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A320型飞机PACK工作原理及超温故障分析
A320 Aircraft PACK Work Principle and Analysis of PACK Overheat
高松/东航江苏公司维修工程部
阐述了A320飞机空调组件的工作原理，并对其超温故障进行了分析。
飞机的空调系统的作用主要是用来调节增压座舱内空气的压力、温度及新鲜程度，以创造一个保证乘客和空勤人员正常生活和设备可靠工作的环境。A320型飞机的空调系统主要由区域温度控制系统、增压系统、电子设备通风系统及货舱通风/加热系统组成。本文阐述了区域温度控制系统中的核心———空调组件（PACK）的工作原理以及关于它超温故障的一点分析。
PACK 组成及工作原理。
A320型飞机装有两套构造完全一样、可同时或独立工作的PACK。PACK组件的作用是将气源系统提供的高压、高温引气转变为低温、低压可供座舱温度调节之用的“ 冷”空气。
1.PACK 的组成
PACK组件是由流量控制活门、热交换器、空气循环机、冷凝器、再加热器、旁通活门、防冰活门、水分离器以及对PACK组件进行监控的多个传感器和PACK计算机组成。以上部件除PACK控制器外，都安装于空调舱内。
2.PACK工作原理
通过流量控制活门的热引气，先后经过初级热交换器、ACM的压气机部分、主热交换器、再加热器、冷凝器、水分离器、再加热器、ACM的涡轮部分、冷凝器进行热交换和压缩膨胀做功将原先进
入PACK前的高温、高压热空气转变为温度较低、压力略大于座舱压力的可供进行座舱温度调节的“冷”空气。
(1)流量控制
流量控制活门（FCV）安装在整个PACK组件的上游，为电控气动的蝶型活门，它受PACK控制器的控制，调节通过PACK组件的热空气流量和压力。在FCV的下游安装了一个压力传感器，该传感器通过比对通过FCV热空气的压力和环境气体的压力将一个电信号传送给PACK控制器，从而使PACK控制器计算出流过FCV的热空气流量。
(2)空气冷却
PACK组件中大部分部件都是因为此目的而安装的。初级热交换器、主热交换器、ACM、再加热器、冷凝器、水分离器都是用来将进入PACK的高温气体进行空气循环、热交换从而达到冷却热空气的目的。
(3)温度控制
温度控制的作用就是控制PACK出口的温度，使PACK出口的空气温度能够满足客舱温度调节的需要。它的这一功能主要由旁通活门、防冰活门、冲压空气进出口门、多个传感器和PACK控制器来实现。
PACK超温故障分析
PACK组件作为空调系统的核心，其工作的正常与否关系到整个空调系统能否正常运行。如果出现单PACK故障，飞机将限制高度飞行，而在空中如果出现双PACK均不能正常工作的话，飞机则要紧急下降高度。因此，作为机务维护人员，对PACK故障的及时排除就显得尤为重要。在日常维护时发现，PACK故障出现频率较高，尤以超温故障为最，而在排此故障时，工作量巨大，这对准确判断故障就提出了更高的要求。
1.故障的分类
PACK超温故障根据超温位置不同可分为压气机超温故障和PACK出口超温故障。而根据超温的真实与否，又有真假超温故障之分。由于由线路、传感器或计算机故障所引起的假信号、假超温情况在日常维护中较少出现，一般更换PACK控制器或传感器就可以排除。本文主要探讨的是压气机超温故障和PACK出口超温故障。
2.故障分析
(1)压气机出口超温故障
该故障是PACK系统中最常见的故障，当压气机出口温度超过230℃四次，或压气机温度超过260℃，此故障被激发，显示在电子中央监控器（ECAM）上。此故障的原因可能是PACK组件中热交换器、ACM的性能下降，也可能是FCV的开度过大，或者是冲压进出口门的开度小等原因引起。为了准确判断故障的原因，应该充分了解故障的情况。中央故障显示系统（CFDS），会在每次超温故障发生之后记录故障信息。飞机综合数据系统（AIDS），会在故障发生时自动记录一份环境控制系统（ECS）报告。ECS报告中记录了故障发生时，FCV的流量，各个温度传感器所获得的温度，旁通活门的开度，冲压空气进出口门的开度等很多重要信息。在有些情况下，当PACK超温时，CFDS上会有相应的故障信息，比如，ACM或进出口作动筒。这时，在确认故障后，可以根据CFDS上的信息，更换相应的进口、出口作动筒或ACM。但还有很多情况下，CFDS上没有提供故障信息，这就需要根据ECS报告中的数据来分析故障。PACK组件在设计时，已经考虑到超温情况的存在，在超温前（ 接近上限温度前），提供了多种防止超温的措施（如表一）。
表一 防止超温措施
| 压气机温度(℃) | 采取措施 | | 180以下 | 正常工作 | | 180-220 | 减小关闭冲压空气进口 | | 220-222.5 | 冲压空气进口不再关闭 | | 222.5以上 | 全开(地面100%，空中70%) | | 在230时 | 气动温度传感器开始关闭FCV | | 在260时 | 警告产生 |
因此，在检查ECS报告数据时，要着重检查进出口门的开度（有没有全开）和FCV的流量大小（ 是否过大）。如果冲压空气进出口没有全开，故障的原因就在进出口作动筒和PACK控制器上。如果FCV开度过大，可能有几方面的原因，一是FCV本身的原因，二是气动温度传感器或传感气路有问题，三是控制FCV的PACK控制器故障。由于国内大气污染相对欧美要严重一些，因此在同样的飞行小时内，飞机上的一些热交换器（如初级、主热交换器，再加热器和冷凝器），性能下降要较国外的快些。这些热交换器的性能下降，导致空气热交换不充分，也会引发PACK压气机的超温。
(2)PACK出口超温故障
当PACK出口温度传感器探测到PACK出口温度大于95℃时，此故障被激发。出现此故障时，一般情况下只有ECAM警告和ECS报告。与压气机超温一样， 在出现故障后都先检查CFDS上有无信息，如有，根据CFDS上的信息排故。当CFDS上无信息时，也要检查ECS报告。因为PACK出口温度要达到95℃才能激发警告，因此，只可能是从旁通活门或防冰活门过来的热引气才能使PACK出口温度超温。首先，检查故障时旁通活门的位置（在ECS报告上），如果活门位置不在关闭位，可以判断此超温故障与旁通活门或控制它的PACK控制器有关。此类故障多数情况下并非由旁通活门引起，而是因为防冰活门未关造成的。防冰活门不正常打开的原因有两点，一是活门故障，二是控制防冰活门的气动传感器故障。更换防冰活门或气动传感器可以排除此故障。
以上是对两种不同PACK超温故障的分析。PACK超温在日常维护中比较常见，当故障出现时，应当先确认故障，准确分析、判断故障原因，采取有效措施解决故障。另外，在排故时，可以先更换比较容易更换的部件，排除容易更换部件故障的可能性，再对较难更换的部件（如FCV、ACM等）进行更换。对于由于大气污染而造成的热交换器性能下降，可以通过缩短热交换器的维护、清洗周期来解决。 | 
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发表于 2010-5-24 22:44:37
[s:208]
，再学习
也赞同12楼的方法(鄙人也喜欢运用AIDS系统辅助排故）！[s:235]
太专业了把
