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        SR20飛機(jī)座艙空調(diào)系統(tǒng)原理及故障簡(jiǎn)析

        2015-01-01 00:00:00崔傳捷
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年6期

        摘 要:Cirrus SR20飛機(jī)的機(jī)載空調(diào)系統(tǒng)具備了制冷功能。該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),集成度高且性能可靠,但廠方提供的技術(shù)資料較為有限,為維修工作帶來不變。文章結(jié)合大機(jī)群的可靠性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)簡(jiǎn)要分析了SR20飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的常見故障和維護(hù)注意事項(xiàng),以期做到資源共享。

        關(guān)鍵詞:SR20飛機(jī);空調(diào);故障;簡(jiǎn)析

        引言

        在運(yùn)行于通用航空領(lǐng)域的小型航空器上,由于各種因素的限制普遍存在座艙空調(diào)系統(tǒng)功能較為單一的特點(diǎn),在我院以往用于飛行訓(xùn)練的各型教練機(jī)上也是如此。在這些飛機(jī)上,空調(diào)系統(tǒng)僅僅只限于座艙通風(fēng)和加溫,并不具備對(duì)座艙進(jìn)行主動(dòng)降溫的能力。為改善座艙操作環(huán)境,我院在新引進(jìn)Cirrus SR20飛機(jī)時(shí)專門增加資金選裝了座艙制冷系統(tǒng),使得在該機(jī)型上空調(diào)系統(tǒng)真正名符其實(shí)了。

        SR20飛機(jī)的空調(diào)系統(tǒng)采用了模塊化設(shè)計(jì),系統(tǒng)集成度較高,同時(shí)在該型飛機(jī)的相關(guān)技術(shù)資料中對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的工作原理介紹得不多,使得工程技術(shù)人員在實(shí)際維護(hù)工作中排除空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)故障時(shí)遇到了一定困難。文章基于有限的廠方技術(shù)資料并結(jié)合實(shí)際維修經(jīng)驗(yàn)對(duì)該型飛機(jī)的座艙空調(diào)系統(tǒng)的工作原理和常見故障進(jìn)行簡(jiǎn)要分析,以期做到資源共享。

        1 SR20飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的工作原理

        SR20飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)由ECS控制面板、ECS控制器、溫度比例活門、空氣流量活門、蒸發(fā)器風(fēng)扇、壓縮機(jī)電磁離合器、內(nèi)循環(huán)活門以及冷凝器風(fēng)扇等八個(gè)功能模塊組成[1],其邏輯框圖如圖1。

        盡管蒸發(fā)器風(fēng)扇屬于壓縮機(jī)制冷系統(tǒng),但從該邏輯框圖中可知,系統(tǒng)中蒸發(fā)器風(fēng)扇與壓縮機(jī)電磁離合器的關(guān)系是平行而非隸屬,這是由于蒸發(fā)器風(fēng)扇還兼具了系統(tǒng)通風(fēng)風(fēng)扇的功能。

        在該系統(tǒng)中,ECS控制面板是人機(jī)交互設(shè)備,系統(tǒng)通過該面板接受操作指令。

        ECS控制面板上的所有按鈕均有記憶功能。在ECS控制面板上,左側(cè)由上至下依次是風(fēng)擋、風(fēng)擋+腳部+面部、腳部+面部、面部共四個(gè)按鈕,控制座艙空氣的流向;每個(gè)按鈕的上部有一白色LED指示燈,用來指示按鈕是否處于激活狀態(tài)。

        如將風(fēng)速控制旋鈕置于“0”位,則僅開啟空氣流量活門,蒸發(fā)器風(fēng)扇并不轉(zhuǎn)動(dòng),這種狀態(tài)可用于空中小流量通風(fēng)需求。在風(fēng)速控制旋鈕下方的兩個(gè)按鈕上,左按鈕有雪花標(biāo)識(shí),為空調(diào)制冷功能控制,按鈕右側(cè)有一白色LED指示燈,按下按鈕后燈亮,空調(diào)壓縮機(jī)電磁離合器吸合,同時(shí)冷凝器風(fēng)扇啟動(dòng);但蒸發(fā)器風(fēng)扇是否啟動(dòng)取決于風(fēng)速控制旋鈕的位置,如在“1”、“2”或“3”位則蒸發(fā)器風(fēng)扇啟動(dòng)。

        ECS控制器是系統(tǒng)的核心控制部件,該模塊響應(yīng)ECS控制面板傳送來的操作指令,控制整個(gè)系統(tǒng)的工作。

        2 SR20飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)故障簡(jiǎn)析

        從我院40架SR20飛機(jī)3年來的運(yùn)行實(shí)踐來看,該機(jī)型空調(diào)系統(tǒng)整體性能較可靠,故障率較低。下面就其典型故障做一簡(jiǎn)要分析。

        2.1 壓縮機(jī)接耳裂紋

        在該機(jī)型運(yùn)行初期曾遇到大量的壓縮機(jī)接耳裂紋故障,甚至有的壓縮機(jī)在新飛機(jī)交付后僅使用不到50小時(shí)即出現(xiàn)接耳裂紋,后經(jīng)我院技術(shù)人員的研究[2],在安裝方法上進(jìn)行改進(jìn)后目前這種故障已很少出。

        2.2 蒸發(fā)器電機(jī)故障

        蒸發(fā)器風(fēng)扇受ECS控制面板上風(fēng)速控制旋鈕的控制。將風(fēng)速控制旋鈕放置在“1”、“2”或“3”任一位置時(shí)打開系統(tǒng)出風(fēng)口應(yīng)能感受到排出的氣流,否則應(yīng)考慮蒸發(fā)器電機(jī)故障的可能性。

        蒸發(fā)器電機(jī)為無刷直流電機(jī),其故障主要表現(xiàn)在內(nèi)部控制電路。所以對(duì)蒸發(fā)器電機(jī)不工作故障的判斷應(yīng)采用測(cè)量電機(jī)供電和控制線路的方法,采用測(cè)量電機(jī)輸入端子電阻的方法是行不通的。不過截至目前,我院所發(fā)現(xiàn)的該類故障均屬于電機(jī)故障,供電和控制線路故障從來沒有出現(xiàn)過。

        2.3 冷凝器電機(jī)故障

        將ECS控制面板上的風(fēng)速控制旋鈕放置在非OFF位的任一位置,按下空調(diào)制冷按鈕(有雪花標(biāo)識(shí)),按鈕右側(cè)白色指示燈亮,同時(shí)可聽到機(jī)身外冷凝器風(fēng)扇轉(zhuǎn)的的聲響。

        冷凝器安裝在行李艙地板下方,冷凝器風(fēng)扇將外界空氣吸入對(duì)冷凝器進(jìn)行強(qiáng)迫散熱。冷凝器電機(jī)也位于冷凝器散熱氣流通道內(nèi),所以散熱通道內(nèi)的氣流也同時(shí)對(duì)冷凝器電機(jī)進(jìn)行強(qiáng)迫散熱。由于冷凝器進(jìn)氣口沿機(jī)體縱向位于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管出口正后方,這就不可避免地將一部分發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣吸入冷凝器散熱通道,以及外界空氣本身不夠清潔,這些因素造成冷凝器電機(jī)的工作環(huán)境很惡劣。

        冷凝器電機(jī)為直流有刷電機(jī),外界粉塵進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部對(duì)電機(jī)壽命造成影響。對(duì)于冷凝器風(fēng)扇不工作故障截至目前而言均屬電機(jī)故障,供電線路故障從未出現(xiàn)過。

        2.4 內(nèi)循環(huán)活門

        內(nèi)循環(huán)活門的控制只有在空調(diào)制冷狀態(tài)激活的情況下才有效,此時(shí)按下內(nèi)循環(huán)按鈕后按鈕左側(cè)白色指示燈亮,內(nèi)循環(huán)活門打開;再按一次內(nèi)循環(huán)按鈕后左側(cè)白色指示燈滅;在內(nèi)循環(huán)活門開啟與關(guān)閉的同時(shí)可聽到“嘭”的活門撞擊聲響。

        內(nèi)循環(huán)活門的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為電機(jī)、電磁離合器、終點(diǎn)位置電門和復(fù)位彈簧的組合體,為內(nèi)循環(huán)活門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)供電時(shí)電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)減速后克服復(fù)位彈簧彈力驅(qū)動(dòng)活門開啟,在活門開啟至最大位時(shí)終點(diǎn)位置電門轉(zhuǎn)換,在電機(jī)斷電的同時(shí)電磁離合器通電,電磁離合器內(nèi)摩擦片的摩擦力將活門保持在開啟位;當(dāng)內(nèi)循環(huán)活門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)斷電時(shí)電磁離合器釋放,內(nèi)循環(huán)活門在復(fù)位彈簧作用下關(guān)閉。

        2.5 空氣流量活門

        空氣流量活門受ECS控制面板上的風(fēng)速控制旋鈕控制,實(shí)際上空氣流量活門只有開啟和關(guān)閉兩個(gè)位置,對(duì)座艙空氣流量大小的控制靠風(fēng)速控制旋鈕對(duì)蒸發(fā)器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制得以實(shí)現(xiàn)。

        空氣流量活門的工作原理與內(nèi)循環(huán)活門相同,當(dāng)風(fēng)速控制旋鈕置于“OFF”位時(shí)可聽到“嘭”的聲響,活門關(guān)閉。

        在維護(hù)中可通過風(fēng)速控制旋鈕的不同位置來判斷空氣流量活門與蒸發(fā)器風(fēng)扇電機(jī)的工作情況。

        3 結(jié)束語

        Cirrus SR20飛機(jī)的空調(diào)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單,各部件性能可靠,故障率低;系統(tǒng)構(gòu)成采用模塊化設(shè)計(jì),集成度高且維護(hù)方便。實(shí)為一款較為優(yōu)良的小型飛機(jī)用座艙空調(diào)系統(tǒng)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]Airplane Maintenance Manual For the Cirrus SR20 (Reissue C3) [J].Cirrus Design Incorporated,2013.

        [2]王凱. 基于有限元的SR20飛機(jī)空調(diào)壓縮機(jī)安裝方式優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(21):20-21.

        [3]Airplane Wiring Manual For the Cirrus SR20 (Reissue C3)[G].Cirrus Design Incorporated.2013.

        作者簡(jiǎn)介:崔傳捷,男,助理工程師,研究方向:航空器維修工程。

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