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[21空调] B737NG 飞机巡航时冲压门全开灯亮的故障分析

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发表于 2019-9-17 00:46:09 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国河南郑州
一、 标题:B737NG飞机巡航时冲压门全开灯亮的故障分析
二、 适用范围: 737-700/800 型飞机
三、 参考索引:AMMFIMSSM21
四、 故障现象:巡航时冲压空气门全开灯亮五、 排故逻辑(见附件):
六、 原理描述:
737NG 飞机空调系统通过调节冲压空气门的开度大小来控制供向空调热交换器的冷空气流量,从而使流经散热器的高温引气得到有效冷却。从工作原理上来讲,冲压空门的工作方式分为三种:1、地面模式;2、空中襟翼未收上模式;3、空中襟翼收上模式。通过下面的线路原理图进行简单说明(以 700 型左冲压门为例):

737-700 型冲压空气作动器原理图

冲压门作动器结构原理图(700 和 800 相同)

1、地面模式:PSEU 向 ACAU 给出接地信号,从而使 ACAU 内部的 K23 和 K24 继电器均吸合(与襟翼是否收上无关),115VAC 的电源信号通过 ACAU 后到达冲压门内的 S1 位置限制电门,控制冲压门作动器的控制杆收回,直到 S1 电门被压缩断电,这时作动器控制杆收回到最短,而冲压门也在全开位,使更多的冷却空气流向热交换器,增加地面空调效果。同时,折流门伸出,防止地面异物被吸入冲压空气管。而此时作动器内的 S3 限制电门没有被压缩,为 P5 面板上蓝色的 RAM DOOR FULL OPEN 灯(下称冲压门全开灯)提供接地,使冲压门全开灯点亮。

2、空中襟翼未收上模式:K23 通过襟翼未收上电门 S1051(右空调位 FSEU 提供襟翼信号)接地吸合,K24 未吸合,115VAC 的电源信号通过这两个继电器后到达 S2,控制作动器伸出,直至 S2 被压缩断电,此时折流门收回(作动器在 S1 和 S2 之间运动时折流门是伸出位),进气门依然在全开位。由于 S3 电门依然未被压缩,故 P5 面板上的冲压门全开灯依然点亮。

3、空中襟翼收上模式:K23 和 K24 继电器均未吸合,115VAC 电源信号供给冲压空气控制器(下称 RAC)。RAC 接收装在 ACM 压缩机出口的温度传感器的电阻值信号,利用电桥自动控制冲压空气作动器的伸缩长度,从而控制进气门开度。该电桥以压缩机出口温度为 110℃为基准,大于这个温度通过 S3 收缩控制器增大进气门开度,小于这个温度通过 S4 伸出控制器减小进气门开度。正常巡航时,作动器应在 S3 和 S4 之间运动,在这个行程范围内 S3 都是被压缩的,故 P5 面板上冲压门全开灯无处接地而熄灭。

下图为 800 型空调线路原理图:

800 型冲压门工作原理和 700 型相同,不同的是控制部件。巡航状态时的冲压门开度,700 型由冲压门控制器控制(RAC);800型由组件区域温度控制器控制(下称 ZTC)。两者 ACAU 内部继电器也略有区别,但不影响我们后续故障分析,重要的是 800 型的组建区域温度控制器具备 BITE 功能,排故更方面。


正如前所述,飞机巡航状态时,作动器应在 S3 和 S4 之间运动,冲压门全开灯应该熄灭。实际工作中我们也会接到机组报告空中襟翼收上后冲压门全开灯仍亮,机务跟班人员也观察到过这种现象。虽然该指示灯为蓝色的提醒等,但对我们机务的维修工作来讲,这往往是空调系统故障的前期征兆,如不及时准确的排除,将会导致空调效果差,甚至组件过热跳开等严重故障,影响飞机放行。

通过线路图可以看出,冲压门全开灯是由于 S3 电门未被压缩实现了接地(当然,灯下游的线路破损也会接地,放后考虑)。飞机从地面起飞后,冲压门作动器从压缩 S1 变到压缩 S2,只是使折流门收回而冲压门开度未变,随着飞机速度增加,冲压空气进气量大幅增加,热交换器得到过量的冷空气冷却,将使压缩机出口温度大幅低于 110℃。当襟翼收上后,作动器的位置由 RAC 控制(800 型由 ZTC 控制,下略),因传感器温度低于设定温度(110℃),RAC 通过 S4 关小进气门,减少冷空气量,提高压缩机出口温度到 110℃。在此过程中,上部蜗杆由脱离 S2 位移动到压缩 S3 位置,致使冲压门全开灯灭。如果该灯依然亮起,我们要关注该亮的持续时间。随着飞机高度的爬升和飞行时间的增加,该灯自动熄灭,我们判定是热交换器效率降低的征兆,可结合地面制冷效果判断是否需清洗或更换。后面我们重点分析该灯全程长亮的故障原因。

首先检查执行部件。○1冲压作动器是 737NG 更换率较高的部件,它在运动过程中出现卡阻或行

程限制电门触点接触不良都会导致冲压门全开灯亮。○2冲压门本身结构卡阻,导致作动器无法伸出,

致使作动器无法运动到 S3 限制电门被压缩的位置,导致灯亮。地面可以通过 PSEU 超控空地信号到空中模式,同时断开相应组件的冲压空气传感器插口,短接销钉,从而实现作动器的全行程运动,以检查作动器或冲压们是否卡阻。对于 800 型空调,ZTC 可以监控和记录该作动器过流或欠流故障模式,并可通过 BITE 使作动器全行程往复运动一个循环,以检测作动器是否有故障或卡阻。若有卡阻,可脱开作动器杆端螺杆隔离卡阻部件。

其次考虑的是温度因素。当压缩机出口温度大于110℃时,RAC通过S3控制作动器开大进气门开度,当开大到 S3 电门脱离时,冲压门全开灯就会亮起,如果传感器温度仍大于 110℃,RAC 通过 S2 控制作动器继续开大进气门,直至 S2 被压缩,进气门全开。这一过程是由压缩机出口温度信号决定,影响压缩机出口温度的因素我们分为四方面:

○1冲压进气管内有异物吸入,堵塞了热交换器进口。这种情况尽管进气门全开,但流过散热器

的冷空气量依然不足。可通过进气口或冲压进气管下部的接近盖板检查和清洁堵塞的异物。

○2热交换器内部脏或破损,致效率低下。由于国内大气环境不佳,使用一段时间后热交换器普

遍较脏,虽然有散热器定期离位清洁的工作,但在排除空中冲压门全开灯亮故障时,仍将是我应该重点考虑的内容,主要表现为空中和地面空调制冷效果均较差。

○3组件出口单向活门卡阻在关位。该活门在地面处于关位,增加风扇抽吸冲压空气的效率,空

中该活门由外界冲压空气气动打开。若该活门卡阻关位,冲压空气在后部不能顺畅流出,从而降低了流经热交换器的冷空气流量。可在地面关闭组件情况下,从冲压空气出口接近,人工搬动检查该活门是否有卡阻。

再者,分析信号源和控制器。影响冲压门作动器工作状态的信号源有空/地信号、襟翼未收上信号和压缩机出口温度信号。前两者的信号都是送到 ACAU,后者送到 RAC(800 型送到 ZTC)。这是作动器的两种控制模式即 ACAU 控制模式和 RAC(或 ZTC)控制模式。

○1ACAU 控制模式只有两种状态(即折流门伸出与收回两种),且与冲压空气传感器温度信号无

关;RAC(或 ZTC)控制模式则是完全根据温度传感器控制作动器开度。地面把襟翼放到 1 个单位,并超控 PSEU 到空中模式,如果折流板收回说明空地信号和襟翼信号正常。若折流门仍在伸出位,则分别测量供到 ACAU 的两个信号,可以隔离出是空地信号还是襟翼信号或者是 ACAU 的故障。


○2 RAC(或 ZTC)控制模式。如果 ACAU 控制模式正常,则在上述步骤基础上将襟翼全收上,

进入 RAC(或 ZTC)控制模式。此时脱开压气机出口温度传感器插头 D1288(800 型为 D3916,均以左侧为例),通过短接或断开插头内的 1 号和 2号销钉,可以模拟温度传感器最热或最冷时的阻值送给控制器内的电桥,从而控制进气门开度。这里需要提醒一下,700 型的冲压空气传感器是负温度系数热敏电阻,800 型的正温度系数电阻。短接插头 1 号和 2 号钉(电阻最小)对 700 型来讲是最热状态,冲压门全开,只脱开插头不断接销钉,则是最冷状态(电阻最大),800 型刚好相反。通过这种模拟,应该可以看到作动器可以从 S4 移动到 S2 位置的往复运动状态。如果全程运动正常,且驾驶舱冲压门全开灯在最冷位熄灭,在热位亮起,则应首先怀疑冲压空气传感器,让空调在地面工作十分钟以上,然后测量传感器两个销钉间的阻值,然后与其他同机型飞机相同工作条件下的传感器阻值比较,如果阻值明显偏低(800 型偏高)则更换该传感器,否额更换 RAC(或 ZTC)。如果短接或断开插头内销钉时,冲压门没有动作,保持在全开位,说明作动器没有转换到 RAC(或 ZTC)控制模式,仍处于 ACAU控制模式,说明 ACAU 内部继电器没有转换。同样使用分别测量供到 ACAU 的两个信号逻辑的方法,可以隔离出是空地信号还是襟翼信号或者是 ACAU 的故障。

最后,是线路问题。虽然理论上线路磨损接地会导致空中冲压门全开灯亮的现象,但查询737NG飞机该故障现象的排故记录,实际工作中未有线路问题导致的该故障,限于篇幅,故在此不讨论线路破损的故障原因了,后续遇到线路问题可参考 SSM 测量排除。

总结:冲压门灯空中常亮的故障具有隐蔽性,一方面该灯是蓝色的提示灯,不易引起机组警觉;另一方面机务人员地面检查无法发现。当遇到该故障反应时,一定要重视,排故过程不能盲目,在掌握该系统各部件工作原理的基础上,分类隔离,利用地面超控和人工模拟等方法可以有效确定故障源。具体可参见排故程序流程图。

后面的排故程序流程图是以 700 型为例制作,800 型同样适用。不同的是 800 型的 ZTC 具备自检功能,除超控空地模式外,还可通过 BITE 功能作动冲压作动器全程运动,从而判断作动器和冲压门是否卡阻,比 700 型更方便。

B737NG飞机巡航时冲压门全开灯亮的故障分析.pdf (704.91 KB, 下载次数: 82)
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发表于 2019-9-30 15:57:36 | 显示全部楼层 来自: 中国新疆阿克苏地区
冒昧问一下,空中襟翼未收上模式下,K24未吸合,K23吸合,应该是给S3通电吧?
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发表于 2020-1-1 21:42:52 | 显示全部楼层 来自: 中国福建厦门
先赞后看好习惯!楼主太厉害了
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发表于 2020-3-31 19:06:44 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国陕西西安
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