摘 要：發(fā)動機引氣是飛機在飛行中的主要氣源，對飛行安全有著直接影響。737NG飛機發(fā)動機引氣系統(tǒng)，已發(fā)生重復(fù)性故障，且排故難度大，耗費工時長。文章介紹了波音737NG飛機發(fā)動機引氣系統(tǒng)工作原理和典型故障，最后對故障案例進行分析，以期為航線排故提供一定參考。

關(guān)鍵詞：737NG;發(fā)動機引氣;工作原理;故障

飛機氣源系統(tǒng)為飛機在地面和空中提供增壓空氣，發(fā)動機引氣系統(tǒng)作為飛機在空中的主要引氣來源，為發(fā)動機起動、空調(diào)和座艙增壓提供空氣，以營造舒適安全的座艙環(huán)境。因此，發(fā)動機引氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障會直接影響航空安全。B737NG飛機發(fā)動機引氣系統(tǒng)部件多，子系統(tǒng)復(fù)雜，部分部件存在設(shè)計缺陷，導(dǎo)致故障頻發(fā)，排故困難。本文首先介紹發(fā)動機引氣系統(tǒng)工作原理，然后分析典型故障，最后根據(jù)案例進行排故總結(jié)，為機務(wù)人員提供參考。

1發(fā)動機引氣系統(tǒng)介紹

1.1 引氣系統(tǒng)工作原理

每臺發(fā)動機有一套引氣系統(tǒng)用以向飛機提供增壓空氣。發(fā)動機引氣來自發(fā)動機高壓壓氣機的第5級和第9級。發(fā)動機高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時使用高壓壓氣機第5級引氣，在低速運轉(zhuǎn)時由于第5級引氣無法滿足氣源系統(tǒng)需要，所以使用第9級引氣。

發(fā)動機引氣系統(tǒng)可分為高壓級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，引氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和預(yù)冷器控制系統(tǒng)三部分。高壓級調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由高壓級調(diào)節(jié)器（HSR）和高壓級活門（HSV）組成;引氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)由引氣調(diào)節(jié)器（BAR）和壓力調(diào)節(jié)與關(guān)斷活門（PRSOV）組成;預(yù)冷器控制系統(tǒng)由預(yù)冷器和預(yù)冷器控制活門組成。圖1是發(fā)動機引氣系統(tǒng)總圖。

（1）高壓級調(diào)節(jié)系統(tǒng)

低轉(zhuǎn)速時高壓級調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制第9級引氣輸出壓力。一部分第9級引氣經(jīng)過高壓級調(diào)節(jié)器（HSR）被恒定控制在15到18pis作為控制壓力。高壓級活門（HSV）由控制壓力和彈簧力作動，通過活門的下游反饋壓力保持第9級引氣流過后壓力恒定在32PSI（誤差PSI）。高壓級調(diào)節(jié)器內(nèi)還有引氣關(guān)斷活門和單向活門，用以防止引氣超壓和下游引氣倒流，另外還有釋壓活門在高壓級調(diào)節(jié)系統(tǒng)失效時釋放引氣防止損壞部件。

（2）引氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)

發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速時高壓級活門關(guān)閉，第5級單向活門打開，5級引氣由引氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制到引氣總管的壓力和溫度。一部分5級引氣經(jīng)過引氣調(diào)節(jié)器（BAR）后被調(diào)節(jié)到恒定的控制壓力（20-28PSI）?？刂茐毫νㄏ驂毫φ{(diào)節(jié)與關(guān)斷活門（PRSOV），和活門內(nèi)的彈簧力一起控制活門開關(guān)。PRSOV內(nèi)部的下游反饋壓力控制活門開度以保持引氣壓力在42±8PSI。BAR輸出的控制壓力還有一部分通向下游的450°F/232°C恒溫器，如果下游溫度超過450°F/232°C時，控制PRSOV活門開度減小，從而控制管道引氣溫度降低。當(dāng)引氣系統(tǒng)超溫時，490°F/245°C超溫電門作用，空調(diào)附件組件（ACAU）控制BAR內(nèi)電磁活門關(guān)閉，使PRSOV關(guān)閉，從而斷開引氣，以防止超溫損壞引氣總管和下游系統(tǒng)。

（3）預(yù)冷器控制系統(tǒng)

預(yù)冷器控制系統(tǒng)通過熱交換來控制發(fā)動機引氣進入氣源系統(tǒng)的溫度。風(fēng)扇空氣作為冷卻空氣經(jīng)過預(yù)冷器控制活門后進入預(yù)冷器和發(fā)動機引氣進行熱交換，降低引氣溫度。PRSOV上游一路引氣通往預(yù)冷器控制活門（PCCV）作為控制壓力。預(yù)冷器控制活門傳感器和大翼熱防冰電磁活門共同控制預(yù)冷器控制或明開度，從而控制進入預(yù)冷器的風(fēng)扇冷氣空氣流量，進而控制引氣溫度，并實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。

1.2 引氣系統(tǒng)工作過程

發(fā)動機引氣系統(tǒng)工作過程會隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的升高而變化，如圖2所示。

當(dāng)發(fā)動機在慢車功率時， 高壓壓氣機9 級引氣口的壓力小于32PSI，通過高壓調(diào)節(jié)器打開高壓活門，此時引氣壓力就是未調(diào)節(jié)的9級引氣出口壓力，會隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高而升高。

當(dāng)繼續(xù)推油門，發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過30%時，第9級引氣壓力會高于32 PSI，此時高壓級調(diào)節(jié)系統(tǒng)會控制引氣壓力保持在高壓級活門最大調(diào)定壓力32PSI，5級引氣單向活門關(guān)閉，經(jīng)過PRSOV進入氣源總管的引氣壓力就是高壓級活門的引氣壓力即為32PSI。

當(dāng)發(fā)動機N1轉(zhuǎn)速超過50%后，第5級引氣壓力超過32PSI，可以頂開5級單向活門，使高壓級活門下游壓力超過32PSI，高壓級活門開始朝關(guān)閉方向運動。此時進入PRSOV的引氣是未調(diào)節(jié)的5級引氣。

當(dāng)發(fā)動機N1轉(zhuǎn)速超過60%進入高功率時，5級引氣出口壓力大于42PSI，高壓級活門完全關(guān)閉，PRSOV限制引氣壓力在42PSI，預(yù)冷器系統(tǒng)控制進入氣源總管的引氣溫度。

2 典型故障分析

發(fā)動機引氣系統(tǒng)典型故障現(xiàn)象主要是引氣壓力不正常（過高或過低）和引氣脫開。而引氣在脫開前，一般都會出現(xiàn)壓力過低和溫度升高的現(xiàn)象。因此，下面主要分析引氣壓力不正常這一故障。

根據(jù)上文的對發(fā)動機引氣系統(tǒng)的介紹，可以看到進入氣源管道的引氣只與高壓級活門和PRSOV有關(guān)，高壓級活門開度小或PRSOV關(guān)小都會導(dǎo)致系統(tǒng)引氣壓力低。

2.1 高壓級活門開度小

高壓級活門故障、高壓級調(diào)節(jié)器故障或是控制氣路滲漏都會導(dǎo)致高壓級活門開度小，造成引氣壓力低。高壓級活門故障一般是活門運行不順暢有卡阻，通氣后活門無法正常打開。高壓級調(diào)節(jié)器故障會導(dǎo)致控制壓力低于15PSI，無法打開高壓級活門。如果控制壓力管路漏氣，進入高壓級活門的控制壓力不足，同樣會導(dǎo)致高壓級活門開度小。

2.2 PRSOV關(guān)小

從圖2可以看出，PRSOV和高壓級系統(tǒng)、引氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及預(yù)冷器控制系統(tǒng)均由聯(lián)系。所以，從這三個系統(tǒng)入手分析導(dǎo)致PRSOV關(guān)小的原因。

高壓級系統(tǒng)中，根據(jù)前文分析高壓級活門處于關(guān)閉狀態(tài)，如果高壓級活門關(guān)閉不嚴(yán)有引氣泄露，則會導(dǎo)致PRSOV引氣溫度過高，從而關(guān)小PRSOV，導(dǎo)致系統(tǒng)引氣壓力低。

引氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中PRSOV自身出現(xiàn)活門卡阻運行不暢等故障，都會導(dǎo)致引氣壓力低。BAR出現(xiàn)故障，則進入PRSOV的控制壓力不足，從而導(dǎo)致活門開度不足，影響引氣系統(tǒng)壓力?？刂茪饴仿猓瑒tPRSOV活門也會關(guān)小。最后是450°F恒溫器故障會過早打開氣路，導(dǎo)致活門關(guān)小。

預(yù)冷器控制系統(tǒng)中，根據(jù)前文分析可知預(yù)冷器控制活門故障、控制氣路堵塞，390°F傳感器故障都會導(dǎo)致PRSOV關(guān)小，造成引氣壓力低。

通過以上分析我們可以看到，引氣壓力低這一故障涉及多個子系統(tǒng)和相關(guān)部件，排故難度較大。

3 案例分析

2013年2月22日，某公司機組反映爬升階段左發(fā)管道壓力指示達到最高限，其他指示正常，引氣未跳開。平飛及回程均正常。23日機組反映去程大推力起飛時，左發(fā)管道壓力達到80PSI后恢復(fù)正常，回程正常。

故障分析：根據(jù)故障現(xiàn)象描述，左發(fā)管道壓力只在飛機起飛和爬升階段超出正常值的，此時發(fā)動機處于高功率，使用5級引氣，并且沒有引氣跳開的情況。這說明高壓級系統(tǒng)和預(yù)冷器控制系統(tǒng)均是正常工作的。而管道壓力過大，說明PRSOV的開度過大，同時PRSOV活門并沒有隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的上升而關(guān)小。根據(jù)引氣系統(tǒng)工作原理和工作流程，在推力增加的時候，相應(yīng)的五級引氣壓力也會增加，這時未經(jīng)調(diào)節(jié)的壓力就進入BAR，如果BAR內(nèi)部故障，即在推力剛增加時沒有及時的調(diào)節(jié)好控制壓力，此時PRSOV的開度還沒有相應(yīng)的減小，所以才會在開始的時候管道壓力過高，之后就恢復(fù)正常了。初步判斷是BAR或PRSOV的故障。

故障處理：24日航后做左發(fā)BAR和PRSOV健康檢正常，更換左發(fā)BAR試車推油門四次左發(fā)均在N1=70%時指示70PSI，N1=75%時指示80PSI，大約十幾秒后恢復(fù)穩(wěn)定在48-50PSI，停車將左發(fā)高壓級活門鎖定在關(guān)位，試車測試故障依舊，解除左發(fā)高壓級活門鎖定后，更換PRSOV，試車大油門穩(wěn)定在44-46PSI左右，故障排除。

4結(jié)束語

飛機發(fā)動機引氣系統(tǒng)直接關(guān)系到飛機安全性，具有十分重要的地位。本文介紹了發(fā)動機引氣系統(tǒng)工作原理，梳理工作過程，分析典型故障，并結(jié)合故障案例進行排故分析，為機務(wù)人員理解引氣系統(tǒng)提供了參考。

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作者簡介：王曉宇（1988-），男，漢族，新疆烏魯木齊人，碩士，廣州民航職業(yè)技術(shù)學(xué)院飛機維修工程學(xué)院，助教，研究領(lǐng)域：航空機械。