张旭 曲道威
摘要:通过对飞机运行过程中启动活门出现的故障进行收集、分类和描述,剖析启动系统工作原理、启动活门组成及工作原理,判断故障发生的原因,提出排故的方法,为一线飞机维修人员高效完成启动活门排故工作提供参考。
关键词:B737NG;启动活门;故障
Keywords:B737NG;start valve;failure
0 引言
启动活门是发动机启动系统的小部件,在日常发动机启动时经常发生故障,造成发动机启动失败。波音737NG飞机启动活门故障包括:启动活门无法关闭、启动活门关闭晚、启动活门打开慢或打不开、启动活门非指令性打开和启动活门自动打开。飞机维修人员应熟悉启动活门常见的故障现象、分析和处理方法,快速高效地完成排故工作,保证飞机的正常放行。
1 启动系统工作原理
1.1 工作原理
如图1所示,起动发动机时,人工将启动电门打到地面(GRD)位,从电瓶来的28V直流电使显示电子装置(DEU)内的继电器与启动电门内的保持线圈通电,保持线圈通电产生磁力使启动电门保持在地面位。从电瓶来的28VDC电使启动活门内电磁线圈接通,电磁力作动球型阀下移,堵住上腔通气管路。从APU引来的气体压力到达气压作动筒上腔,作动筒内的活塞克服扭转弹簧力下移,并带动蝶形活门打开。当蝶形阀门打开超过1°~3°时,位置电门闭合产生电信号,经过显示电子装置(DEU)处理后传到公用显示系统(CDS)上显示组件(DU),显示启动活门打开信息。APU引气通过蝶形活门到达启动机并推动起动机转动,启动机带动发动机N2轴转动。当发动机N2转速到达25%时,提启动手柄,供油、点火开始。N2>55.3%时,DEU继电器断开,启动电门在弹力下自动弹回关位,同时启动活门电磁线圈断电,活门关闭,启动机自动脱开。启动活门位置电门断开,DU上显示的启动活门打开信息消失。发动机在涡轮功的带动下自动加速到慢车,启动完成。
1.2 启动活门介绍
启动活门安装在启动机供气管上,启动机供气管在发动机外侧的风扇机匣上,位于启动机上方,为电控气动的蝶形常闭活门,由弹簧力加载处于关断位。启动活门由壳体组件和作动筒组件两大部分组成。活门壳体组件包含蝶形活门、活门轴、轴的轴承、外部位置指示器,作动筒组件包含扭转弹簧、气压作动筒、电磁线圈活门组件、活门位置电门、人工超控装置。
在启动机供气管有气源压力的前提下,当启动活门电控打开失效时,可使用一个3/8in的方头传动工具人工打开活门。在活门壳体上的目视指示器上显示出活门位置,通过左风扇整流罩内的一个小孔接近人工超控。孔的周边有相应的操作信息提示(见图2)。
2 常见故障及处理
2.1 启动活门无法关闭
故障现象:N2达到56%时启动电门能自动弹回OFF位,主显示器(PD)上仍显示“START VALVE OPEN”(启动活门打开)信息。
故障分析:当蝶形阀门打开超过1°~3°时,位置电门感应到并在飞机DU上显示启动活门打开。因此,当启动活门无法关闭或关闭不严时将显示启动活门打开信息,即启动活门无法关闭。
处理方法:
1)关车后再次启动,正常,可放行。
2)关车后再次启动,故障还在,则人工超控活门关闭,依据MEL80-03-03放行。
3)依据AMM80-11-03更换右发启动活门,试车测试正常,放行。
2.2 启动活门关闭晚
故障现象:发动机启动后反映启动活门指示未关闭,后续指示正常。
故障分析:正常发动机转速达到55%N2时,启动电门弹回至OFF位,启动活门关闭。如果启动电门已弹回至OFF位而N2约60%时启动活门才关闭,则触发启动活门关闭晚故障代码和相关信息。故障原因可能是启动活门作动筒内的弹簧老化或活塞和作动杆发生损伤和卡阻,使蝶形阀门无法迅速恢复到初始关闭位置,也可能是内部球形阀门的移动出现卡阻而延迟归位引起。如果多次启动仍出现该故障,则应该更换新的启动活门。
处理方法:
1)关车再次启动,如正常,可放行。
2)关车再次启动,如果还是出现启动活门关闭晚,按MEL80-03-03放行。
3)依据AMM80-11-03更换右发启动活门,试车测试正常,放行。
2.3 启动活门打开慢或打不开
故障现象:启动电门打到GND位,DU出现“START VLV OPEN”的时间从延迟几秒到延迟几分钟不等,管道压力35PSI正常。
故障分析:寒冷天气条件下首先考虑蝶形阀门结冰的影响。重新起动几次,如果起动成功,可正常放行。如果启动电门放GRD位的时间稍长一些,虽然启动活门没打开,但是启动电门在GRD位,APU会进入MES模式,引气压力和温度都会升高,有助于将启动活门上的冰融化。如果起动不成功,机务可人工操控活门起动(提醒机组打开APU引气/隔离活门)。待活门成功打开(全开是转90°,转约30°即可)后机组再正常起动一次,如果活门打开正常,飞机可正常放行,否则需要按MEL80-03-03保留放行。如果是启动活门自身的问题,首先排除寒冷天气条件下结冰的影响,如观察到发动机N2无加速或者加速慢,地面測量启动活门供电正常,则可判定为启动活门故障。如果启动过程加速正常,耗时正常,则可能是DEU及其连接线路的问题。DEU及其连接线路的故障较少,这里不做分析。
结冰处理:
1)打开启动活门后等待几分钟,观察活门打开和转速上升是否出现。如启动成功,慢车工作几分钟后关停发动机重新启动,如果正常,可以放行。
2)地面人工操控后,启动正常,且关停后再次启动也正常,可放行。如必须地面人工操控启动活门才能启动,则按MEL80-03-03保留放行。
活门故障处理:
测量启动活门供电正常,则更换启动活门,试车测试正常则故障排除。
2.4 启动活门非指令性打开
故障现象:启动发动机时,从DU实时监控到“ENG-1/2 START VALVE OPEN WITHOUT COMMAND”故障信息。
故障分析:这是飞机状态监控系统(ACMS)监控到的故障信息,可用飞机上的控制显示组件(CDU)或波音网站上的AHM界面来查看和下载该故障信息和排故提示。实时监控出现该故障信息时有两种可能:启动电门故障或启动活门故障。如果出现该故障信息时启动电门没有脱开或启动电门弹回晚(启动电门在N2 60%才自动弹回),应按启动电门无法脱开排故,参照故障隔离手册(FIM)80-07 TASK 808进行,启动电门故障可能性最大(見图3)。
处理方法:
1)启动电门无法自动弹回OFF位,需人工操作,按MEL80-02-03放行。
2)依据AMM80-11-00更换启动电门,完成试车,测试正常。
3)如果出现该故障信息时同时出现启动活门无法打开,人工操控,则可直接判断为启动活门故障。如果出现该故障信息时启动电门正常脱开,没有其他故障现象,应按启动活门故障排故,对应故障隔离手册(FIM)80-07/809,启动活门故障可能性最大(见图4)。
处理方法:
1)关车再次启动,如故障信息消失,可放行。
2)关车再次启动,如果还是出现该故障信息,按MEL80-03-03放行。
3)依据AMM80-11-03更换右发启动活门,试车测试正常,放行。
2.5 启动活门自动打开
APU引气接通后启动活门自动打开的故障发生较少,可能是启动活门内部扭转弹簧失效引起。脱开启动活门插头,接通引气,如果启动活门再次自动打开,则更换启动活门并试车,试车正常后可放行。
3 结束语
根据某航空公司技术部门对飞机状态监控的统计,50%左右的启动活门故障通过重复启动发动机或延迟启动过程等待的时间(如结冰)即可恢复正常,50%左右的故障通过人工超控后可故障保留放行,只有不到5%的故障必须马上更换启动活门,试车后才能放行。启动活门故障现象虽然频繁且多样,但绝大部分故障并不影响发动机的启动和飞机的放行,飞机维修一线人员在碰到这类启动活门故障时不必产生过大的心理压力,对于应正常放行的情况不必保留放行,对于应保留放行的不必停场换件,对于应必须换件的迅速换件。要提高故障排除的效率,前提是建立在对故障现象、分类和处理方式熟练掌握的基础上的。
参考文献
[1] Boeing. B737-600/700/800/900 Aircraft Maintenance Manual [Z]. 2016.
[2] Boeing. B737-600/700/800/900 Fault Isolation Manual [Z]. 2016.
[3] Boeing. B737-600/700/800/900 System Schematics Manual [Z]. 2016.