淺析GE90-115B發動機引氣系統PRSOV故障

杜立 李少然

摘要：以GE90-115B發動機引氣系統常見故障為基礎，總結了引氣系統部件航線常見故障的排故經驗。基于發動機引氣系統各部件的工作原理，通過對故障現象的分析，制定了詳細的排故流程，可作為排除同類故障時的參考。

關鍵詞： 控制空氣冷卻器；調壓關斷活門；調壓關斷活門控制器；發動機防冰；空氣供給客艙壓力控制器；高壓/風扇空氣控制器；高壓關斷活門；中間級壓力傳感器；高壓壓氣機

Keywords：CAC；PRSOV；PRSOVC；EAI；ASCPC；HPFAC；HPSOV；IPS；HPC

1 故障描述

一架配裝GE90發動機的波音777-300ER飛機回程航班，機組報告巡航過程中右發出現發動機調壓關斷活門EICAS狀態信息“BLEED PRSOV R”，下降過程中出現同一臺發動機防冰活門EICAS狀態信息“EAI VALVE R”，同時伴隨引氣系統失效（無引氣流量指示），循環發動機引氣電門無效。

2 系統工作原理

GE90發動機引氣系統由ASCPC、H P S O V、H P FA C、P R S O V C、PRSOV、IPS等組成，工作原理如圖1所示。ASCPC根據發動機工作狀態和引氣壓力需求條件，通過電信號來控制PRSOVC和HPFAC，控制器調節PRSOV和HPSOV的控制壓力，作動活門處于打開、關閉和調節三種狀態。其中，CAC提供經過冷卻的HPC 9級引氣壓力，冷卻器出口分為兩個控制支路，一支去往引氣系統控制器，作為控制器的控制壓力源；另一支去往防冰活門控制器，作為防冰活門控制器的控制壓力源。

發動機防冰系統工作原理如圖2所示。

飛機結冰探測器探測結冰狀態，由發動機防冰卡控制EAI活門控制器，調節控制壓力來打開發動機防冰活門，通過EAI壓力傳感器感受防冰活門下游管道壓力信號來監測防冰活門是否按指令正常打開。CAC（與引氣系統CAC為同一部件）提供控制器的控制壓力源。

3 常見故障情況

3.1 PRSOV故障在關位，航線常見原因

1）調壓關斷活門本體卡阻在關閉位，如轉動軸銹蝕導致的卡阻。

2）調壓活門控制器到調壓活門之間的調壓控制管路壓力不足，導致活門無法正常工作，如管路裂紋漏氣、接頭松動、柔性軟管扭曲漏氣等。

3）調壓活門控制器內部扭矩馬達故障，無法提供正常的使活門作動的控制壓力，如馬達線圈燒壞。

4）ASCPC沒有輸出電流進入調壓活門控制器。

3.2 EAI故障在關位，航線常見原因

1）防冰活門沒有控制壓力，依靠發動機本體引氣壓力使活門處于關閉位。

2）防冰活門控制器扭矩馬達故障，如馬達線圈燒壞。

3）防冰活門到控制器之間的調壓控制管路壓力不足，如管路裂紋漏氣、接頭松動、柔性軟管扭曲漏氣等。

3.3 HPSOV故障在關位，航線常見原因

1）高壓關斷活門本體卡阻在關閉位，如異物、銹蝕導致的卡阻。

2）高壓/風扇控制器（HP/FAC）到高壓活門之間的調壓控制管路壓力不足，導致活門無法正常工作，如管路裂紋漏氣、接頭松動、柔性軟管扭曲漏氣等。

3）高壓/風扇控制器（HP/FAC）內部扭矩馬達故障，無法提供正常的使活門作動的控制壓力，如馬達線圈燒壞。

4）ASCPC沒有輸出電流進入高壓/風扇控制器。

4 排故過程

針對上述故障進行以下操作。

1）人工轉動調壓關斷活門，活門活動自如，未見卡阻，排除活門本體故障。

2）檢查活門到控制器之間的壓力控制管路，未見松動斷裂，暫且排除。

3）測量控制線路，控制器插頭都有28VDC電源，排除線路故障。

4）檢查控制器本身。使用地面氣瓶作為壓力控制管路的供氣源，連接到PRSOVC，操作發動機引氣電門，檢查發現調壓關斷活門開關正常，PRSOVC工作正常。排除調壓關斷活門控制器、調壓關斷活門和壓力控制管路故障。

5）因兩個系統同時出現故障，而這兩個系統是獨立又有聯系的，共同點就是使用同源的控制空氣，因此對氣源進行檢查，將故障鎖定在壓力控制管的供氣管路（CAC）上，最終發現CAC進口供壓管路斷裂（見圖3），導致提供給PRSOVC的控制空氣失效。更換斷裂的管路后，故障排除。

5 故障現象還原分析

PRSOV、HPSOV和EAI這三種活門都是彈簧負載關閉、氣動作動打開活門，由CAC提供相同的控制空氣，通過控制器調節控制壓力，使活門打開和關閉。其中，PRSOV和HPSOV相互調節配合，為飛機提供壓力和溫度都滿足的引氣。

當飛機在巡航階段，為了使PRSOV下游引氣壓力保持恒定輸出，ASCPC會根據發動機的不同轉速同步調節PRSOV活門的開度，因此，需要持續向活門作動腔提供來自CAC進口管路的控制空氣，使活門處于調節位。當CAC進口管路突然斷裂失去控制壓力后，PRSOV立刻因彈簧保持關閉，右發立刻失去引氣輸出壓力，ASCPC監控到PRSOV位置與指令不一致而告警，即觸發EICAC狀態信息“BLEED PRSOV R”。

另一方面，飛機在巡航狀態下沒有結冰條件，發動機EAI卡使EAI活門處于關閉位，即不需要CAC的控制空氣使活門處于打開位，因此也沒有EAI活門故障信息。但當飛機在下降時探測到結冰信號時，需要打開EAI活門來給發動機進行防冰時，由于CAC進口管路已經斷裂，故失去了EAI活門控制器的控制壓力，導致控制無法打開防冰活門，EAI卡探測到防冰活門不在指令位，因此觸發EICAS狀態信息“EAI VALVE R”。

6 總結

GE90發動機氣源系統常見故障分為三大類，即活門故障、控制器故障、控制管路漏氣故障。了解各系統部件的工作狀態，從故障現象的共同點出發分析問題是排故時的優選方法。

本次故障的排除就是基于引氣系統與防冰系統故障同時出現、控制壓力同源的的情況，快速找到了故障原因并進行了排除，保障了航線運行的時效性。