空客A330引氣故障排故分析

李玉成

摘要：引氣故障是發動機上的常見故障之一，但究其原因卻種類繁多，近年來參與了多次引氣故障分析和排故，本文對一起典型的引氣疑難故障進行了研究與總結，提出了具有針對性的維修建議，為維修人員在該系統故障的排除上提供了借鑒和參考。

關鍵詞：引氣壓力;故障分析;風扇閥;過壓閥

中圖分類號：TN9;TP3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）06-0107-03

0? 引言

發動機引氣是飛機最重要、也是最主要的氣源，用于發動機啟動系統，機翼和發動機防冰系統、液壓油箱水箱增壓系統、以及客艙增壓和空調系統等，具有諸多敏感部件的A330飛機TRENT700發動機引氣系統故障呈現多發性、重復性和復雜性的特點。有鑒于此，對引氣系統的疑難故障分析和總結顯得尤為必要，從而使該系統的維護和故障隔離更為高效、科學。

1? 事件背景

一架A330空中出現警告信息 AIR ENG 1 BLEED FAULT，故障信息 THRM（5HA1）/FAN AIR-V（12HA1）/SENSE LINE，且一發引氣溫度高，先后更換了5HA1，風扇閥 12HA1，溫度傳感器 10HA1，sense line，預冷器，C 涵道預冷器波紋管及 BMC1，但故障依舊，最后更換了 OPV后故障消失。

2? 原理介紹

①發動機低功率時使用高壓壓氣機引氣，高功率時使用低壓壓氣機引氣。PRV 起壓力調節作用，其開關受電磁閥 7HA 控制;OPV 防止下游超壓，為純機械結構;發動機引氣通過預冷器降溫，其冷氣氣源由風扇閥 FAV（12HA）控制，FAV開度受熱敏控制器 5HA 控制;5HA 在預冷器下游，向 FAV提供作動氣源，從而打開 FAV。

②調節壓力傳感器8HA 用于 ECAM 上壓力指示，該傳感器在 PRV 和 OPV 之間;溫度傳感器 10HA 用于 ECAM上溫度指示，該傳感器位于預冷器下游，預冷器下游溫度在 257-270°C 之間超過 55 秒就會觸發引氣故障警告。

③風扇閥 FAV（12HA）：FAV 不工作時由彈簧力使蝶形閥保持在關位。當5HA提供壓力信號達到 4.35PSI時，FAV開始打開，壓力信號達到 7.9PSI時，FAV 到達全開位。但是由于實際工作中會受到風扇引氣壓力或其他部件阻力的復雜影響，故 CMM地面測試時會讓控制腔壓力達到 10-18PSI 來確保FAV 可以全開。

④風扇閥溫度調節器（5HA）：5HA 通過兩根熱探頭來感受預冷器溫度，分別對應 150℃和 200℃，到達預定的溫度級別后探頭移動，將預冷器的引氣經過調節后輸入到 FAV 的控制腔。當溫度到達 250℃后，電磁閥上電，使輸出壓力增大到 14-21PSI，使 FAV 可以保證全開，防止溫度繼續上升。簡單講，5HA 就是一個根據溫度輸出控制壓力的部件。關于 5HA 測試的時候，要求輸入的 5HA 的壓力要到 42PSI，才能保證在250℃時 5HA 輸出到 FAV 的壓力有 14-21PSI，而 FAV 實際工作能保證全開的壓力也在 10-18PSI。

⑤過壓閥 OPV（13HA）：OPV 是一個氣動工作的蝶形閥，通常由彈簧保持在開位，當引氣上游壓力超過 82PSI關閉。當壓力上升到活塞關閉壓力時，活塞向下移動，靜封嚴逐漸離開殼體，此時壓強不變的情況下，面積變大，所以活塞向下移動會加速，使 OPV 快速關閉。通氣孔則是防止活塞在向上移動的時候因壓力原因不能到位，如圖1所示。

3? 排故過程

使用AGS對發動機引氣參數進行分析，發現飛行過程中HPV打開就會造成一發引氣溫度快速上升，從而觸發引氣故障警告，如圖2所示。通過圖2能看出：①雙發HPV開關動作一致;②雙發引氣壓力基本一致;③中壓級引氣時一發引氣溫度低于二發，HPV打開后雙發引氣溫度都會快速上升，但是一發引氣溫度上升更快，會快速超越二發。

因此懷疑是FAV提供的冷氣量不足，造成HPV打開時引氣溫度偏高，所以在排故過程中先后更換了FAV和5HA1 故障依舊，更換預冷器，故障依舊。檢查冷氣管路和sense line，都發現了一些缺陷，但是修復缺陷以后故障仍然依舊。最后參考TSM更換了OPV，譯碼顯示故障排除。圖3為更換OPV后AGS相關參數曲線。從圖3可看出HPV打開后，沒有出現一發引氣溫度超過二發引氣溫度的情況。

4? 故障分析

我們將遇到的故障現象和排故過程與空客溝通，空客認為是OPV有缺陷，其開度較小，造成下游引氣壓力較低，這會影響FAV的開度，從而影響冷卻效果，所以造成HPV打開時容易出現引氣故障。

從原理可以看出，FAV開度完全受5HA提供氣源壓力控制，5HA提供氣源壓力越大，FAV開度越大。5HA安裝在OPV下游管路上，它將OPV下游管路空氣引入FAV作動腔，如果OPV下游管路壓力較低，引入FAV作動腔的空氣壓力也會較低，從而影響FAV開度，所以OPV能影響FAV開度。

由于330機型AGS沒有能指示OPV下游引氣壓力的參數，為了尋找原因，我們使用了AVIATAR系統，我們利用AVIATAR系統的ACMS EXPLORER模塊，讀取OPV更換前后發動機巡航報。以圖4分別是排故前觸發警告航段發動機巡航報、排故前未觸發警告航段發動機巡航報、排故后發動機巡航報。對比這三個巡航報能發現更換OPV前PACK1流量明顯低于PACK2流量，更換OPV后PACK1/2流量變為相同。由于整個過程中，沒有PACK相關的故障，也沒有做過與PACK相關的工作，因此可以確認PACK1流量改變是由于更換OPV造成的，如圖4所示。

排故過程中，中壓級引氣時一發引氣溫度正常是因為發動機中壓級引氣溫度要遠低于高壓機引氣溫度，FAV雖然只能處于一個相對較小的開度但這個開度已經能提供足夠的冷氣，而在使用高壓級引氣時FAV提供的冷氣量就不足了。結合AGS，我們發現在飛行過程中減少推力HPV會打開，在發動機推力逐漸增加過程中，HPV會一直保持打開，直到N1轉速超過63%甚至更多，而警告都是在N1相對較高而HPV又處于打開位時觸發，在地面慢車時高壓引氣溫度也是偏低的，所以排故期間試車過程中HPV引氣未能重現故障觸發警告。而當使用單二發引氣，打開交輸活門后兩側引氣壓力相差不大的原因，有可能是OPV正向時影響比較明顯，開度較小，反向工作是受影響比較小，OPV開度還是處于相對全開位。在看了OPV實物后印證猜測，當在正向工作時，驅動氣源小孔在OPV FLAP上游，FLAP動作不會影響小孔的進氣量，反向工作時驅動氣源小孔在OPVFLAP下游，FLAP往關方向移動會影響進入小孔的氣量，驅動氣量減少，所以反向工作時受影響較小。

5? 排故總結

①充分結合AGS和AVIATAR數據，分析故障原因。

②對同類故障，優先分析引氣壓力有無異常，若有異常先考慮熱氣通道部件，若引氣壓力正常，先考慮冷氣通道部件。

參考文獻：

[1]Airbus.A330 AMM36-11-00.2020.

[2]Airbus.A330 CMM36-12-69.2020.

[3]Airbus.A330 TSM36-11-81.2020.