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B737NG飞机气源系统原理浅析及排故应用

作者：吴昊

来源：《价值工程》2016年第05期

摘要： 737N飞机气源系统故障率高，故障比较难判断和一次性准确排除，经常需要多次排故或更换多个部件才彻底排除，排故周期长，误拆率高，一直是全球737NG机队中影响航班正点及服务满意度的一个突出问题。引气故障还影响空调系统的正常使用，降低了乘坐的舒适性，按MEL保留有诸多限制条款并且增加机组的负担，操作处置不当还可能导致座舱增压不正常。

Abstract： 737N aircraft air supply system failure rate is high， and it is difficult to diagnose the fault and remove it at one time accurately. It often needs several times of troubleshooting or replacing multiple components to remove the fault completely. Long troubleshooting cycle， high mistaken removal rate has been the particular problem impacting the service satisfaction of 737NG fleet. Air-entraining fault also affects the normal use of air conditioning system thus reducing the comfort. According to MEL， there are many restrictions and the unit burden is increased， and improper handling can also lead to abnormal cabin pressure. 关键词： 引气；故障；排故；737NG

Key words： air-entraining；fault；troubleshooting；737NG

中图分类号：V267 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）05-0127-04 0 引言

波音737NG飞机的气源系统是飞机重要组成部分，由于该系统部件处于高温、高压、高振动的工作环境，性能衰减较快，故障率较高，故障判断比较困难，影响该系统性能的因素较多，故障出现的可能部件较多。本文针对具体的故障案例情况，参照波音维护手册，结合B737NG气源系统原理和多年的排故经验进行分析和探讨，总结出切实可靠的判断故障原因的方法。通过相应的方法可以有效减少排故周期，避免故障现象多次重复出现而延误航班。 1 波音B737NG飞机气源系统组成及其原理浅析 1.1 气源系统组成

B737NG飞机气源系统主要由发动机引气系统、APU引气系统、地面空气连接和气源总管系统四部分组成。飞机运行中主要以发动机引气系统为主，所以本文探讨的是发动机引气系统。

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1.2 气源系统的工作原理

飞机发动机引气系统是由1#和2#发动机引气系统组成。发动机引气系统控制引气温度和压力。

参照（图1）发动机引气来自发动机的9级和5级高压压气机，在发动机低转速下，气源系统使用的是9级引气。发动机在低转速时，5级引气不能满足气源系统的需要。高压级调节器和高压级活门控制发动机引气压力。5级单向活门防止反流。在发动机高转速下，高压级活门关闭而5级单向活门打开提供引气到引气调节关断活门（PRSOV）。引气调节器（BAR）和PRSOV控制发动机到气源总管的引气，引气调节器有一个超压电门，电门防止出现过压的状态并引起引气跳开（TRIP OFF）灯亮。引气调节器用控制压力操纵PRSOV。引气调节器的控制压力来自发动机引气级间管路，BAR获得28v 直流电信号的电控制，电信号来自于空调附件组件（ACAU）。当BAR电磁阀电作动打开。就提供了控制压力克服弹簧力去打开PRSOV。当BAR电作动关闭，引气控制压力来自于PRSOV，在弹簧力的作用下关闭PRSOV。ACAU从发动机火警电门、发动机引气电门、发动机起动活门，BAR过压电门（220psi）和490°F（254℃）过热电门获得信号。通常，发动机引气电门控制BAR，在ON位时，电门提供信号通过ACAU去打开BAR内的电磁活门；在OFF位时，电门提供信号通过ACAU去关闭BAR内的电磁活门。当发动机火警电门在normal（down）位时，它会接通发动机引气电门。当发动机火警电门在FIRE（up）位时，它就会发出一个信号去关闭BAR的电磁活门。这就会引起PROSV关闭。这个不管引气电门的位置，这样保护在发动机在运行阶段发动机引气总管不会有反流存在，不管发动机引气电门在什么位置，都会让ACAU发送一个关闭信号到BAR的电磁活门，使其关闭。这样在有过热和过压情况时对引气总管起到保护作用。220psi过压电门或490°F（254℃）过热电门任意一个作动都会引起引气跳开，从而ACAU会发送一个信号关闭BAR电磁活门而不管引气电门的位置。

5级和9级发动机引气引气来自于发动机高压级压气机的5级和9级，发动机低转速下，是9级引气供气，发动机高转速下，高压级活门关闭，5级提供引气。高压级调节器控制高压活门，高压级活门操作是自动的。

发动机引气冷却功能是由预冷器系统冷却发动机引气。预冷器系统是自动操作的。预冷器系统保持发动机引气温度在390F（199C）和440F（229C）之间。预冷器是一个交输气流热交换器，它是用发动机风扇空气来冷却发动机引气的。预冷器控制活门控制风扇到预冷器的气流量。

预冷器控制活门传感器和机翼热防冰电磁活门影响预冷器控制活门的调节。

如果发动机预冷器下游引气是不小于450F（232C）. 450F（232C）温控器引气控制压力来自于PRSOV。这就会引起PRSOV朝关闭的方向运动。减少通过PRSOV的气流量会产生防止引气跳开的情况和气源总管压力下降情况发生。

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预冷器系统控制到气源总管的引气温度。预冷器控制活门从中间级总管获得未调节的空气压力。未调节空气压力来到作动器参照压力调节器和伺服参照压力调节器。作动器参照压力调节器减少压力成为不变的控制压力。控制压力然后来到A腔室和喷嘴。伺服参照压力调节器减少压力成为一个不变的压力，这个控制压力随后来到伺服，预冷器控制活门和WTAI电磁活门的B腔室。A腔室的控制压力打开和关闭预冷器控制活门。当压力增加，预冷器控制活门朝关闭方向移动，当压力下降，预冷器控制活门朝打开方向移动。B腔室的控制压力移动伺服的控制杆。当控制压力增加，控制杆关闭喷嘴，当压力下降，控制杆打开喷嘴。当预冷器控制活门传感器打开，或者WTAI电磁活门打开时，B腔室控制压力会下降。当气源管路温度为390F时，预冷器控制活门传感器开始打开活门，到440F时全开；这会降低B腔室压力。随着B腔室压力下降，伺服的控制杆打开喷嘴，打开的喷嘴会降低A腔室压力和预冷器控制活门作动器中的弹簧把活门打到开位。当预冷器控制活门打开，反馈弹簧开始移动控制杆去关闭喷嘴。这个防止预冷器控制活门快速移动。当飞机在地面和机翼热防冰系统打开时，WTAI电磁活门打开，这会降低B腔室所有压力，并且移动控制杆打开喷嘴，随之降低A腔室所有压力，作动器的弹簧打开预冷器控制活门到全开位。 2 气源系统典型故障分析 2.1 典型故障现象及其分析处理

由于飞机发动机引气出现引气压力过高或者引气温度过高的情况时，气源面板上引气跳开（TRIP OFF）灯亮，出现引气跳开的故障。 2.2 典型故障案例

某波音B737NG飞机机组反映爬升（8300FT左右）右发引气灯亮，引气跳开，可以复位。但是持续几分钟后再次引气跳开且不能复位。地面试车从慢车到80%N1引气压力正常，在85%N1保持3分钟左右引气压力缓慢下降到25PSI左右。

检查相关管路，更换450F传感器和BAR，左右发对串PRSOV，并利用试车隔离390F（从最终结果和原理认定此判断方法存在不足）；更换490F传感器和预冷器控制活门，测试检查高压级调节器和高压级活门，预冷器控制活门功能检查及其相关管路，串ACAU和气源控制面板；更换390F传感器后故障排除。

从机组反映的信息看出这是一起典型的引气跳开故障，且地面试车出现的引气压力回落且偏低可以看出此次引气跳开是过热引起的。综合相关信息可以把故障隐患判定在预冷器系统。由于试车隔离检查的误判使得此次排故出现弯路。 2.3 典型故障分析

对于发动机供气时，引气跳开灯亮的故障从宏观角度分析不外乎两种原因，即从发动机引出的压缩空气存在超温（490F）、超压[180 psi或220 psi]现象。从（图2）线路原理上看：无