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波音737NG飞机空调控制系统原理介绍和常见故障分析

2020-11-06王锋

科学与财富 2020年23期
关键词:灯亮配平活门

王锋

摘要:737NG空调系统包含部件较多,系统较复杂,在平时航线运行中故障概率较高,如果对其原理理解不到位,一旦出现故障,不能清晰的把握放行标准或者,容易造成飞机延误,影响航班正常运行,本文主要详细介绍一下737NG系统原理和常见故障的处理方法。

1.空调气的来源和气路的走向

737NG飞机空调气来自于飞机引气系统,包括发动机引气系统,APU引气系统,地面气源,从引气系统引来的热气经过流量控制关断活门后分为两路,一路通过配平空气压力调节活门送到三个区域配平气活门处,来满足区域温度控制的需求。一路气流进入空调组件,来配置空调气。空调组件主要包括初级热交换器,次级热交换器和空气循环机(ACM)和冲压空气系统,气流先进入初级热交换器冷却,然后进入ACM压气机内被压缩成高温高压的气体,再进入次级热交换器交换热量,出来后进入再加热器的热路,进入冷凝器的热路中去除水分,出来后再进入再加热器的冷路,被热路空气加热后进入ACM的涡轮部分,推动涡轮做功,气流出来后与从TCV来的热气流混合,流经冷凝器的冷路后进入混合室,然后向不同的区域分别供气。

2.737NG飞机温度控制系统

空调组件控制系统包括左空调温度控制系统和右空调温度控制系统,左组件/ 区域温度控制器通过调节左TCV对左空调温度控制系统进行控制,右组件/ 区域温度控制器通过调节右TCV对右空调温度控制系统进行控制,同时,当一个组件/ 区域温度控制器故障时,可以由另外一个组件/ 区域温度控制器通过控制备用STCV对另外一侧空调温度控制系统进行控制。

区域温度控制系统包括主驾驶舱区域温度控制系统、备用驾驶舱区域温度控制系统、前客舱区域温度控制系统和后客舱区域温度控制系统,正常情况下右组件/ 区域温度控制器通过调节驾驶舱配平空气调节活门TAV对驾驶舱区域温度进行控制,通过前客舱TAV对前客舱区域温度进行控制,当主驾驶舱区域温度控制系统失效时,左组件/ 区域温度控制器通过调节驾驶舱TAV对备用驾驶舱区域温度控制系统进行控制,并同时控制后客舱温度控制系统。对于前客舱温度控制系统只能由右组件/ 区域温度控制器控制,对于后客舱温度控制系统只能由左组件/ 区域温度控制器控制。

3.    温度控制的三种工作模式

引气经过组件温度控制和区域温度控制后到达客舱和驾驶舱,左右组件温度控制和驾驶舱区域温度控制都有备用控制系统,前后客舱的区域温度控制是没有备用系统的。组件温度控制是通过温度控制活门TCV或备用温度控制活STCV的调节实现的,区域温度控制是通过三个区域配平活门TAV的调节实现的,根据温度控制系统的工作状态,我们可以把温度控制系统分为三种工作模式:平衡模式,非平衡隔离模式,非平衡平均模式。

3.1  平衡模式:空调温度控制系统不存在故障情况下的正常工作模式。

组件区域温度控制器根据各区域选择的温度和各区域实际温度,确定管道的指令温度,管道指令温度控制组件TCV和各个区域的TAV。三个区域最低的管道指令温度作为组件的指令温度,通过两个TCV来调节双组件温度来满足这个三个区域的最低的指令温度。对于较高区域温度的选择,组件区域温度控制器控制该区域的TAV打开,加入热空气,以满足该区域的前客舱和驾驶舱的温度需求。

3.2  非平衡分离模式:驾驶舱主备配平空气系统失效。

驾驶舱选择的温度和驾驶舱温度传感器来确定一个指令温度,控制左组件TCV来满足驾驶舱的温度需求,这时驾驶舱配平活门是关闭的。前后客舱区域以较低的那个温度为指令温度来控制右组件TCV。较高区域的温度通过打开相应区域的配平活门来满足,温度较低区域的配平活门是关闭的。

3.3  非平衡平均模式:客舱配平空气系统失效或配平空气电门达到OFF位

驾驶舱温度控制与非平衡分离模式相同。前后客舱区域以前后舱温度选择的平均值作为右组件的指令值,通过控制右TCV来实现前后舱的平均管道温度需求。三个区域配平都失效,左组件满足驾驶舱温度调节,右组件满足前后客舱温度要求的平均值。

4.    ZONE TEMP灯亮的故障分析:

4.1  过热

三个温控区域各有一个区域管道过热传感器,用来感受各自区域的管道温度,如果超过传感器的门槛感受值190F,则属于过热,传感器做动,ACAU内继电器的触点吸合,给ZONE TEMP灯点亮。这种情况指示空调过热,可能的原因有190F过热传感器的门槛值降低、ACAU误做动、线路故障以及使用人员在进行空调调温时太快太急。

4.2  逻辑错误导致的灯亮

如果是系统逻辑导致的灯亮,三个区域灯亮的条件略有不同。对于前后客舱区域的ZONE TEMP灯,如果各自区域温度调节的主控通道或者备用通道或者两个通道都失效,当按下再现电门时,灯会点亮,按压MAS-TER CAUTION,则灯会熄灭;对于驾驶舱区域的ZONETEMP灯,如果主控通道或者备用通道失效,当按下再现电门时灯会亮,如果是主控通道和備用通道都失效,则不按压再现电门,灯也会点亮。

5.    PACK灯亮的故障分析:

PACK灯存在的主要作用是在空调气体冷却功能的环路中,探测空调组件非正常情况的超温。对于控制系统失效而引起的PACK灯亮则是为了能够保证控制系统各部件的工作正常性,在部件失效的情况下为我们提示。

5.1  灯亮原理:

由于组件过热造成的PACK灯亮(SSM21-51-15)

5.1.1.     当三个过热电门任一一个电门感受到过热信号,空调附件组件ACAU(M324)中的K8组件过热继电器,在28伏电瓶汇流条的作用下通电,触点吸合,使得P5-10空调面板上得PACK灯亮。(涉及的部件三个电门、ACAU)j7gUNWhX

5.1.2.     三个电门如果是工作正常时,如果在超温后冷却他们会自动断开。因此在出现过热PACK灯亮后,要断开空调使空调冷却后,再按压空调面板上得TRIP RESET按钮,可熄灭PACK灯。

5.1.3.     在K8继电器作动后,PACK灯亮的同时,自动脱开了温度控制活门(TCV)和组件流量控制和关断活门。

5.2  过热故障分析说明:

三个电门故障、ACAU故障。如果三个电门没有故障失效,而由真实的过热引气三个电门任意电门接通而出现的故障。

5.3  由于 空调 控制 系统 造成 的PACK灯亮(SSM21-51-12)

5.3.1.PACK灯在28V DC掉电后,会直接接地,造成PACK灯亮。这也有可能造成在启动好发动机后转换电源时,瞬间掉电PACK灯亮。

5.3.2.ZTC1和ZTC2两个控制系统左/ 右互为备用,当一个控制系统失效时,另一个控制系统接通,而此时的PACK灯是不会亮的。根据逻辑法则,只有在一个控制系统失效后,按压警告牌再现功能,才会导致PACK灯亮,再复位可以熄灭PACK灯,就好像是一种转换。如果两个控制系统都失效,无论按不按警告牌,PACK灯都会亮。(控制系统失效包括ZTC失效和系统部件失效)

5.4  控制系统故障分析说明

P5面板掉电继电器故障;以及ZTC,还有从ZTC上可以测试出的三个系统部件TCV、混合总管温度传感器、组件温度传感器。

6.    总结

综上两种情形的原理及其部件的简单说明,可以更好的理解哪种情形通过TRIP RESET或者警告牌进行复位PACK灯。PACK灯自动亮,要通过关闭空调后按TRIP RESET来复位(可以复位说明过热、不可以复位说明系统失效);PACK灯如果通过警告牌再现亮,要通告继续按压警告牌来复位(可以复位说明单一系统失效)。再次,PACK灯亮是可以放行的,具体放行的程序参考提示的MEL章节。

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