空客A320引气系统常见故障分析

曾圣水

摘要：A320系列飞机的发动机引气系统故障较多，排故准确率较低，极大地影响了机队技术状态和运行品质。本文在介绍V2500发动机引气系统工作原理的基础上，结合近年本公司发生的引气系统故障特点进行分析，整理得到的维护经验可为今后的排故工作提供参考。

关键词：压力调节阀;高压阀;电磁阀;防返流装置

1故障数据统计

筛选本公司2012年至今A320系列飞机引气系统主要故障共计35个，按故障现象大体分为：引气压力波动（活门时开时关），共计25次;活门打不开（PRV、HPV），共计7次;指示故障，共计2次;其他故障，1次。如图1所示。

由此可见，引气压力波动伴随活门时开时关以及活门无法正常打开这两种故障现象是排故工作的重点，也是本文后续数据分析的主要内容。

针对25次引气压力波动的排故工作，梳理排故过程后发现其排故准确率非常低，每一次排故都是持续数日，更换多个部件，多次试车，才能完成排故。具体情况如图2、图3所示。

2 V2500发动机引气系统工作原理

为了更好地对故障数据进行分析，首先有必要了解发动机引气系统的工作原理。V2500发动机引气系统的引气来源有两个，分别是中压级引气（高压压气机7级）和高压级引气（高压压气机10级）。发动机处于低功率状态时由于中压级引气压力不足，因而高压阀打开，由高压级提供引气;当发动机运转至高功率状态时，高压阀关闭，由中压级提供引气，经过压力调节阀（PRV）的调压和预冷器的调温后产生合适温度、压力的引气，便可以供给下游用户使用。

2.1主要部件介绍

如图4所示，引气系统由BMC计算机控制，其压力调节活门有三个，分别是高压阀（HPV）、PRV以及过压阀（OPV）。其中，电磁阀（10HA）控制PRV的开关，电磁阀（4029KS）可以控制HPV的开关，而过压阀则是一个安全保护装置，在系统超压时执行气动关闭。

PRV和HPV都是电控气动部件，系统有多个sensorline用于传递压力信号，作动阀门开关。其中最为重要并且故障率最高的是含有软管的三根sensorline，图5中用颜色对它们加以区分，浅蓝色sensorline：lOHA-PRV之间;深蓝色sensorline：7HA-PRV-lOHA之间;灰色sensorline：HPV-4029KS-PRV之间。

另外，系统还有两个压力传感器7HA和8HA。7HA探测调压前的压力，传递信号给BMC，用于监控;8HA探测经PRV调压后的压力，用于ECAM显示，即在驾驶舱看到的引气系统压力来源于8HA传感器。

2.2 HPV的工作原理

HPV是一个蝶形阀，系统没有压力时由弹簧弹力保持在关闭位，打开HPV至少需要8psi的压力。HPV和PRV之间有一根sensorline相连，就是图5中灰色sensorline的一部分，其作用是在PRV关闭时将HPV也气动关闭。

电磁阀4029KS作为HPV的电磁阀安装在风扇机匣上，也有一根sensorline与HPV相连，用于气动控制HPV的开关，其与HPV和PRV之间的sensorline共同组成了灰色sensorline。

电磁阀4029KS受EEC控制，在巡航階段时只要引气系统处于正常构型，即大翼防冰未打开，双引气双PACK正常工作，PS3≥110psi，飞行高度>15000ft，EEC就会使4029KS电磁阀通电，灰色sensorline与大气相通，关闭HPV。反之，计算机探测到引气系统为非正常构型，则会通过4029KS打开HPV，提供充足的引气压力。

2.3 PRV的工作原理

PRV也是一个蝶形阀，系统没有压力时也由弹簧弹力保持在关闭位，PRV调节系统压力为44±3psi。

电磁阀10HA控制PRV的开关，10HA不仅仅是一个电磁阀，还包含一个防返流部件以及一个热电偶。

与10HA相连的sensorline共有三根，分别是图5中与PRV相连的浅蓝色sensorline;与7HA及PRV上游管路相连的深蓝色sensorline;与预冷器下游相连的黑色sensorline。

电磁阀10HA持续感受预冷器下游的引气温度，并且监控PRV上下游的引气压力差异，通过电控气动方式控制PRV的开关，主要有以下两个功能。

1）电控关闭功能：当电磁阀通电时，图6中的三角形阀门向上移动，导致PRV控制气路通过绿色sensorline与大气相通，PRV在弹簧弹力作用下关闭。

2）防返流功能：10HA内部的膜片一侧通过黑色sensorline探测预冷器出口即PRV下游的引气压力;另一侧通过深蓝色sensorline探测调压前即PRV上游的引气压力。当上下游压力差下降到0.01bar（0.145psi）时，防返流功能被激活，电磁阀被膜片气动打开，造成PRV关闭。

3故障判断

根据上述的V2500发动机引气系统工作原理，对各个sensorlme漏气可能造成的故障现象进行分析，通过对故障现象的判断，帮助一线工作人员更加准确地排除故障。

1）浅蓝色sensorline漏气：该sensorline用于10HA控制PRV开关，其工作原理是电磁阀通电，气路与大气相通，关闭PRV。因此，浅蓝色sensorline的漏气将导致气路一直与大气相通，PRV无法打开。

2）深蓝色sensorline漏气：该sensorline连接10HA、PRV以及7HA，用于探测PRV上游压力，为10HA防返流提供信号。深蓝色sensorline的漏气将导致10HA探测到一个错误的PRV上游压力信号，压力远远小于下游压力，激活防返流功能，气动关闭PRV。一旦PRV关闭，下游压力随之下降，系统恢复，PRV再次打开，如此循环往复，表现出来的现象就是PRV时开时关，引气压力波动，同时导致HPV也时开时关。

3）灰色sensorline漏气：该sensorline用于4029KS和PRV气动控制HPV，与浅蓝色sensorline类似，其漏气将导致HPV无法打开。

4数据分析

4.1引气压力波动分析

对本公司机队排故数据的分析发现，造成引气压力波动、活门时开时关故障的部件主要有10HA、7HA硬管以及sensorline软管（与7HA相连），故障比例如图7所示。

1） 10HA本体故障造成引气压力波动的次数最多，所占比例高达60%，并且从外观上不容易观察到。从送修厂家处了解到，大部分10HA本体故障都是由于其內部防返流膜片因长期使用而老化变形，不能起到保压作用，导致引气压力波动，活门时开时关。

2） 7HA硬管断裂发生的频次也很高，通常这种断裂很容易通过肉眼观察到，如图8所示，建议工作者在排故时重点检查该管路。

3） Sensorline软管（与7HA相连）漏气也很常见。航线维护中有时会发现软管有断丝现象，这可能是长期漏气造成的，但更多的时候从外观上并不能明确发现缺陷，此时只能借助引气渗漏测试工具进行检测。

上述三个部件的故障就是造成引气压力波动和活门不停开关的主要原因，从故障率的角度分析10HA可能性最大，而7HA的硬管最容易被检查到，sensorline软管只能通过专用工具检查。因此，在完成此类排故工作时，应优先检查7HA硬管有无断裂，再考虑更换10HA或者测试sensorline软管。

4.2引气活门无法正常打开分析

引气活门无法正常打开，可能的故障部件包括活门本体、控制电磁阀以及相应的sensorline。统计数据显示，在7次故障中大约一半是第一次直接更换活门就排出了故障，其余的排故工作却是更换了多个故障件，由于数据量较少，不太具有统计意义，但仍表现出排故准确率低、排故周期长的特点。

建议在今后的排故工作中，要根据故障现象进行判断分析，针对对应的sensorline进行保压测试并检查活门，而不是盲目地更换不相关的sensorline，造成不必要的航材浪费。

引气系统的常见故障还有很多，包括HPV指示故障等，都有非常成熟的排故经验，这里就不再一一赘述。

5总结与排故建议

1）详细了解故障现象

不同故障现象对应着完全不同的排故思路和方向，维修人员必须向机组了解故障时引气系统的压力、活门状态等重要信息，必要时还需通过试车确认故障现象，以便于制定准确的排故方案。

2）制定科学的排故方案

根据了解到的故障现象制定合理的排故方案，以避免盲目更换不相关的部件。引气压力波动、活门不停开关应优先检查7HA硬管有无断裂现象，再用渗漏测试工具测试sensorline软管，更换部件时优先考虑10HA，因为其故障率最高;而活门无法正常打开则需对相应的活门进行检查，控制电磁阀及其sensorline管路;检查sensorline时不能仅仅局限于软管，硬管与卡箍的磨损造成漏气在历史上也曾发生过。

3）应用新技术协助排故

AGS软件的合理运用在很大程度上提高了排故效率，对引气系统故障的排除也是如此。通常，引气活门故障时显示仪表的摆动较快，往往在驾驶舱观察不到摆动现象，因此需要在AGS软件里查看故障时的活门状态，以协助工作者更为准确地了解故障情况。