A320飞机流量控制活门1303A0000故障分析

韦师　兰朝辉

【摘 要】流量控制活门是飞机空调系统上的重要部件，用于控制进入空调组件的空气流量，并起关断作用。流量控制活门在使用过程中常因为功能故障送修。针对某次送修的故障现象，本文从部件功能、工作原理、故障定位和故障排除几方面进行阐述。

【关键词】流量控制；空调系统；力矩马达

中图分类号： V263.6 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）36-0031-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.36.013

Fault Analysis for Flow Control Valve 1303A0000 of airbus A320

WEI Shi LAN Chao-hui

（Wuhu ShuangYi Aero-Tech Co.，Ltd，Wuhu Anhui 241000）

【Abstract】Flow control valve is an important component of the air conditioning system，and is used to control the flow which will entry air conditioning system，and shut off the flow if necessary.In view of certain fault，this article illustrates the function，operation principle，localization of fault and fault isolation of the flow control valve..

【Key words】Flow control；Air conditioning system；Torque motor

1 故障状况

A320飞机的流量控制活门1303A0000在飞行1000多小时之后送修，送修原因为“PACK 2 FCV在LOW位”。

2 原因分析和定位故障

流量控制活门1303A0000安装在飞机空调系统的入口。由于引气系统来的热空气温度過高，不能直接用于座舱，必须先进行冷却。对热空气的冷却是由空调组件完成的。由引气系统来的热空气通过流量控制活门进入空调组件，流量控制活门用于控制进入空调组件的空气流量，并起关断作用。

2.1 产品描述

流量控制活门（以下简称FCV）主要由蝶阀、气动作动筒、电气调节器、减压器、力矩马达、电磁阀和下游压力调节器组成。FCV为空调系统提供恒定的气流，并限制气流，必要时或异常发生时能完全关断气流。

2.2 工作原理

2.2.1 气流关断

电磁阀通电，将气动作动腔的压力释放，活门蝶片因此关闭。

2.2.2 气流调节

空调组件控制器（PC）根据通过文氏管的计算流量控制FCV。电气调节由压力调节器和力矩马达共同完成。蝶片的角度取决于通过力矩马达的电流。

（1）压力调节

压力调节器保持恒定的上游压力通过节流孔G1。该压力取决于阀芯相对阀座的位置，上游压力通过节流孔G2进入压力调节器膜片下方，膜片在该压力的作用下移动。上游压力通过节流孔G1后进入作动腔。

（2）力矩马达

PC通过压差传感器感受上游压力（P1）和文氏管喉部的压力（P2）之间的压差，并根据该压差控制通过力矩马达的电流。力矩马达未通电流时，挡块堵住排气孔，作动腔内感受的压力为上游压力。当力矩马达有电流通过时，转子的转动改变了挡块与排气孔之间的角度位置，使得节流孔G1下游的泄漏量可变。因此，作动腔内的压力随着泄漏量的改变而改变，从而改变了蝶片的位置，完成流量调节。

2.2.3 下游压力限制

当下游压力超过预先设定值时，下游压力调节器的阀板抬起，将气动作动腔的压力释放，活门蝶片因此关闭。

2.2.4 过热保护

当压缩机出口温度过热时，气动作动筒通过气动过热探测器（CPNOH）将FCU作动腔内的压力释放，活门关闭。

2.3 故障分析和定位

首先，将FCV与试验台连接并根据CMM进行初检使得故障复现。在测试过程中发现力矩马达动作失效，活门在指定电流范围内无动作。进一步检查发现，与力矩马达转轴联动的挡块在力矩马达通电过程无转动，因此初步判断故障原因为力矩马达轴承太脏，导致转子转动时阻力过大。

维修人员对力矩马达的轴承进行了清洗，并重新装机测试。测试的结果显示，挡块在力矩马达通电时能转动，但有新的故障产生，活门动作时力矩马达的电流超限。

根据FCV的工作原理，我们得出可能产生故障的原因为：

（1）力矩马达调节不正确；

（2）力矩马达损坏。

3 检查故障源

3.1 重新调节力矩马达

根据CMM要求，在调节力矩马达之前首先需要调节减压器，使得20.3～23.2psig的上游压力通过减压器后压力降低至10.15～10.87psig，该压力即力矩马达未通电流时作动腔中的压力。

调节力矩马达：力矩马达的位置暂不固定且不通电，预留出调节空间。用工装将挡块压紧在基座上堵住排气孔，给力矩马达通125mA的电流，然后再拧紧螺栓将力矩马达的位置固定。

维修和技术人员根据要求将力矩马达重新调节好并固定后，返回减压器调节步骤检查作动腔压力是否受力矩马达调节影响。通过测试发现，力矩马达不通电时，20.3～23.2psig的上游压力通过压力调节器后进入作动腔的压力小于10.15psig。说明挡块和基座之间存在较大的间隙，挡块无法将排气孔堵住，上游压力从排气孔逸出。通过反复几次调节，依然未能将参数调节至合格范围，进一步考虑力矩马达损坏的可能。

3.2 检查力矩马达

直流力矩马达的工作原理和传统型直流伺服电机相同，只是在结构和外形尺寸上有所不同，其输出力矩与输入电流成正比，能和负载直接连接产生较大转矩，能带动负载在堵转或大大低于空载转速下运转的电动机。

通过前述测试可知，挡块是力矩马达的负载，在轴承正常工作的条件下，挡块的负载作用较小，且力矩马达在通电过程中，挡块可以正常转动，基本可以排除力矩马达损坏的情况。因此，进一步考虑挡块的损坏。

维修人员将挡块拆下，经检查后发现，挡块经过长期反复地与基座表面挤压和松开造成了磨损并出现凹坑。维修人员对挡块进行研磨处理，去除了表面凹坑，然后重新装机进行调节。但由于研磨后使得挡块与基座之间的间隙进一步加大，因此修理后的挡块也未能满足调节要求，只能将其更换。

4 故障排除

维修人员将挡块换新后重新对FCV进行调节并整体测试，各方面性能均满足CMM要求，活门的故障得到排除。在力矩马达的挡块位置调节的过程中，虽然CMM中未明确规定，但我们注意到，当作动腔的压力降低至6psig时，活门开始关闭，进一步降低至3psig时，活门全关。这一发现有助于挡块位置的调节。

5 结论

本文从FCV的功能和原理上着手，对FCV故障进行了描述和分析，从中也总结出排除故障的一些经验，希望能够借此为读者在以后的产品修理中起到帮助作用。

【参考文献】

[1]CMM21-51-14.LIEBHEER 2011.

[2]邓星钟.机电传动控制.华中科技大学出版社.2006.

[3]空客A320机型概述.