空客A320ceo系列飛機引氣活門故障淺析

王星州 王子健 劉銘

摘要：引氣活門是引氣系統的重要組成部分，起到客艙增壓作用，出現故障將影響航班運行。本文對A320ceo系列飛機引氣活門原理作了介紹，統計機隊歷史數據，總結典型故障類型，分析故障形成原因，從附件修理的角度對修理工作提出建議，以提高排故效率，縮短排故時間，節約修理成本。

關鍵詞：引氣活門；附件修理；A320

Keywords：bleed valve；accessory repair；A320

0 引言

A320ceo選裝的兩種發動機分別為CFM56-5B和V2500系列，其引氣工作原理是當發動機處于低功率時，從高壓級引氣，高壓活門（HPV）打開；當發動機處于高功率時，從中壓級引氣，HPV關閉，只從壓力調節活門（PRV）引氣。HPV和PRV對引氣系統的正常工作有著重要作用，直接影響航班運行。

周本欣[1]研究了波音737飛機高功率引氣時壓力低的具體故障現象，分析了預冷器、高壓引氣活門，戴銀宏[2]對波音737-700和800的引氣系統故障提出了明確的排故思路，曾圣水[3]分析了A320飛機發動機引氣系統故障并整理出排故思路。其他高校和技術人員也對引氣活門引起的系統故障進行了分析。但以上文獻中很少有對引氣活門本身故障的分析，本文結合航線反饋故障，從附件修理角度對引氣活門故障進行探究。

1 PRV和HPV的工作原理

PRV件號為6774系列，HPV件號為6773系列，兩者結構原理類似。以6774G系列為例介紹其結構和工作原理[4]。結構可大致分為作動筒、通道和調壓器，其中調壓器分為主調壓控制單元、開關控制單元、起調壓力控制單元，如圖1所示。

工作過程可分為三種狀態。

1）打開

供氣時，氣體進入開關控制單元，使通往打開腔的氣路打開，氣體進入打開腔并克服關閉腔壓力，使蝶閥從關閉位打開到全開位。

2）起調—調壓

當達到設定的起調壓力時，氣體壓力克服彈簧壓力，使通往關閉腔的氣路打開，氣體進入關閉腔，關閉腔氣壓和彈簧壓力共同作用，克服打開腔壓力，迫使蝶閥移開度減小。

當壓力繼續升高，主調壓控制單元限制供向打開腔的氣路，打開腔內的壓力停止增大，但關閉腔內的壓力持續增大，蝶閥開度繼續減小。若上游壓力下降，主調壓控制單元將擴大通往打開腔的氣路，打破作動筒平衡，蝶閥增大開度，從而達到調節下游壓力的目的。

3）關閉

上游供氣關閉，開關控制單元關閉，打開腔壓力降低，小于關閉腔壓力，蝶閥關閉。

2 引氣活門故障類型分析

以某航5年來PRV和HPV航線附件拆換信息1359條為樣本，不考慮計劃拆換，僅針對非計劃拆換進行分析，再剔除串件借件、誤拆誤裝等無效信息，得到有效數據707條，其中HPV故障信息262條，PRV故障信息445條。

航線拆換原因繁雜，包含引氣壓力波動、活門卡阻、EACM信息等各種故障信息，首先對故障信息進行大致分類，如表1所示。

對6種主要故障類型進行統計分析，結果如表2、圖2所示。

從以上統計結果可以得出：

1）HPV的“開關故障”類故障率顯著高于PRV；

2）PRV引氣壓力類（波動、壓力異常、引氣故障）故障率顯著高于HPV；

3）PRV的引氣壓力類故障占比高，而HPV更多是機械卡阻問題。

該統計結果和兩種活門的工作原理有關，即HPV從高壓級引氣，環境更為惡劣，且在飛行中發動機功率變化較多，HPV需頻繁打開和關閉，而PRV是常開活門，因此HPV的機械卡阻問題更多，PRV的引氣壓力問題更多。

3 引氣活門附件修理

結合引氣活門實際修理工作，針對特定故障類型探索修理方法。

3.1 開關故障修理

1）蝶閥閥片與通道卡阻

閥片與通道卡阻，將導致打開關閉異常，不能運行到正確位置。應測量通道圓柱度，或更換蝶閥組件或其子部件，確保裝配過程中的上下間隙符合手冊要求。

2）開關控制單元失效

經過長時間高溫狀態工作后，開關控制單元內的閥芯會出現磨損或偏斜，導致閥芯和閥體、閥芯和閥座之間出現卡阻，開關控制單元失效，進而導致蝶片卡阻。需要更換開關控制單元組件或其子部件，對其中的軸部件進行防磨處理。

3）電門失效

電門在高溫環境下失效，電門故障，導致指示故障。應檢查電門隔熱膠涂抹是否正確，同時對軸上封嚴的開口方向進行確認。

3.2 引氣壓力類故障修理

引氣壓力類問題包括波動、性能衰弱、引氣壓力低等，這類故障可從作動筒打開關閉腔的平衡狀態來分析。

1）主調壓控制單元漏氣

從調壓器結構分析，在裝配過程中主調壓控制單元的封圈極易損壞，導致在高溫狀態下氣體泄漏，在工作過程中突然失效，打開腔壓力驟降，調壓功能立即失效。如果在高溫測試時發現調壓功能突然失效和下游壓力驟降，應檢查此處封圈。

2）打開腔漏氣

打開腔持續漏氣，將導致打開腔壓力低于正常值，關閉腔壓力較大，活門開度減小，下游壓力低于正常值。測試過程中當上游壓力逐漸降低時，下游壓力會低于下限值，此時應檢查打開腔軸上的封圈和封嚴，確保其密封效果。

3）蝶閥閥片與通道卡阻

當閥片與通道卡阻時也會造成引氣壓力波動，在高溫調壓時由于作動筒打開關閉腔的壓差無法克服摩擦阻力，會造成下游壓力波動。應測量通道圓柱度和圓度或更換蝶閥組件或其子部件，確保裝配過程中的上下間隙。

4 結束語

本文通過分析活門工作原理與航線反饋故障，結合附件修理經驗，針對不同故障類型給出修理建議，對附件修理工作有一定的指導作用，可縮短排故時間，降低維修成本。

本文僅是初步分析，經統計發現故障信息類占比接近一半，可進一步探討ECAM信息的故障分類。引氣壓力波動、性能衰減等是由部件的磨損導致，因此也可根據QAR數據分析活門劣化過程，構建其性能曲線，進一步探索在翼監控。

參考文獻

[1]周本欣.波音737高功率引氣壓力低的原因分析[J].航空維修與工程，2013，272（2）：38-40.

[2]戴銀宏.波音737-700/800發動機引氣系統故障診斷與分析[J].航空維修與工程，2015，285（3）：65-66.

[3]曾圣水.空客A320引氣系統常見故障分析[J].航空維修與工程，2018，329（11）：42-45.

[4] CMM 36-11-28. Component Maintenance Manual With Illustrated Parts List，Valve Bleed [Z].