空客A330引气故障排故分析

李玉成

摘要：引气故障是发动机上的常见故障之一，但究其原因却种类繁多，近年来参与了多次引气故障分析和排故，本文对一起典型的引气疑难故障进行了研究与总结，提出了具有针对性的维修建议，为维修人员在该系统故障的排除上提供了借鉴和参考。

关键词：引气压力;故障分析;风扇阀;过压阀

中图分类号：TN9;TP3                                文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）06-0107-03

0  引言

发动机引气是飞机最重要、也是最主要的气源，用于发动机启动系统，机翼和发动机防冰系统、液压油箱水箱增压系统、以及客舱增压和空调系统等，具有诸多敏感部件的A330飞机TRENT700发动机引气系统故障呈现多发性、重复性和复杂性的特点。有鉴于此，对引气系统的疑难故障分析和总结显得尤为必要，从而使该系统的维护和故障隔离更为高效、科学。

1  事件背景

一架A330空中出现警告信息 AIR ENG 1 BLEED FAULT，故障信息 THRM（5HA1）/FAN AIR-V（12HA1）/SENSE LINE，且一发引气温度高，先后更换了5HA1，风扇阀 12HA1，温度传感器 10HA1，sense line，预冷器，C 涵道预冷器波纹管及 BMC1，但故障依旧，最后更换了 OPV后故障消失。

2  原理介绍

①发动机低功率时使用高压压气机引气，高功率时使用低压压气机引气。PRV 起压力调节作用，其开关受电磁阀 7HA 控制;OPV 防止下游超压，为纯机械结构;发动机引气通过预冷器降温，其冷气气源由风扇阀 FAV（12HA）控制，FAV开度受热敏控制器 5HA 控制;5HA 在预冷器下游，向 FAV提供作动气源，从而打开 FAV。

②调节压力传感器8HA 用于 ECAM 上压力指示，该传感器在 PRV 和 OPV 之间;温度传感器 10HA 用于 ECAM上温度指示，该传感器位于预冷器下游，预冷器下游温度在 257-270°C 之间超过 55 秒就会触发引气故障警告。

③风扇阀 FAV（12HA）：FAV 不工作时由弹簧力使蝶形阀保持在关位。当5HA提供压力信号达到 4.35PSI时，FAV开始打开，压力信号达到 7.9PSI时，FAV 到达全开位。但是由于实际工作中会受到风扇引气压力或其他部件阻力的复杂影响，故 CMM地面测试时会让控制腔压力达到 10-18PSI 来确保FAV 可以全开。

④风扇阀温度调节器（5HA）：5HA 通过两根热探头来感受预冷器温度，分别对应 150℃和 200℃，到达预定的温度级别后探头移动，将预冷器的引气经过调节后输入到 FAV 的控制腔。当温度到达 250℃后，电磁阀上电，使输出压力增大到 14-21PSI，使 FAV 可以保证全开，防止温度继续上升。简单讲，5HA 就是一个根据温度输出控制压力的部件。关于 5HA 测试的时候，要求输入的 5HA 的压力要到 42PSI，才能保证在250℃时 5HA 输出到 FAV 的压力有 14-21PSI，而 FAV 实际工作能保证全开的压力也在 10-18PSI。

⑤过压阀 OPV（13HA）：OPV 是一个气动工作的蝶形阀，通常由弹簧保持在开位，当引气上游压力超过 82PSI关闭。当压力上升到活塞关闭压力时，活塞向下移动，静封严逐渐离开壳体，此时压强不变的情况下，面积变大，所以活塞向下移动会加速，使 OPV 快速关闭。通气孔则是防止活塞在向上移动的时候因压力原因不能到位，如图1所示。

3  排故过程

使用AGS对发动机引气参数进行分析，发现飞行过程中HPV打开就会造成一发引气温度快速上升，从而触发引气故障警告，如图2所示。通过图2能看出：①双发HPV开关动作一致;②双发引气压力基本一致;③中压级引气时一发引气温度低于二发，HPV打开后双发引气温度都会快速上升，但是一发引气温度上升更快，会快速超越二发。

因此怀疑是FAV提供的冷气量不足，造成HPV打开时引气温度偏高，所以在排故过程中先后更换了FAV和5HA1 故障依旧，更换预冷器，故障依旧。检查冷气管路和sense line，都发现了一些缺陷，但是修复缺陷以后故障仍然依旧。最后参考TSM更换了OPV，译码显示故障排除。图3为更换OPV后AGS相关参数曲线。从图3可看出HPV打开后，没有出现一发引气温度超过二发引气温度的情况。

4  故障分析

我们将遇到的故障现象和排故过程与空客沟通，空客认为是OPV有缺陷，其开度较小，造成下游引气压力较低，这会影响FAV的开度，从而影响冷却效果，所以造成HPV打开时容易出现引气故障。

从原理可以看出，FAV开度完全受5HA提供气源压力控制，5HA提供气源压力越大，FAV开度越大。5HA安装在OPV下游管路上，它将OPV下游管路空气引入FAV作动腔，如果OPV下游管路压力较低，引入FAV作动腔的空气压力也会较低，从而影响FAV开度，所以OPV能影响FAV开度。

由于330机型AGS没有能指示OPV下游引气压力的参数，为了寻找原因，我们使用了AVIATAR系统，我们利用AVIATAR系统的ACMS EXPLORER模块，读取OPV更换前后发动机巡航报。以图4分别是排故前触发警告航段发动机巡航报、排故前未触发警告航段发动机巡航报、排故后发动机巡航报。对比这三个巡航报能发现更换OPV前PACK1流量明显低于PACK2流量，更换OPV后PACK1/2流量变为相同。由于整个过程中，没有PACK相关的故障，也没有做过与PACK相关的工作，因此可以确认PACK1流量改变是由于更换OPV造成的，如图4所示。

排故過程中，中压级引气时一发引气温度正常是因为发动机中压级引气温度要远低于高压机引气温度，FAV虽然只能处于一个相对较小的开度但这个开度已经能提供足够的冷气，而在使用高压级引气时FAV提供的冷气量就不足了。结合AGS，我们发现在飞行过程中减少推力HPV会打开，在发动机推力逐渐增加过程中，HPV会一直保持打开，直到N1转速超过63%甚至更多，而警告都是在N1相对较高而HPV又处于打开位时触发，在地面慢车时高压引气温度也是偏低的，所以排故期间试车过程中HPV引气未能重现故障触发警告。而当使用单二发引气，打开交输活门后两侧引气压力相差不大的原因，有可能是OPV正向时影响比较明显，开度较小，反向工作是受影响比较小，OPV开度还是处于相对全开位。在看了OPV实物后印证猜测，当在正向工作时，驱动气源小孔在OPV FLAP上游，FLAP动作不会影响小孔的进气量，反向工作时驱动气源小孔在OPVFLAP下游，FLAP往关方向移动会影响进入小孔的气量，驱动气量减少，所以反向工作时受影响较小。

5  排故总结

①充分结合AGS和AVIATAR数据，分析故障原因。

②对同类故障，优先分析引气压力有无异常，若有异常先考虑热气通道部件，若引气压力正常，先考虑冷气通道部件。

参考文献：

[1]Airbus.A330 AMM36-11-00.2020.

[2]Airbus.A330 CMM36-12-69.2020.

[3]Airbus.A330 TSM36-11-81.2020.