某架机引气超压故障分析与排查

某架机引气超压故障分析与排查

王博

中航西飞  陕西省西安市  710089

【内容摘要】对某架机飞行过程中，由于引气预冷分系统压力调节及关断活门故障导致引气超压的故障进行分析，并对排除此类故障提出了建议。

关键词：引气预冷分系统 引气超压  压力调节及关断活门  故障

0 引言

引气预冷分系统为飞机环控系统的重要组成部分，主要功能是将发动机引出的高温、高压气体进行降温、降压处理后，供给飞机空调系统、防冰系统、氧气系统等机载系统使用。本文针对一起飞行过程中出现的引气超压故障进行分析。

1故障描述

某架机飞行过程中，CAS系统报“左引气超压”故障，环境控制板上“引气故障”灯燃亮。飞行返航后地面检查发现，左发起动系统管路及管路补偿器发生严重变形。

2故障分析与排查

2.1系统原理

引气预冷分系统从发动机引出两路气源，一路为发动机高压压气机引出的高温、高压空气，另一路为发动机外涵道引出的低温空气。第一路高温、高压空气经压力调节及关断活门后，压力降到规定范围，再进入预冷散热器热边；第二路外涵道引出的低温空气进入预冷散热器冷边，实现与第一路热空气的热交换。第一路热空气在预冷散热器中降温后，通过单向活门后进入下游空调、防冰、氧气等系统。同时，发动机具备交叉起动功能，已起动的发动机引气经引气预冷系统后，可供入另一发起动管路，为另一发起动提供气源。

2.2控制原理

环控控制盒接收到座舱控制板上的引气开关指令后，输出打开热边压力调节及关断活门、冷边温度控制活门指令，通过温度、压力传感器实时采集管路温度和压力，并控制压力及关断活门、温度控制活门开度，从而实现将发动机引出的高温、高压空气降到规定范围内，实现发动机引气的降温、降压闭环控制。同时，将采集到温度、压力通过总线上传到发参采集器和飞参记录器，实现温度、压力在座舱显示器上的实时显示，以及超温、超压故障的告警及记录。

2.3故障分析

根据引气预冷分系统原理，造成引气超压的可能原因为压力传感器故障、压力调节及关断活门故障、环控控制盒故障。

由于飞行后检查发现左发起动系统管路及管路补偿器发生严重变形，说明引气预冷系统确实存在超压情况，导致耐压能力较弱的起动引气管路变形。此外，压力调节及关断活门为电动气控活门，环控控制盒为压力调节及关断活门中的电磁活门配电，使压力调节及关断活门打开，但气压调节由压力调节及关断活门内部的机械部件实现，环控控制盒故障不会导致压力调节及关断活门自身的气压调节功能失效。因此排除压力传感器和环控控制盒故障的可能性，将故障原因定位到压力调节及关断活门。

2.4故障排查

故障定位后，对机上左压力调节及关断活门进行拆卸，过程中发现活门自锁螺母、感压管出现脱落。

压力调节及关断活门为电磁控制的先导调压、定值减压式原理，活门中有两个气体通路，即主气路和控制气路。控制气路设有气滤、双锥活门和先导调压阀，其中双锥活门受电磁线圈组件控制，当产品通电时，双锥活门打开控制气路，进口压力经过气滤和双锥活门，到达先导阀，由先导阀按一定规律调节后，进入主阀控制腔，与主气路中的进口压力和出口反馈压力一起使主阀保持某一开度。如因某种因素影响，进口压力升高（或降低）时，出口反馈压力跟着升高（或降低），使主阀开度减小（或增大），进而减小或增大出口压力，使出口压力趋于恒定。当电磁铁断电后，双锥活门关闭控制气路，主阀控制腔与大气接通，主阀在进口压力和出口压力共同作用下，关闭主气路。

由于自锁螺母加工时收口锁紧力矩不稳定，离散型较大，受振动等因素影响后，自锁螺母锁紧力矩降低，导致感压管脱落，使活门调压作用缺失，处于常开状态，致使下游超压，发动机起动管路受高压后变形。

因此次故障，对该型号压力调节及关断活门自锁螺母在进行安装力矩的要求上，增加冲点防松处理。

3故障验证

对机上压力调节及关断活门进行更换，对右侧压力调节及关断活门进行冲点防松处理，地面发动机试车进行引气功能检查，未出现引气超压现象，后续飞行中均未出现引气超压故障。

4结束语

此故障由于压力调节及关断活门内部防松螺母失效，导致感压管脱落，指示活门压力调节功能缺失，造成引气超压及起动管路变形。通过故障分析与排查，总结以下几点经验供同行参考。

一是首先要区分控制故障和机械故障。引气超压故障发生后，应首先检查机上引气管路的完好性，如果出现管路变形、损伤等情况，基本可以断定确实出现超压情况，故障定位应重点放在活门机械故障方面。

二是发动机起动管路的耐压值应不小于引气预冷分系统管路，否则引气超压极有可能造成发动机起动管路的损伤。

三是产品螺纹防松应充分考虑工作环境影响，在振动值大的区域应加严防松要求和措施，避免长期使用后防松失效，从而导致严重的故障、甚至事故王博15319782278陕西省西安市阎良区华宇理想国（1本）

的发生。