R44直升机空调系统原理及常见故障分析

叶 宇

R44直升机空调系统原理及常见故障分析

叶 宇

（中国民航飞行学院新津分院，成都 611430）

以在中国应用广泛的罗宾逊公司R44直升机为例，针对其空调系统从构造、工作原理以及组成等方面进行论述，针对日常使用维护过程中的实际问题重点分析了其故障多发得出部件及原因，并提出了相关应对方法。

直升机 空调 故障

引言

飞机空调系统是为了给驾驶舱和客舱保持一个舒适的环境温度。现代直升机空调系统的制冷组件按工作原理分为蒸发循环制冷组件和空气循环制冷组件两种。中小型直升机通常采用的蒸发循环制冷系统是利液态制冷剂的相变来吸收座舱空气中的热量，从而使系统中的空气在进入座舱和设备前显著地降低温度[2]。

1 R44 直升机空调系统组成及原理

1.1 空调系统组成

R44直升机采用蒸发循环制冷系统，座舱空调系统如图1所示，系统类似于通用汽车和轻型飞机系统，包括一个压缩机（位于发动机左侧整流罩），一个冷凝器（安装在发动机散热风扇涡管左侧），一个蒸发器和风扇组件（安装在后座舱悬臂上），一个膨胀活门，一个头顶出口导管和内部连接的导管和软管。另外，为保障整个空调系统安全稳定运转，还安装有一个全油门切断电门、一个温度感应电门、两个温度探头和两个压力感应开关[1]。

1.2 系统工作原理

该空调系统采用独立的冷却液以及冷凝器、蒸发器以及压缩机等设备，利用制冷剂的相变特性，向座舱提供经过冷却降温的、合适温度的空气，以满足飞行机组人员的需要。

图1　R44直升机空调系统循环示意图

表1　R44空调系统故障原因分析表

除压缩机是依靠发动机附件驱动盒上的皮带装置驱动外，其他整个空调系统的运行处于完全独立状态，与发动机、机体等各系统、部、附件的工作没有任何关联。

2 空调系统的安全运转控制

整个空调制冷系统,安装有一个全油门切断电门、一个温度感应电门、两个温度探头和两个压力感应开关。

2.1 全油门切断电门

通过一个位于主控制通道内的油门推拉杆后端直角摇臂附近的微动开关，感受油门的位置，当感受到油门处于全开启状态时（全油门进气压力下约一英寸MAP时），全油门切断微动电门开始工作，自动切断整个空调系统的电力，终止空调系统的继续工作，以保障并满足发动机在全功率状态下的动力输出。燃调油门臂距离全油门止挡块间隙0.15英寸-0.20英寸，以此标准范围内，进行油门推拉杆后端直角摇臂附近的微动开关的调整，即全油门切断电门接通与关断时机的调整。

2.2 冷凝温度感应电门和温度探头

温度探头不是探测座舱内部温度，而是探测空调系统的冷凝温度，并将信号传递至冷凝温度感应电门。当冷凝温度在34℉，冷凝感应电门断开；当冷凝温度在38℉时，冷凝感应电门闭合。这样就通过感受系统冷凝温度的高低，自动调节空调系统的冷凝温度，从而达到调节座舱温度的需求。

2.3 压力感应开关（一个高压、一个低压）

两个压力感应开关均感受来自压缩机出口的制冷剂的压力。

（1）高压感应开关。当制冷剂的压力在340PSI—375PSI时，高压切断开关断开；当制冷剂的压力在240PSI—260PSI时，高压切断开关开启。高压感应开关的功用在于保护压缩机在高压状态下的安全稳定工作。

（2）低压感应开关。当制冷剂的压力在4PSI—6PSI时，低压切断开关断开；当制冷剂的压力在32PSI—34PSI时，低压切断开关开启。低压感应开关的功用在于保护压缩机在低压状态下的安全稳定工作。

3 常见故障分析

3.1 主要故障分析

通过对近年来R44直升机使用维护过程中空调系统发生的故障进行统计分析得出该系统存在3类常见故障。如表1所示。

3.2 日常使用维护注意事项

3.2.1 冷冻液的维护工作

（1）冷冻液的恢复。在系统充过冷冻液后，如果有泄露或其他问题，在对系统工作前，必须先恢复冷冻液。可使用汽车用空调维护设备来恢复冷冻液，该设备可从汽车厂商买到，最低设备部件包括一个真空泵、容器、压力/真空表和相关的导管和接头。确保设备与冷冻液兼容，有合格的技术人员对冷冻液进行恢复。

汽车型高风和低风系统维护端口在发动机左边整流罩内的垂直防火墙上。将维护设备连接到系统维护端口，按照厂商说明恢复冷冻液。

（2）冷冻液的补充。在充液前，确保系统在全真空状态，以减少湿气进入。将维护设备连接到系统维护端口、真空系统，按照厂商说明补充冷冻液，正确的充液量是1.25磅（1 磅4盎司或0.567千克）冷冻液。

3.2.2 泄露检查

可根据已有的设备，使用不同的技巧来检查是否泄露。进行泄露检查时，不能运行飞机或系统。另外，正在运行的系统的压力和温度的改变使得泄露更加难以发现。

真空系统在没有真空泵的帮助下，应该能容纳全部真空（在海平面27-29英寸汞柱）20分钟或更长。如果真空系统有了压力，可能发生了泄露。

技术人员应该完全熟悉真空设备，确认泄露发生在飞机系统，而不是真空设备或连接处。要检查充过液的系统内是否有泄露，可以在怀疑的部位的导管和接头上涂抹肥皂水（有气泡说明有泄露），或者使用可以买到的电子冷冻液探测器，按照厂商说明操作。

如果地方安静，大的泄露可以听到，或在泄露区结霜。但是结霜并不一定就是泄露，正常的系统操作或充液可以导作一些部件上形成霜，同时系统压力也不是充液状态或泄露存在的可靠标志。因为R134a是液体/蒸汽的混合物，系统不工作时，随着更多液体的蒸发，压力会保持连续直到绝大多数的充液丢失。

很小的泄露可以通过给系统充氦气来发现，氦分子比R134a分子小，会更快泄露， 给系统充到最大200平方英寸，使用商业买到的电子氦探测器或肥皂水来找到泄露。泄露很容易发生在硬导管和软导管之间的接头和弯曲的传送部位，要在这些部位集中精力做初始的泄露探测。

3.2.3 空调系统维护

（1）自身安全。氟利昂是无色无味但有毒的液体，且比空气重，应避免吸入，为此要在敞开通风处维护；由于氟利昂蒸发温度低，溅到皮肤或眼睛上会造成伤害，因此维护时应戴上护目镜、手套，穿上防护服等。

（2）及时充灌氟利昂。当系统的氟利昂液体指示器中出现气泡时，表明需要灌充氟利昂。具体灌充程序和方法必须参考直升机维护手册的要求进行操作。

（3）保证蒸发器空气流量。蒸发循环制冷系统工作时，必须保证蒸发器的空气流量充足，否则会在蒸发器上结霜，以作影响制冷效果。

（4）空调压缩机滑油的添加。完全空的压缩机需要大约2-3盎司的滑油，视情添加滑油，使滑油刻度尺的读数达到8-10个刻槽。添加规定量的滑油后，应拧紧加注口盖，并实施156磅•英寸的力矩。

（5）空调压缩机皮带的更换条件。根据皮带的实际状况进行更换，即如果出现皮带有磨伤的边缘、过多的裂纹、热损坏或橡胶劣化、扭曲变形等情况，则应立即更换皮带。

[1]《Robinson Helicopter Company R44 Maintenance Manual RTR460》APR 2012.

[2]陈康，刘建新.直升机结构与系统[M].北京：兵器工业出版社，2007.

The Principle and the Daily Faults Analyze of the R44II Helicopter Air-Conditioner System

YE Yu
(Civil Aviation Flight University of China Xinjin Subuniversity,Chengdu 611430)

For the widely used Robison R44II helicopter in China, directing to the air-conditioner system,it introduced the construction，the principle and the components,then prominently analyzed the troubled assembly and reason from the usual operation and maintenance,finally proposed the related countermeasures.

helicopter, air-conditioner, trouble