【文章內(nèi)容簡介】 量控制關(guān)斷活門，由活門控制到達(dá)組件的引氣流量。該活門為電控氣動活門，當(dāng)組件選擇電門位于 OFF 位時，由彈 簧力保持在關(guān)位。當(dāng)電門置于 AUTO 或 HIGH 位置時，增壓空氣進(jìn)入作動器，克服彈簧力，打開活門，引氣經(jīng)過流量控制后就到達(dá)主級熱交換器。 沖壓空氣系統(tǒng)用于控制流過主級和次級熱交換器的沖壓空氣氣流。沖壓空氣系統(tǒng)有三種工作模式：地面，飛行（襟翼未收上），飛行（襟翼收上）。在當(dāng)飛處于地面模式時，沖壓空氣進(jìn)口門全開，使沖壓空氣進(jìn)氣量達(dá)到最大，進(jìn)口折流門處于全伸出位，以阻擋冰雪等外來物進(jìn)入內(nèi)部管道。當(dāng)飛機在地面停放時并沒有迎面氣流形成沖壓空氣，所以此時的氣流完全由空氣循環(huán)機中的渦輪帶動風(fēng)扇形成的。當(dāng)工作在襟翼未收上為時， 進(jìn)口門及折流門都處于打開為。當(dāng)襟翼完全收上時，進(jìn)口門的開度受沖壓空氣控制器控制。沖壓空氣控制器收集來自 ACM 壓氣機出口的溫度，當(dāng)溫度過高時則增加進(jìn)口門開度，增大沖壓空氣進(jìn)氣量；溫度過低時則關(guān)小進(jìn)口門。如果在飛行過程中對應(yīng)的空調(diào)組件關(guān)閉，則沖壓空氣進(jìn)口門也將關(guān)閉，以減小阻力。 主級熱交換器將來自引氣系統(tǒng)空氣與來自機外的沖壓空氣進(jìn)行第一次熱交換后送到A320 飛機空調(diào)系統(tǒng)工作原理與使用維護(hù)分析 11 空氣循環(huán)機（以下簡稱 ACM）。 A320 系列飛機采用三輪空氣軸承式空氣循環(huán)機。其中三輪是指壓氣機，渦輪和葉輪風(fēng)扇。 ACM 的作用是降低空氣溫度。由于 ACM 內(nèi)部的三輪式 設(shè)計為高速旋轉(zhuǎn)部件，所以采用了空氣軸承的方式，以降低摩擦力。需要注意的是不能反向轉(zhuǎn)動 ACM 內(nèi)部的輪軸，這樣會損壞口氣軸承。 次級熱交換的功能與主級熱交換器的功能類似，將從 ACM 壓氣機出口的增壓空氣與沖壓空氣進(jìn)行熱交換，有沖壓空氣帶走熱量，降低增壓空氣的溫度。 低溫限制系統(tǒng)用于監(jiān)控進(jìn)入水分離器的空氣溫度不低于 35℉ ，以避免進(jìn)入水分離器的水分結(jié)冰。它主要包括溫度探測器，控制器和活門三個部分。探測器探測水分離器內(nèi)部溫度，當(dāng)溫度低于 34℉ 時，發(fā)送信號到控制器，控制器打開活門，當(dāng)溫度高于 36℉ 時，則關(guān)閉活門，在 34℉ 到 36℉ 之間時，控制器不發(fā)送信號到活門。 空調(diào)系統(tǒng)的 工作原理 本節(jié)具體對空客 A320 的座艙空氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)作具體的描述 : 空調(diào)系統(tǒng)能夠保證不斷地提供新鮮空氣并能在駕駛艙，前客艙和后客艙這三個區(qū)域保持恒定的選擇溫度。主要是通過對進(jìn)入客艙內(nèi)部的空氣進(jìn)行調(diào)溫，而進(jìn)入客艙的空氣是由冷氣和引氣混合到合適的溫度來調(diào)節(jié)的?？照{(diào)系統(tǒng)中比較復(fù)雜的就是得到調(diào)溫調(diào)濕的冷空氣。所以首先來介紹如何得到調(diào)節(jié)好的冷空氣。 從引氣到調(diào)溫調(diào)濕的冷空氣的工作過程： 組件流量控制活門：從系統(tǒng)得到的高溫高壓空氣，通過組件流量控制活門，由組 件控制器的指令控制組件流量活門而自動調(diào)節(jié)空氣流量。如果組件壓縮機過熱，例如 230℃（ 446176。F）則組件流量控制活門氣動關(guān)閉。 (注意：從組件流量控制活門下游來的部分熱空氣送到熱空氣壓力調(diào)節(jié)活門。在發(fā)動機啟動過程中兩個組件流量控制活門自動關(guān)閉，在第一臺發(fā)動機啟動好之后 30 秒重新打開。 ) 空調(diào)組件：從組件活門出來的經(jīng)過流量控制的空氣進(jìn)入空調(diào)組件（ A320 有兩個空調(diào)組件） ,然后空氣通過主件中的幾個步驟 , 引氣經(jīng)過主熱交換器，然后到壓縮機。空氣在主熱交換器中被冷卻，然后經(jīng)過加熱器、冷凝器和水分離器，水分離器用來把從渦 輪空氣來的空氣中的水分子清除掉?？諝庠跍u輪部分要膨脹，這使得渦輪的排氣溫度非常低。渦輪帶動壓縮機和冷卻空氣風(fēng)扇。而得到經(jīng)過調(diào)溫 ,調(diào)濕的冷空氣 .其中有兩個步驟是是熱空氣通過散熱器進(jìn)行熱交換 ,在交換器四周是高空中的冷空氣 ,通過在機腹有兩個相連同的開 12 口艙 ,把高空的冷空氣引入對空氣進(jìn)行降溫 . 組件控制器還控制防冰活門，為了防止組件冷凝器中形成冰，防冰活門會自動打開。一旦組件控制器完全失效，防冰活門會氣動控制組件出口溫度（到混合器）為 15℃ （ 59176。F）。 圖 26 冷熱空氣混合調(diào)節(jié)座艙溫度 旁通活門：旁通活門是電控的，用來通過增加熱空氣調(diào)節(jié)組件出口溫度。沖壓空氣進(jìn)口和沖壓空氣出口葉片用來調(diào)節(jié)通過熱交換器的空氣流量。要增加冷卻，沖壓空氣葉片會開大些，旁通活門會關(guān)小些。要增加溫度，沖壓空氣葉片關(guān)小些，旁通活門開大些。起飛和著陸過程中，沖壓空氣進(jìn)口葉片完全關(guān)閉以防止外來物進(jìn)去。 主件控制器：組件控制器主要用來控制組件流量控制活門何旁通活門，每個組件控制器能跟據(jù)從區(qū)域控制器來的所需信號對相應(yīng)的組件進(jìn)行基本的溫度和流量調(diào)節(jié)。組件控制器同樣也控制著進(jìn)出給散熱器散 熱的空氣流量 .以達(dá)到得到相應(yīng)溫度的冷空氣 .(注意在起飛降落階段控制進(jìn)出散熱器部位空氣的兩個開口艙不允許打開的 )。 總結(jié)：如果把這一過程簡單化 ,可以把除了組件控制器以外的部分和為空調(diào)組件 .即熱空氣通過空調(diào)組件得到調(diào)溫調(diào)濕的冷空氣。 從空調(diào)系統(tǒng)得到的冷空氣要經(jīng)過與引氣進(jìn)行相應(yīng)的混合，然后才可以輸送到客艙進(jìn)行客艙的溫度調(diào)節(jié)。 圖 26 為冷熱空氣混合調(diào)節(jié)座艙溫度的基本原理圖，由圖可以得到： 混合器：由兩個空調(diào)組件出來的調(diào)節(jié)好的空氣在混合器里經(jīng)過混合，然后再送往各個座艙。混合器也可用于當(dāng)其中一個空調(diào)組件發(fā)生故障的時候 ，可以把另外一個組件的空氣分送給三個座艙。如果兩個組件全部出現(xiàn)故障，（失效或者冒煙）混合器可以臨時的把緊急沖壓空氣引入空調(diào)系統(tǒng)，代替從空調(diào)組件中出來的空氣。 緊急沖壓空氣：在緊急情況下向飛機的通風(fēng)空氣提供外界空氣。 區(qū)域溫度：駕駛艙 ,前客艙和后客艙這三個稱為區(qū)域溫度。從混合器輸出的空氣就分A320 飛機空調(diào)系統(tǒng)工作原理與使用維護(hù)分析 13 成三個部分分別輸送到這三個區(qū)域溫度。 區(qū)域控制器：根據(jù)溫度傳感器和溫度選擇器來選擇合適的座艙溫度，然后把信號發(fā)給組件控制器，進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。所以溫度調(diào)節(jié)是自動的。在 A320 中每一個控制器包括一個主計算機和一個電控的獨立的輔助 計算機，當(dāng)主計算機故障時輔助計算機能作為備用。 調(diào)整空氣活門：能把從混合器出來的調(diào)節(jié)好的空氣和熱空氣按一定比例混合得到需要的溫度輸送到需要調(diào)節(jié)的區(qū)域溫度。 總結(jié)：空氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的最基本的原理就是控制進(jìn)入座艙空氣的溫度，也就是調(diào)節(jié)相應(yīng)的進(jìn)入座艙的冷、熱空氣的混合比例，達(dá)到對座艙溫度的合理調(diào)節(jié)。 14 第 3 章 空調(diào)組件（ PACK）的超溫故障分析 A320 型飛機的空調(diào)系統(tǒng)主要由區(qū)域溫度控制系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、電子設(shè)備通風(fēng)系統(tǒng)及貨艙通風(fēng) /加熱系統(tǒng)組成。本章闡述了區(qū)域溫度控制系統(tǒng)中的核心 ——— 空調(diào)組件（ PACK）的工 作原理以及關(guān)于超溫故障的簡要分析。 PACK 組成及工作原理 A320 型飛機裝有兩套構(gòu)造完全一樣、可同時或獨立工作的 PACK。 PACK 組件的作用是將氣源系統(tǒng)提供的高壓、高溫引氣轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏?、低壓可供座艙溫度調(diào)節(jié)之用的“ 冷”空氣。 PACK 的組成 PACK 組件是由流量控制活門、熱交換器、空氣循環(huán)機、冷凝器、再加熱器、旁通活門、防冰活門、水分離器以及對 PACK 組件進(jìn)行監(jiān)控的多個傳感器和 PACK 計算機組成。以上部件除 PACK 控制器外，都安裝于空調(diào)艙內(nèi)。 PACK 的工作原理 通過流量控制活門的熱引氣，先后經(jīng)過初級熱交換器、 ACM 的壓氣機部分、主熱交換器、再加熱器、冷凝器、水分離器、再加熱器、 ACM 的渦輪部分、冷凝器進(jìn)行熱交換和壓縮膨脹做功將原先進(jìn)入 PACK 前的高溫、高壓熱空氣轉(zhuǎn)變?yōu)闇囟容^低、壓力略大于座艙壓力的可供進(jìn)行座艙溫度調(diào)節(jié)的“冷”空氣。 (1)流量控制 流量控制活門（ FCV）安裝在整個 PACK 組件的上游，為電控氣動的蝶型活門，它受PACK 控制器的控制，調(diào)節(jié)通過 PACK 組件的熱空氣流量和壓力。在 FCV 的下游安裝了一個壓力傳感器，該傳感器通過比對通過 FCV 熱空氣的壓力和環(huán) 境氣體的壓力將一個電信號傳送給 PACK 控制器，從而使 PACK 控制器計算出流過 FCV 的熱空氣流量。 (2)空氣冷卻 PACK 組件中大部分部件都是因為此目的而安裝的。初級熱交換器、主熱交換器、 ACM、再加熱器、冷凝器、水分離器都是用來將進(jìn)入 PACK 的高溫氣體進(jìn)行空氣循環(huán)、熱交換從而達(dá)到冷卻熱空氣的目的。 A320 飛機空調(diào)系統(tǒng)工作原理與使用維護(hù)分析 15 (3)溫度控制 溫度控制的作用就是控制 PACK 出口的溫度，使 PACK 出口的空氣溫度能夠滿足客艙溫度調(diào)節(jié)的需要。它的這一功能主要由旁通活門、防冰活門、沖壓空氣進(jìn)出口門、多個傳感器和 PACK 控制器來實現(xiàn)。 PACK 超溫故障分析與排除 PACK 組件作為空調(diào)系統(tǒng)的核心，其工作的正常與否關(guān)系到整個空調(diào)系統(tǒng)能否正常運行。如果出現(xiàn)單 PACK 故障，飛機將限制高度飛行，而在空中如果出現(xiàn)雙 PACK 均不能正常工作的話，飛機則要緊急下降高度。因此，作為機務(wù)維護(hù)人員，對 PACK 故障的及時排除就顯得尤為重要。在日常維護(hù)時發(fā)現(xiàn)， PACK 故障出現(xiàn)頻率較高，尤以超溫故障為最，而在排此故障時，工作量巨大，這對準(zhǔn)確判斷故障就提出了更高的要求。 故障的分類 PACK 超溫故障根據(jù)超溫位置不同可分為壓氣機超溫故障和 PACK 出 口超溫故障。而根據(jù)超溫的真實與否，又有真假超溫故障之分。由于由線路、傳感器或計算機故障所引起的假信號、假超溫情況在日常維護(hù)中較少出現(xiàn)，一般更換 PACK 控制器或傳感器就可以排除。主要探討的是壓氣機超溫故障和 PACK 出口超溫故障。 故障的分析 (1)壓氣機出口超溫故障 該故障是 PACK 系統(tǒng)中最常見的故障，當(dāng)壓氣機出口溫度超過 230℃ 四次，或壓氣機溫度超過 260℃ ，此故障被激發(fā)，顯示在電子中央監(jiān)控器（ ECAM）上。此故障的原因可能是 PACK 組件中熱交換器、 ACM 的性能下降，也可能是 FCV 的開度過大， 或者是沖壓進(jìn)出口門的開度小等原因引起。為了準(zhǔn)確判斷故障的原因，應(yīng)該充分了解故障的情況。中央故障顯示系統(tǒng)（ CFDS），會在每次超溫故障發(fā)生之后記錄故障信息。飛機綜合數(shù)據(jù)系統(tǒng)（ AIDS），會在故障發(fā)生時自動記錄一份環(huán)境控制系統(tǒng)（ ECS）報告。 ECS 報告中記錄了故障發(fā)生時， FCV 的流量，各個溫度傳感器所獲得的溫度，旁通活門的開度，沖壓空氣進(jìn)出口門的開度等很多重要信息。在有些情況下，當(dāng) PACK 超溫時， CFDS 上會有相應(yīng)的故障信息，比如， ACM 或進(jìn)出口作動筒。這時，在確認(rèn)故障后，可以根據(jù) CFDS 上的信息，更換相應(yīng)的進(jìn) 口、出口作動筒或 ACM。但還有很多情況下， CFDS 上沒有提供故障信息，這就需要根據(jù) ECS 報告中的數(shù)據(jù)來分析故障。 PACK 組件在設(shè)計時，已經(jīng)考慮到超溫情況 16 的存在，在超溫前（ 接近上限溫度前），提供了多種防止超溫的措施（如表 31）。 表 因此，在檢查 ECS 報告數(shù)據(jù)時，要著重檢查進(jìn)出口門的開度（有沒有全開）和 FCV的流量大?。? 是否過大）。如果沖壓空氣進(jìn)出口沒有全開，故障的原因就在進(jìn)出口作動筒和 PACK 控制器上。如果 FCV 開度過大，可能有幾方面的原因，一是 FCV 本身的原因，二是氣動溫度傳感器或傳感氣路有問題，三是控制 FCV 的 PACK 控制器故障。 由國內(nèi)大氣污染相對歐美要嚴(yán)重一些，因此在同樣的飛行小時內(nèi)，飛機上的一些熱交換器（如初級、主熱交換器，再加熱器和冷凝器），性能下降要較國外的快些。這些熱交換器的性能下降，導(dǎo)致空氣熱交換不 充分，也會引發(fā) PACK 壓氣機的超溫。 (2)PACK 出口超溫故障 當(dāng) PACK 出口溫度傳感器探測到 PACK 出口溫度大于 95℃ 時，此故障被激發(fā)。出現(xiàn)此故障時，一般情況下只有 ECAM 警告和 ECS 報告。與壓氣機超溫一樣， 在出現(xiàn)故障后都先檢查 CFDS 上有無信息，如有，根據(jù) CFDS 上的信息排故。當(dāng) CFDS 上無信息時，也要檢查 ECS 報告。因為 PACK 出口溫度要達(dá)到 95℃ 才能激發(fā)警告，因此，只可能是從旁通活門或防冰活門過來的熱引氣才能使 PACK 出口溫度超溫。首先，檢查故障時旁通活門的位置（在 ECS 報告上），如果活門位 置不在關(guān)閉位，可以判斷此超溫故障與旁通活門或控制它的 PACK 控制器有關(guān)。此類故障多數(shù)情況下并非由旁通活門引起，而是因為防冰活門未關(guān)造成的。防冰活門不正常打開的原因有兩點，一是活門故障，二是控制防冰活門的氣動傳感器故障。更換防冰活門或氣動傳感器可以排除此故障 [2]。 壓氣機溫度 (℃ ) 采取措施 180 以下 正常工作 180220 減小關(guān)閉沖壓進(jìn)氣口 沖壓空氣進(jìn)口不再關(guān)閉 以上 開 (地面 100%，空中 70%) 在 230 時 氣動溫度傳感器開始關(guān)閉 FCV 在 260 時 警告產(chǎn)生 A320 飛機空調(diào)系統(tǒng)工作原理與使用維護(hù)分析 17 故障樹 造成 PACK 超溫故障的原因：壓氣機出口超溫故障； PACK 組件熱交換器、 ACM 的性能下降； FCV 的開度過大；沖壓進(jìn)出口門的開度??； PACK 出口超溫故障；防冰活門未關(guān)；旁通活門故障；控制旁通活門的 PACK 控制器故障。 P A C K 超 溫 故 障壓 氣 機 出 口 超 溫 故 障P A C K 出 口 超 溫 故 障X 6X 5X 3 X 4X 2X 1 X1： PACK