故障根據(jù)位置不同可分為壓氣機(jī)溫度調(diào)節(jié)故障和P組件出口溫度調(diào)節(jié)故障。而根據(jù)超溫的真實(shí)與否，又有真假超溫故障之分。由于由線路、傳感器或計(jì)算機(jī)故障所引起的假信號(hào)、假超溫情況在日常維護(hù)中較少出現(xiàn)，一般更換組件控制器或傳感器就可以排除。主要探討的是壓氣機(jī)超溫故障和組件出口超溫故障。

（二）故障的分析

1、壓氣機(jī)出口超溫故障

該故障是空調(diào)系統(tǒng)中最常見(jiàn)的故障，當(dāng)壓氣機(jī)出口溫度超過(guò)230℃四次，或壓氣機(jī)溫度超過(guò)260℃，此故障被激發(fā)，顯示在電子中央監(jiān)控器（ECAM）上。此故障的原因可能是空調(diào)組件中熱交換器、ACM的性能下降，也可能是FCV的開度過(guò)大，或者是沖壓進(jìn)出口門的開度小等原因引起。為了準(zhǔn)確判斷故障的原因，應(yīng)該充分了解故障的情況。中央故障顯示系統(tǒng)（CFDS），會(huì)在每次超溫故障發(fā)生之后記錄故障信息。飛機(jī)綜合數(shù)據(jù)系統(tǒng)（AIDS）可以看到實(shí)時(shí)的FCV的流量，各個(gè)溫度傳感器所獲得的溫度，旁通活門的開度，沖壓空氣進(jìn)出口門的開度等很多重要信息。在有些情況下，當(dāng)PACK超溫時(shí)，CFDS上會(huì)有相應(yīng)的故障信息。這時(shí)，在確認(rèn)故障后，可以根據(jù)CFDS上的信息，更換相應(yīng)的進(jìn)口、出口作動(dòng)筒或ACM。但還有很多情況下，CFDS上沒(méi)有提供故障信息，這就需要根據(jù)ECS報(bào)告中的數(shù)據(jù)來(lái)分析故障。空調(diào)組件在設(shè)計(jì)時(shí)，已經(jīng)考慮到超溫情況的存在，在超溫前（接近上限溫度前），提供了多種防止超溫的措施。

因此，在檢查ECS報(bào)告數(shù)據(jù)時(shí)，要著重檢查進(jìn)出口門的開度（有沒(méi)有全開）和FCV的流量大小（是否過(guò)大）。如果沖壓空氣進(jìn)出口沒(méi)有全開，故障的原因就在進(jìn)出口作動(dòng)筒和組件控制器上。如果FCV開度過(guò)大，可能有幾方面的原因，一是FCV本身的原因，二是氣動(dòng)溫度傳感器或傳感氣路有問(wèn)題，三是控制FCV的組件控制器故障。

2、組件出口超溫故障

當(dāng)組件出口溫度傳感器探測(cè)到組件出口溫度大于95℃時(shí)，此故障被激發(fā)。出現(xiàn)此故障時(shí)，一般情況下只有ECAM警告和ECS報(bào)告。與壓氣機(jī)超溫一樣，在出現(xiàn)故障后都先檢查CFDS上有無(wú)信息，如有，根據(jù)CFDS上的信息排故。當(dāng)CFDS上無(wú)信息時(shí)，也要檢查ECS報(bào)告。因?yàn)榻M件出口溫度要達(dá)到95℃才能激發(fā)警告，因此，只可能是從旁通活門或防冰活門過(guò)來(lái)的熱引氣才能使組件出口溫度超溫。首先，檢查故障時(shí)旁通活門的位置（在ECS報(bào)告上），如果活門位置不在關(guān)閉位，可以判斷此超溫故障與旁通活門或控制它的組件控制器有關(guān)。此類故障多數(shù)情況下并非由旁通活門引起，而是因?yàn)榉辣铋T未關(guān)造成的。防冰活門不正常打開的原因有兩點(diǎn)，一是活門故障，二是控制防冰活門的氣動(dòng)傳感器故障。更換防冰活門或氣動(dòng)傳感器可以排除此故障。