吳巍，夏柯

（深圳航空有限責(zé)任公司廣州維修分部，廣東 廣州 510470）

A320飛機(jī)空調(diào)組件工作原理及故障分析

吳巍，夏柯

（深圳航空有限責(zé)任公司廣州維修分部，廣東 廣州 510470）

本文簡(jiǎn)述了A320空調(diào)組件工作原理和組件超溫故障現(xiàn)象以及故障處理經(jīng)驗(yàn)。

空調(diào)組件PACK；超溫OVHT；故障分析

空調(diào)系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)安全運(yùn)行至關(guān)重要，主要有保證座艙擁有足夠新鮮空氣和對(duì)座艙的溫度和壓力進(jìn)行控制兩大功用。但由于從飛機(jī)引氣系統(tǒng)得到的氣體溫度遠(yuǎn)高于滿足座艙安全性、舒適性要求所需的客艙溫度，因此空客公司采用了兩部空調(diào)冷卻組件（PACK）來降低供入座艙的空氣溫度，從而滿足對(duì)座艙安全與舒適度的要求。MEL中對(duì)空調(diào)組件的保留也極為嚴(yán)格，單組件運(yùn)行時(shí)，限高、不能飛高原及高高原機(jī)場(chǎng)這些運(yùn)行限制對(duì)飛機(jī)的運(yùn)行都極為不利，這使得日常工作中對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的檢查維護(hù)及故障排除提出很高的要求。

1 PACK組成及工作原理

A320 飛機(jī)上共裝有完全相同的兩套空調(diào)冷卻組件，每一套由渦輪冷卻器（ACM）、水分離器、再加熱器、冷凝器、PRIMARY 熱交換器、MIAN 熱交換器、防冰活門、旁通活門、沖壓空氣進(jìn)/出口風(fēng)門及一系列的溫度、壓力傳感器組成，而每個(gè)PACK都由一個(gè)PACK CONTROLLER（PACK 控制組件）對(duì)其水分離器出口溫度和冷卻用沖壓空氣流量進(jìn)行控制和監(jiān)控。其工作原理如圖1所示。

組件的主要制冷原理是通過兩個(gè)部件來制冷的，一是APU或者發(fā)動(dòng)機(jī)的引氣通過主級(jí)和次級(jí)熱交換器與沖壓空氣進(jìn)行熱交換，從而散發(fā)熱量；二是通過ACM制冷，高溫引氣先通過壓氣機(jī)對(duì)經(jīng)過次級(jí)熱交換器進(jìn)行熱交換的引氣進(jìn)行增壓，再通過空氣對(duì)渦輪進(jìn)行膨脹做功釋放能量從而達(dá)到降溫的目的。

2 組件超溫故障分析

2.1 故障現(xiàn)象

一是ECAM有警告信息:PACK 1(2) OVHT,相應(yīng)組件FAULT燈點(diǎn)亮，并且做溫控測(cè)試有相關(guān)故障代碼；二是沒有駕駛艙效應(yīng)，機(jī)組反映駕駛艙或客艙很熱。

2.2 故障分析

空調(diào)系統(tǒng)的目的是為機(jī)組、乘客和設(shè)備提供飛機(jī)內(nèi)部的環(huán)境控制?？照{(diào)性能差在夏季主要反映為客艙溫度高，在ECAM上顯示組件出口溫度高。通常是組件性能的衰退體現(xiàn)，但是又不會(huì)到了觸發(fā)警告的程度，警告溫度為95℃。由于夏天外界溫度比較高，熱交換和做功的效果不好就會(huì)出現(xiàn)組件出口溫度高。這就是組件性能的衰退體現(xiàn)。

圖1 空調(diào)冷卻組件工作原理圖

只要通過測(cè)量沖壓空氣的流量、分析熱交換器的溫降和ACM的進(jìn)口與出口之間的溫度差值，就可以判斷空調(diào)性能是否衰退，制冷效果是否良好的目的。

（1）對(duì)于沖壓系統(tǒng)的性能，我們可以通過測(cè)量沖壓空氣流量來判斷沖壓系統(tǒng)性能的好壞。由于沖壓系統(tǒng)的排氣風(fēng)扇與ACM同軸，從而判斷ACM的性能。如果在地面把空調(diào)打開，沖壓空氣門已打開，但是沒有沖壓空氣或者沖壓空氣流量小，就可以得出大概3個(gè)故障源。第一，排氣風(fēng)扇與ACM的軸有卡阻，從而導(dǎo)致ACM性能衰退。第二，排氣風(fēng)扇與ACM的之間的軸斷了。在地面性能差，但是在空中能正常制冷。第三，排氣風(fēng)扇那邊有卡阻，從而導(dǎo)致整個(gè)ACM不能運(yùn)轉(zhuǎn)。測(cè)量方法，用風(fēng)速計(jì)在沖壓空氣進(jìn)口測(cè)量流量。

（2）對(duì)于熱交換器，主要通過測(cè)量入口和出口的溫降來判斷熱交換器的性能。如果組件出口溫度高，在地面檢查沖壓空氣和引氣正常，可用紅外溫度計(jì)對(duì)熱交換器入口和出口之間的溫降進(jìn)行測(cè)量，如果問題溫降差減少也會(huì)出現(xiàn)組件出口溫度高，是因?yàn)闊峤粨Q的性能降低了，所以降溫的效果也會(huì)相應(yīng)的低了。

（3）對(duì)于ACM，也可以通過測(cè)量壓氣機(jī)入口和出口的溫降和渦輪入口和出口的溫降。因?yàn)槿绻麎簹鈾C(jī)和渦輪內(nèi)部的葉片有損傷或者穿孔的情況，也會(huì)導(dǎo)致ACM性能的衰退。也可以用外先溫度計(jì)對(duì)比左右組件壓氣機(jī)入口和出口的溫降和渦輪入口和出口的溫降進(jìn)行比較。還有ACM的裝機(jī)時(shí)間是對(duì)排故有幫助的。工具：用紅外先溫度計(jì)，測(cè)量結(jié)果是比較準(zhǔn)的。

（4）還有旁通活門的位置，旁通活門是跟著出口溫度變的，它是通過ACSC控制的。需求溫度低，活門就會(huì)往關(guān)的方向移動(dòng)。需求溫度高，活門就會(huì)往開的方向移動(dòng)。如果旁通活門故障卡在某一位置，就會(huì)出現(xiàn)溫度不能調(diào)節(jié)的情況。在活門本體上，就有旁通活門的位置指示。

（5）壓氣機(jī)進(jìn)口漏氣，導(dǎo)致進(jìn)入壓氣機(jī)的空氣減少，也會(huì)降低ACM的性能。由于空氣少了，渦輪做功的就減少了，溫度的溫降也會(huì)相應(yīng)的減少。所以出口溫度就會(huì)升高。B-6352左組件出口溫度高，就是這個(gè)故障導(dǎo)致的。所以以后反映組件出口溫度高，可以把空調(diào)打開，先檢查一下壓氣機(jī)進(jìn)口有沒有漏氣的現(xiàn)象。

（6）FCV的性能衰退?？梢詫?duì)比左右FCV的流量來判斷FCV的性能。在MCDU進(jìn)AIDS也可以看到FCV的流量。方法MCDU→AIDS→ALPHA CALLUP→輸入：PF。

2.3 排故方法

2.3.1 在MCDU上做A/C TEMP CTL測(cè)試

2.3.2 測(cè)量各個(gè)部件的參數(shù)

（1）APU引氣壓力P1和外界大氣溫度T10。（2）次級(jí)級(jí)熱交換器的入口溫度：T1。（3）次級(jí)熱交換器的出口溫度：T2。（4）計(jì)算次級(jí)熱交換器入口和出口的溫差：ΔT12=T1-T2（ΔT1能反映次級(jí)熱交換器的性能）。（5）主級(jí)熱交換器的入口溫度：T3。（6）主級(jí)熱交換器的出口溫度：T4。（7）主級(jí)熱交換器入口和出口的溫差：ΔT34=T3-T4（ΔT2能反映主級(jí)熱交換器的性能）。（8）沖壓空氣系統(tǒng)的進(jìn)氣流量Q1。（9）ACM壓氣機(jī)部分的入口溫度：T5。（10）ACM壓氣機(jī)部分的出口溫度：T6。（11）ACM壓氣機(jī)部分的入口和出口溫度差：ΔT65=T6-T5(ΔT3能夠反映ACM壓氣機(jī)的性能)。（12）ACM渦輪部分的入口溫度：T7。（13）ACM渦輪部分的出口溫度：T8。（14）ACM渦輪部分的入口和出口溫度差：ΔT78=T7-T8(ΔT4能夠反映ACM渦輪的性能)。（15）組件出口溫度：T9（反映組件的性能）。（16）旁通活門的開度α1，防冰活門的開度α2（A319有防冰活門）。（17）旁通活門出口溫度：T11。（18）FCV開度α3(在ECAM上可以看到)。（19）空客為FCV進(jìn)口溫度：T13（APU引氣溫度）。

3 案例分析

案例：2017年6月11日，B6316飛機(jī)機(jī)組反映空調(diào)地面制冷效果差。

處理措施：過站參考AMM21-00-00完成溫控測(cè)試無代碼,詢問機(jī)組空中組件工作正常, 出風(fēng)口出氣良好,地面測(cè)試空調(diào)左組件出口溫度20,右組件10,組件工作正常。

航后測(cè)試地面溫度30℃，溫度選擇器全冷位，左組件出口溫度15℃，右組件0℃，右組件功能正常，對(duì)左組件進(jìn)行空調(diào)性能測(cè)試，發(fā)現(xiàn)熱交換器出口溫度高，使用氮?dú)馄壳鍧崯峤粨Q器后左組件出口溫度變?yōu)?℃，測(cè)試無滲漏。

原理分析：由于熱交換器臟或者堵塞，同時(shí)在地面環(huán)境溫度比較高，導(dǎo)致在地面沖壓進(jìn)氣不能很好的對(duì)引氣進(jìn)行冷卻，到時(shí)組件出口溫度高但又不至于產(chǎn)生警告。

故障處理思路：詢問機(jī)組故障時(shí)段（地面/空中）→溫控測(cè)試有無代碼→打開空調(diào)組件檢查出風(fēng)口出風(fēng)是否正常，對(duì)比左右組件出口溫度→通過以往經(jīng)驗(yàn)，以及溫度、風(fēng)速的測(cè)量，滲漏檢查，鎖定故障源或?qū)е陆M件性能衰退的原因，從而排除故障。

[1]AIRCRAFT MAINTENANCE MANUAL(DB/OL)．FRANCE．空中客車公司．FEB 02/16．

[2]TROUBLE SHOOTING MANUAL(DB/OL)．FRANCE．空中客車公司．FEB 02/16．

V245.3+4

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1671-0711（2017）09（上）-0047-02