空客A320引氣系統常見故障分析

曾圣水

摘要：A320系列飛機的發動機引氣系統故障較多，排故準確率較低，極大地影響了機隊技術狀態和運行品質。本文在介紹V2500發動機引氣系統工作原理的基礎上，結合近年本公司發生的引氣系統故障特點進行分析，整理得到的維護經驗可為今后的排故工作提供參考。

關鍵詞：壓力調節閥;高壓閥;電磁閥;防返流裝置

1故障數據統計

篩選本公司2012年至今A320系列飛機引氣系統主要故障共計35個，按故障現象大體分為：引氣壓力波動（活門時開時關），共計25次;活門打不開（PRV、HPV），共計7次;指示故障，共計2次;其他故障，1次。如圖1所示。

由此可見，引氣壓力波動伴隨活門時開時關以及活門無法正常打開這兩種故障現象是排故工作的重點，也是本文后續數據分析的主要內容。

針對25次引氣壓力波動的排故工作，梳理排故過程后發現其排故準確率非常低，每一次排故都是持續數日，更換多個部件，多次試車，才能完成排故。具體情況如圖2、圖3所示。

2 V2500發動機引氣系統工作原理

為了更好地對故障數據進行分析，首先有必要了解發動機引氣系統的工作原理。V2500發動機引氣系統的引氣來源有兩個，分別是中壓級引氣（高壓壓氣機7級）和高壓級引氣（高壓壓氣機10級）。發動機處于低功率狀態時由于中壓級引氣壓力不足，因而高壓閥打開，由高壓級提供引氣;當發動機運轉至高功率狀態時，高壓閥關閉，由中壓級提供引氣，經過壓力調節閥（PRV）的調壓和預冷器的調溫后產生合適溫度、壓力的引氣，便可以供給下游用戶使用。

2.1主要部件介紹

如圖4所示，引氣系統由BMC計算機控制，其壓力調節活門有三個，分別是高壓閥（HPV）、PRV以及過壓閥（OPV）。其中，電磁閥（10HA）控制PRV的開關，電磁閥（4029KS）可以控制HPV的開關，而過壓閥則是一個安全保護裝置，在系統超壓時執行氣動關閉。

PRV和HPV都是電控氣動部件，系統有多個sensorline用于傳遞壓力信號，作動閥門開關。其中最為重要并且故障率最高的是含有軟管的三根sensorline，圖5中用顏色對它們加以區分，淺藍色sensorline：lOHA-PRV之間;深藍色sensorline：7HA-PRV-lOHA之間;灰色sensorline：HPV-4029KS-PRV之間。

另外，系統還有兩個壓力傳感器7HA和8HA。7HA探測調壓前的壓力，傳遞信號給BMC，用于監控;8HA探測經PRV調壓后的壓力，用于ECAM顯示，即在駕駛艙看到的引氣系統壓力來源于8HA傳感器。

2.2 HPV的工作原理

HPV是一個蝶形閥，系統沒有壓力時由彈簧彈力保持在關閉位，打開HPV至少需要8psi的壓力。HPV和PRV之間有一根sensorline相連，就是圖5中灰色sensorline的一部分，其作用是在PRV關閉時將HPV也氣動關閉。

電磁閥4029KS作為HPV的電磁閥安裝在風扇機匣上，也有一根sensorline與HPV相連，用于氣動控制HPV的開關，其與HPV和PRV之間的sensorline共同組成了灰色sensorline。

電磁閥4029KS受EEC控制，在巡航階段時只要引氣系統處于正常構型，即大翼防冰未打開，雙引氣雙PACK正常工作，PS3≥110psi，飛行高度>15000ft，EEC就會使4029KS電磁閥通電，灰色sensorline與大氣相通，關閉HPV。反之，計算機探測到引氣系統為非正常構型，則會通過4029KS打開HPV，提供充足的引氣壓力。

2.3 PRV的工作原理

PRV也是一個蝶形閥，系統沒有壓力時也由彈簧彈力保持在關閉位，PRV調節系統壓力為44±3psi。

電磁閥10HA控制PRV的開關，10HA不僅僅是一個電磁閥，還包含一個防返流部件以及一個熱電偶。

與10HA相連的sensorline共有三根，分別是圖5中與PRV相連的淺藍色sensorline;與7HA及PRV上游管路相連的深藍色sensorline;與預冷器下游相連的黑色sensorline。

電磁閥10HA持續感受預冷器下游的引氣溫度，并且監控PRV上下游的引氣壓力差異，通過電控氣動方式控制PRV的開關，主要有以下兩個功能。

1）電控關閉功能：當電磁閥通電時，圖6中的三角形閥門向上移動，導致PRV控制氣路通過綠色sensorline與大氣相通，PRV在彈簧彈力作用下關閉。

2）防返流功能：10HA內部的膜片一側通過黑色sensorline探測預冷器出口即PRV下游的引氣壓力;另一側通過深藍色sensorline探測調壓前即PRV上游的引氣壓力。當上下游壓力差下降到0.01bar（0.145psi）時，防返流功能被激活，電磁閥被膜片氣動打開，造成PRV關閉。

3故障判斷

根據上述的V2500發動機引氣系統工作原理，對各個sensorlme漏氣可能造成的故障現象進行分析，通過對故障現象的判斷，幫助一線工作人員更加準確地排除故障。

1）淺藍色sensorline漏氣：該sensorline用于10HA控制PRV開關，其工作原理是電磁閥通電，氣路與大氣相通，關閉PRV。因此，淺藍色sensorline的漏氣將導致氣路一直與大氣相通，PRV無法打開。

2）深藍色sensorline漏氣：該sensorline連接10HA、PRV以及7HA，用于探測PRV上游壓力，為10HA防返流提供信號。深藍色sensorline的漏氣將導致10HA探測到一個錯誤的PRV上游壓力信號，壓力遠遠小于下游壓力，激活防返流功能，氣動關閉PRV。一旦PRV關閉，下游壓力隨之下降，系統恢復，PRV再次打開，如此循環往復，表現出來的現象就是PRV時開時關，引氣壓力波動，同時導致HPV也時開時關。

3）灰色sensorline漏氣：該sensorline用于4029KS和PRV氣動控制HPV，與淺藍色sensorline類似，其漏氣將導致HPV無法打開。

4數據分析

4.1引氣壓力波動分析

對本公司機隊排故數據的分析發現，造成引氣壓力波動、活門時開時關故障的部件主要有10HA、7HA硬管以及sensorline軟管（與7HA相連），故障比例如圖7所示。

1） 10HA本體故障造成引氣壓力波動的次數最多，所占比例高達60%，并且從外觀上不容易觀察到。從送修廠家處了解到，大部分10HA本體故障都是由于其內部防返流膜片因長期使用而老化變形，不能起到保壓作用，導致引氣壓力波動，活門時開時關。

2） 7HA硬管斷裂發生的頻次也很高，通常這種斷裂很容易通過肉眼觀察到，如圖8所示，建議工作者在排故時重點檢查該管路。

3） Sensorline軟管（與7HA相連）漏氣也很常見。航線維護中有時會發現軟管有斷絲現象，這可能是長期漏氣造成的，但更多的時候從外觀上并不能明確發現缺陷，此時只能借助引氣滲漏測試工具進行檢測。

上述三個部件的故障就是造成引氣壓力波動和活門不停開關的主要原因，從故障率的角度分析10HA可能性最大，而7HA的硬管最容易被檢查到，sensorline軟管只能通過專用工具檢查。因此，在完成此類排故工作時，應優先檢查7HA硬管有無斷裂，再考慮更換10HA或者測試sensorline軟管。

4.2引氣活門無法正常打開分析

引氣活門無法正常打開，可能的故障部件包括活門本體、控制電磁閥以及相應的sensorline。統計數據顯示，在7次故障中大約一半是第一次直接更換活門就排出了故障，其余的排故工作卻是更換了多個故障件，由于數據量較少，不太具有統計意義，但仍表現出排故準確率低、排故周期長的特點。

建議在今后的排故工作中，要根據故障現象進行判斷分析，針對對應的sensorline進行保壓測試并檢查活門，而不是盲目地更換不相關的sensorline，造成不必要的航材浪費。

引氣系統的常見故障還有很多，包括HPV指示故障等，都有非常成熟的排故經驗，這里就不再一一贅述。

5總結與排故建議

1）詳細了解故障現象

不同故障現象對應著完全不同的排故思路和方向，維修人員必須向機組了解故障時引氣系統的壓力、活門狀態等重要信息，必要時還需通過試車確認故障現象，以便于制定準確的排故方案。

2）制定科學的排故方案

根據了解到的故障現象制定合理的排故方案，以避免盲目更換不相關的部件。引氣壓力波動、活門不停開關應優先檢查7HA硬管有無斷裂現象，再用滲漏測試工具測試sensorline軟管，更換部件時優先考慮10HA，因為其故障率最高;而活門無法正常打開則需對相應的活門進行檢查，控制電磁閥及其sensorline管路;檢查sensorline時不能僅僅局限于軟管，硬管與卡箍的磨損造成漏氣在歷史上也曾發生過。

3）應用新技術協助排故

AGS軟件的合理運用在很大程度上提高了排故效率，對引氣系統故障的排除也是如此。通常，引氣活門故障時顯示儀表的擺動較快，往往在駕駛艙觀察不到擺動現象，因此需要在AGS軟件里查看故障時的活門狀態，以協助工作者更為準確地了解故障情況。