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浅析B737NG发动机引气系统健康检

作者：谢怡仁

来源：《中国新技术新产品》2016年第20期

摘 要：本文以一个737NG的引气系统故障为起源，结合《发动机引气系统健康检》工作内容，分析其中不足，并探讨了相应解决方法。 关键词：737NG；引气；健康检；压力高 中图分类号：V211 文献标识码：A 0.引言

波音（Boeing）737NG系列飞机已是现今全球最畅销的客机之一，但其发动机引气系统因设计问题，自投入运行以来，导致的不正常航班千次率一直居世界机队TOP 10的前列，虽然部件制造商霍尼韦尔（Honeywell）在持续改进中，但部件可靠性尚无显著改善。因此提前发现故障部件，减少对航班正常率的影响变得至关重要。许多公司都引入了AHM系统（飞机健康管理系统），用于提前发现发动机引气系统故障，然而说到如何具体判断某一部件故障，还需要使用波音公司发布的《发动机引气系统健康检》来完成。其内容一线机务已能熟练使用。然而近期在应用过程中发现原本被认为是“全能”的健康检出现了盲点——有未能检测的领域。接下来让我们根据AMM 36-11-00-700-801《Engine Bleed Air System Health Check》（R60） 并结合相关原理进行分析。 1.故障现象

某737NG执行发动机引气健康检，双发各项检测均全部通过，在随后的发动机试车过程中发现：至N1约45%时，右发动机引气压力恒定在33psi（正常值：26～38 psi），但随着推力的继续上升（N1约50%～60%），诱发引气压力未出现引气转换现象，引气压力直线上升，直至爆表（指示停在80psi），BLEED TRIP OFF灯未亮。由于未出现引气转换，于是试车人员未进一步加大油门，维持当前推力观察（N1约70%），约30秒后才回落，压力输出维持在48psi左右（正常值：34～50 psi）。恢复正常值后，继续增加推力，压力输出始终维持在48psi左右，BLEED TRIP OFF未亮。对于此，维修人员十分困惑，怀疑是否健康检未做到位，于是再次执行健康检，但仍全部通过，再次试车，故障依旧。测试全部通过，引气系统应该没有故障，为何会出现如此现象？ 2.原理

引气转换现象是一个瞬时现象，指：随着推力的上升（N1约50%～60%），驾驶舱内压力指示先上升到60psi后骤降，之后随推力逐步上升稳定在42±8psi。是由于压力传感器安装位置（位于PRSOV下游）以及PRSOV调压延迟造成。发动机启动后，先开始使用压气机9级

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引气，由高压级活门（HSV）不断调整开度，维持最大32±6psi的输出压力，当发动机转速继续增加，5级引气口的压力超过32±6psi后，使5级单向活门打开，开始由5级引气口供气，并使HSV关闭。这时HSV停止输出，因此其调压角色中止，由压力调节和关断活门（PRSOV）接手。PRSOV的调压设计是将进口压力降低到规定值，最大能将143至153psi的压力调节成42±8psi，但当上游压力小于42psi时，PRSOV会处于全开位，让气流直接通过。在9级引气供压时，HSV调定其输出压力为32±6psi，因此PRSOV处于全开状态，此时压力显示值为HSV出口的压力：32±6psi。在转换为5级引气供气后，开始时，5级引气压力同样不超过42psi，因此PRSOV继续处于全开状态，此时压力显示值为5级出口压力。随着推力的增加，引气压力会有一个上升的过程。 随着5级引气的压力进一步增加，超过42psi时，PRSOV开始调压，PRSOV的调压是依靠感压管反馈下游压力至其关闭腔，与弹簧配合共同对抗打开腔的压力（压力来自引气调节器（BAR）），使活门开度变小。由于感压管较细且传输距离较长，故需要一定的响应延迟，此时，压力值继续上升。约上升至60psi时，PRSOV调压机制发挥作用，PRSOV开度变小，外加此时下游压力已经偏大，PRSOV关得比较猛，会出现一个骤降现象。最后随着压力的稳步上升，PRSOV的开度也慢慢调整，稳定在42±8psi，压力显示值为42±8psi。 3.故障分析

再让我们看一下引气健康检涉及哪些测试？ （以下工作步骤请参考AMM 36-11-00-700-801《Engine Bleed Air System Health Check》Rev 60） G.的（1）：测试了PRSOV是否卡阻。

G.的（5）：测试了BAR对输出压力的控制能力；PRSOV打开腔是否漏气；450°F传感器及打开腔端感压管是否有故障。

H的（1）：测试了预冷器控制活门（PCCV）是否卡阻。

H的（3）：测试了PCCV关闭的最小压力值；测试PCCV和感压管是否漏气 。 H的（4）：测试了PCCV内部压力控制机制。

H的（5）：用放气活门模拟390°传感器放气，检查了PCCV的开度变化。 I的（1）：测试了HSV是否卡阻。

I的（4）：测试了高压级调节器（HSR）对输出压力的控制能力以及HSV打开腔是否漏气。

I的（5）： 测试了HSR的反流隔膜是否良好。

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从两次健康检测试全部通过可以得知：PRSOV和HSV无卡阻；BAR和HSR的输出压力都在正常范围内， PRSOV和HSV的打开腔没有漏气现象。

在排除显示故障的情况下，能造成此次引气压力直线爆表，转换延迟发生的主要原因是PRSOV调压缓慢。如前所述，PRSOV的调压是利用其打开腔和关闭腔之间的相互对抗来不断调整开度，维持42±8psi的输出压力。在打开腔输入压力、打开腔体及活门机构状态都正常的情况下，调节的缓慢应该是由关闭腔的压力过小引起的。而对于关闭腔的检查，《发动机引气系统健康检》并未覆盖。这便解释了为何测试全部通过而故障依旧。事实也的确如此，当日在更换PRSOV后，故障现象消失。 结语

能引起PRSOV关闭腔压力过小的原因有很多，例如关闭腔漏气，感压管接头漏气，感压管堵塞等，如何让此类故障更容易被发现呢？笔者认为，需在健康检中增加试车检查引气转换步骤和使用APU引气反向供气，检查PRSOV和HSV下游感压系统及管路是否有漏气现象的工作程序。这样就能将维修人员倚重的发动机引气系统健康检变得更加完美，使故障在地面被发现，让飞行变得更安全。 参考文献

[1]王彤，杨亮. B737NG发动机引气系统在翼健康测试仪的研制[A]. 第五届全球华人航空科技研讨会论文集[C].2011.

[2] Boeing Company.Engine Bleed Air System Health Check. Aircraft Maintenance Manual （Rev 60）.