A320飛機流量控制活門1303A0000故障分析

韋師　蘭朝輝

【摘 要】流量控制活門是飛機空調(diào)系統(tǒng)上的重要部件，用于控制進入空調(diào)組件的空氣流量，并起關(guān)斷作用。流量控制活門在使用過程中常因為功能故障送修。針對某次送修的故障現(xiàn)象，本文從部件功能、工作原理、故障定位和故障排除幾方面進行闡述。

【關(guān)鍵詞】流量控制；空調(diào)系統(tǒng)；力矩馬達

中圖分類號： V263.6 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）36-0031-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.36.013

Fault Analysis for Flow Control Valve 1303A0000 of airbus A320

WEI Shi LAN Chao-hui

（Wuhu ShuangYi Aero-Tech Co.，Ltd，Wuhu Anhui 241000）

【Abstract】Flow control valve is an important component of the air conditioning system，and is used to control the flow which will entry air conditioning system，and shut off the flow if necessary.In view of certain fault，this article illustrates the function，operation principle，localization of fault and fault isolation of the flow control valve..

【Key words】Flow control；Air conditioning system；Torque motor

1 故障狀況

A320飛機的流量控制活門1303A0000在飛行1000多小時之后送修，送修原因為“PACK 2 FCV在LOW位”。

2 原因分析和定位故障

流量控制活門1303A0000安裝在飛機空調(diào)系統(tǒng)的入口。由于引氣系統(tǒng)來的熱空氣溫度過高，不能直接用于座艙，必須先進行冷卻。對熱空氣的冷卻是由空調(diào)組件完成的。由引氣系統(tǒng)來的熱空氣通過流量控制活門進入空調(diào)組件，流量控制活門用于控制進入空調(diào)組件的空氣流量，并起關(guān)斷作用。

2.1 產(chǎn)品描述

流量控制活門（以下簡稱FCV）主要由蝶閥、氣動作動筒、電氣調(diào)節(jié)器、減壓器、力矩馬達、電磁閥和下游壓力調(diào)節(jié)器組成。FCV為空調(diào)系統(tǒng)提供恒定的氣流，并限制氣流，必要時或異常發(fā)生時能完全關(guān)斷氣流。

2.2 工作原理

2.2.1 氣流關(guān)斷

電磁閥通電，將氣動作動腔的壓力釋放，活門蝶片因此關(guān)閉。

2.2.2 氣流調(diào)節(jié)

空調(diào)組件控制器（PC）根據(jù)通過文氏管的計算流量控制FCV。電氣調(diào)節(jié)由壓力調(diào)節(jié)器和力矩馬達共同完成。蝶片的角度取決于通過力矩馬達的電流。

（1）壓力調(diào)節(jié)

壓力調(diào)節(jié)器保持恒定的上游壓力通過節(jié)流孔G1。該壓力取決于閥芯相對閥座的位置，上游壓力通過節(jié)流孔G2進入壓力調(diào)節(jié)器膜片下方，膜片在該壓力的作用下移動。上游壓力通過節(jié)流孔G1后進入作動腔。

（2）力矩馬達

PC通過壓差傳感器感受上游壓力（P1）和文氏管喉部的壓力（P2）之間的壓差，并根據(jù)該壓差控制通過力矩馬達的電流。力矩馬達未通電流時，擋塊堵住排氣孔，作動腔內(nèi)感受的壓力為上游壓力。當(dāng)力矩馬達有電流通過時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動改變了擋塊與排氣孔之間的角度位置，使得節(jié)流孔G1下游的泄漏量可變。因此，作動腔內(nèi)的壓力隨著泄漏量的改變而改變，從而改變了蝶片的位置，完成流量調(diào)節(jié)。

2.2.3 下游壓力限制

當(dāng)下游壓力超過預(yù)先設(shè)定值時，下游壓力調(diào)節(jié)器的閥板抬起，將氣動作動腔的壓力釋放，活門蝶片因此關(guān)閉。

2.2.4 過熱保護

當(dāng)壓縮機出口溫度過熱時，氣動作動筒通過氣動過熱探測器（CPNOH）將FCU作動腔內(nèi)的壓力釋放，活門關(guān)閉。

2.3 故障分析和定位

首先，將FCV與試驗臺連接并根據(jù)CMM進行初檢使得故障復(fù)現(xiàn)。在測試過程中發(fā)現(xiàn)力矩馬達動作失效，活門在指定電流范圍內(nèi)無動作。進一步檢查發(fā)現(xiàn)，與力矩馬達轉(zhuǎn)軸聯(lián)動的擋塊在力矩馬達通電過程無轉(zhuǎn)動，因此初步判斷故障原因為力矩馬達軸承太臟，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時阻力過大。

維修人員對力矩馬達的軸承進行了清洗，并重新裝機測試。測試的結(jié)果顯示，擋塊在力矩馬達通電時能轉(zhuǎn)動，但有新的故障產(chǎn)生，活門動作時力矩馬達的電流超限。

根據(jù)FCV的工作原理，我們得出可能產(chǎn)生故障的原因為：

（1）力矩馬達調(diào)節(jié)不正確；

（2）力矩馬達損壞。

3 檢查故障源

3.1 重新調(diào)節(jié)力矩馬達

根據(jù)CMM要求，在調(diào)節(jié)力矩馬達之前首先需要調(diào)節(jié)減壓器，使得20.3～23.2psig的上游壓力通過減壓器后壓力降低至10.15～10.87psig，該壓力即力矩馬達未通電流時作動腔中的壓力。

調(diào)節(jié)力矩馬達：力矩馬達的位置暫不固定且不通電，預(yù)留出調(diào)節(jié)空間。用工裝將擋塊壓緊在基座上堵住排氣孔，給力矩馬達通125mA的電流，然后再擰緊螺栓將力矩馬達的位置固定。

維修和技術(shù)人員根據(jù)要求將力矩馬達重新調(diào)節(jié)好并固定后，返回減壓器調(diào)節(jié)步驟檢查作動腔壓力是否受力矩馬達調(diào)節(jié)影響。通過測試發(fā)現(xiàn)，力矩馬達不通電時，20.3～23.2psig的上游壓力通過壓力調(diào)節(jié)器后進入作動腔的壓力小于10.15psig。說明擋塊和基座之間存在較大的間隙，擋塊無法將排氣孔堵住，上游壓力從排氣孔逸出。通過反復(fù)幾次調(diào)節(jié)，依然未能將參數(shù)調(diào)節(jié)至合格范圍，進一步考慮力矩馬達損壞的可能。

3.2 檢查力矩馬達

直流力矩馬達的工作原理和傳統(tǒng)型直流伺服電機相同，只是在結(jié)構(gòu)和外形尺寸上有所不同，其輸出力矩與輸入電流成正比，能和負載直接連接產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)矩，能帶動負載在堵轉(zhuǎn)或大大低于空載轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)的電動機。

通過前述測試可知，擋塊是力矩馬達的負載，在軸承正常工作的條件下，擋塊的負載作用較小，且力矩馬達在通電過程中，擋塊可以正常轉(zhuǎn)動，基本可以排除力矩馬達損壞的情況。因此，進一步考慮擋塊的損壞。

維修人員將擋塊拆下，經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)，擋塊經(jīng)過長期反復(fù)地與基座表面擠壓和松開造成了磨損并出現(xiàn)凹坑。維修人員對擋塊進行研磨處理，去除了表面凹坑，然后重新裝機進行調(diào)節(jié)。但由于研磨后使得擋塊與基座之間的間隙進一步加大，因此修理后的擋塊也未能滿足調(diào)節(jié)要求，只能將其更換。

4 故障排除

維修人員將擋塊換新后重新對FCV進行調(diào)節(jié)并整體測試，各方面性能均滿足CMM要求，活門的故障得到排除。在力矩馬達的擋塊位置調(diào)節(jié)的過程中，雖然CMM中未明確規(guī)定，但我們注意到，當(dāng)作動腔的壓力降低至6psig時，活門開始關(guān)閉，進一步降低至3psig時，活門全關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)有助于擋塊位置的調(diào)節(jié)。

5 結(jié)論

本文從FCV的功能和原理上著手，對FCV故障進行了描述和分析，從中也總結(jié)出排除故障的一些經(jīng)驗，希望能夠借此為讀者在以后的產(chǎn)品修理中起到幫助作用。

【參考文獻】

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