2006年到2009年期间，我们737NG机队中好几架飞机均发生过设备冷却排气风扇 “OFF”灯在空中正常和备用位都亮，降低高度后又正常的故障，问题的彻底解决颇费了些周折，付出了相当大的代价，最典型的是B-XXXX飞机，请见后面故障实录部分。NG飞机，CL飞机设备冷却系统略有不同，系统原理均很简单，但故障率都偏高，起初抱怨机组抽烟太多污染了管路，波音的低流量探测设计落后，后来才发现其实与我们的维护颇有关系。在论坛里搜索了下，除了一篇询问如何清洁管路的帖子，一篇求论文的帖子和两篇跳开关跳出的故障总结外，好像还没有相关的文章，所以就把当时故障彻底排除前自己写的调查分析，加上些后来的观点，拿出来滥竽充数，挣点积分，当然也希望对还没有经验的人有所帮助，想写论文的呢，呵呵，也有素材了。
机型：波音737-800
故障描述：B-XXXX设备冷却排气风扇 “OFF”灯在空中正常和备用位都亮，降低高度后又正常。
故障实录：
B-XXXX飞机2006 年10 月份因设备冷却排气低流量灯亮，多次更换了排气风扇，低流量传感器， 2007 年1 月2 日再次出现，1 月3 日对换了供气与排气的低流量传感器，航后更换排气风扇，与B-5XXX 飞机对换了低流量传感器。1 月4 日检查了指示灯到传感器的电路，没有异常；检查了排气风扇下游管路，未见堵塞；检查了以低流量传感器为中心的上游与下游各一米的管路，未见异常。1月11 日检查了CDS 的DU 后部管路，发现了中央DU 的后部管路较脏，对较脏的管路进行了彻底清洁。
（这期间可能有过C检，未核实）
2007-12-21，机组报告空中设备冷却排气低流量灯亮，正常/备用位风扇切换无效，降低高度后正常，短停更换排气低流量传感器，航后离位检查主用排气扇和下游单向活门，叶片很干净、活门无任何卡阻。
2007-12-23，机组报告设备冷却风扇在巡航过程中，排气扇灯在正常和备用位都亮，下降后灯灭。为隔离故障，更换备用排气扇。
2007-12-25，机组报告设备冷却排气风扇放正常/备用位OFF灯都亮 。航后检查并清洁插头，通电测试正常。
2007-12-27，更换了较脏的设备冷却供气系统气滤，对设备冷却排气系统的管路进行了检查，从驾驶舱的DU到低流量传感器附近的较细的管路进行了较彻底的清洁。
（这期间有过C检）
2009-2-16，机组反映空中设备冷却排气扇主备用灯亮，落地前灯灭了，清洁低流量传感器。
2009-2-18，航后清洁DU以下设备舱以上部分的设备冷却管道。
2009-2-24，航后再次清洁DU 以下设备舱以上部分的设备冷却管道。
2009-3-19，机组报告空中设备冷却排气风扇OFF 灯主用/备用位时都亮，飞机备降，落地更换设备冷却排气系统传感器，测试正常。
2009-4-19，机组报告设备冷却排气主备用OFF灯亮，降低高度后正常，航后清洁该系统管道。
2009-4-23，机组报告起飞后设备冷却排气主备用OFF灯亮，二十分钟后灯灭。落地更换低流量传感器。飞机起飞后，该灯又亮。飞机备降，检查设备主备用排气扇均工作正常，随后MEL保留放行。航后把主用排气扇串到备用上，主用排气扇更换新件，同时为隔离故障，更换R29与R30继电器，通电检查正常。
2009-4-24，机组报告起飞离地2000英尺开始到落地前1000英尺设备冷却排气系统OFF灯一直亮，航后对串供气与排气低流量传感器，测试设备冷却供气与排气系统均正常；同时更换空调系统右侧再循环风扇和气滤；清洁排气系统DU、副驾驶MCDU、E/E舱内使用排气系统的电子设备；检查设备冷却排气风扇下游单向活门；清洁消音器。
故障原因：排气管路气路堵塞，即再循环风扇气滤堵塞
原理分析：
从电路上来说(FIG 1), “OFF”灯点亮只有两种可能，一是低流量传感器提供了接地信号，二是由于P91面板里的R29和P92面板里的R30都没电时，提供了另一个接地可能，当然“OFF”灯指示电路中某处接地也有可能。
Figure 1
第二种情况纯属电路问题，故障几率小，在地面也容易判断，这儿不作讨论。
我们看看第一种情况：低流量传感器触发Low Alarm（接地）信号。
A：传感器本身故障，这很容易判断，地面测试就足以说明问题，给它通上28V DC电和足够的冷却（风扇吹气冷或水冷），“OFF”应该熄灭。即在地面测试“OFF”灯不亮，我们就可以认为传感器本身工作正常。那为何在空中“OFF”灯容易点亮呢？应属于下面的情况B或C。
B：实际流量不足，看看排气扇的电路知道只要控制继电器R29或R30有电， (由P5头顶面板选择开关决定) ，Normal或Alternate排气风扇其一就有电，排气风扇在内部热保护开关的作用下，只要不超温，就工作。但效率不一定足够，即排气量不一定满足设计要求，特别是在高空，由于增压控制率随飞行高度的不同而不同，使座舱高度不同而导致排气扇在额定转速下效率不同，座舱高度越高效率越低，可能诱发实际流量不足导致的“OFF”灯亮。在极端情况下，由于风扇效率下降，不转或转速下降导致的整个排气系统实际流量不足抑或空调，引气，增压系统中引起机内空气循环量不足（注：故障排除后确认再循环风扇气滤堵塞才是导致内循环量不足的主要原因），或者流量传感器下游管路（传感器到排气扇这段）漏气,严重堵塞（包括排气扇下游的OEV，单向活门和其所在管路）也可使流量传感器感受到低流量而使“OFF”灯点亮。
C：传感器“误信号”（对飞机而言是误信号，对传感器而言确实感受到低流量）。了解流量传感器“误信号”的原因得先看看低流量传感器的设计原理和工作曲线。0123FA2低流量传感器是一种Hot Wire 型的CTA（Constant Temperature Anemometer），即热线式恒温质量流量计, 探头里有两个高电阻温度系数的铂金电阻感应元件，一个感应管道环境温度，一个自加热感应元件由电路加热并确保两者保持一恒定△T，在不同的工作状况下（流量，环境温度…）冷却效果不同, 为维持恒定△T自加热感应元件所需功率不同，这样通过电桥和内部放大电路产生的与消耗功率成比例的电压信号就是流量的函数 (见FIG 2) 。
FIG 2
现以恒温式热线风速仪为例来说明它的工作原理（FIG 3）。
把探头接在风速仪电路中电桥的一臂，探头的电阻记为R[sub]w[/sub]或R[sub]p[/sub], 其他三臂的电阻分别为R[sub]1[/sub]，R[sub]2[/sub]和R[sub]b[/sub]。其中R[sub]1[/sub]= R[sub]2[/sub]，R[sub]b[/sub]为一可调的十进制精密电阻。此时，要求热线探头的电阻温度系数很高，而相反的却要求R[sub]1[/sub]，R[sub]2[/sub]和R[sub]b[/sub]的电阻温度系数很小。
FIG 3 在电桥AC两端加上电压E，当电桥平衡时，BD间无电位差，此时，没有信号输出。当探头没有加热时，探头热线的电阻值R[sub]f[/sub]叫做冷电阻，按照所选定的过热比调节R[sub]b[/sub]，使它的数值高出R[sub]f[/sub]，这时仪器中的电路能自动回零反馈，使I[sub]w[/sub]增加，从而使探头热线的温度升高、电阻增大，一直达到R[sub]w[/sub]=R[sub]b[/sub]为止，这时探头热线上的温度已升高到θ[sub]w[/sub]，θ[sub]w[/sub]高于流体介质的温度θ[sub]f[/sub]。由于气流流过探头带走了热量，因而探头热线温度θ[sub]w[/sub]降低，流速越大，探头热损失就越大。系统为了维持探头热线温度不变，即电阻值不变，流经探头热线的电流I[sub]w[/sub]就将自动增大，因而电压E增大，这样，就可建立起电压E与流速υ[sub]∞[/sub]之间的关系。
A, B是与所测气体物性如热导率、比热容、粘度等以及探头传热有关的系数（等式左边的分母是R[sub]w - [/sub]R[sub]f，[/sub]AIRACM的标记覆盖了）。 NG飞机使用的0123FA2低流量传感器的工作原理与之类似，只是它维持的是恒定温差△T。实际应用中,任何可能改变热传导系数的因素都会引起测量误差。这其中包括系统因素，如：环境温度的改变，管道等边界条件的改变以及探头周围涡流的耗散；非系统因素，如：气流中的污染物粒子，探头污染，湿度，探头的震动等。所有这些因素将影响低流量传感器的实际工作曲线，如图FIG 4，进入右下区触发“OFF”点亮。而此时真正的管道流量低并未发生，导致“误信号”。
FIG 4
这段曲线是在风洞实验里得出的在一定管道I.D, 标准大气状况下的工作曲线，在实际飞行中，随座舱高度的增加，绝对压力的下降，工作曲线带应该逐渐平行上移，更容易触发曲线下限。了解了这些，有助于我们理解传感器经常在高空触发的原因。英国标准BS 7405 1991（Guide to selection and application of flowmeters for the measurement of fluid flow in closed conduits）建议对于在管道中用插入热丝流速计时，需要 (8~10)D的上游直管段和 (3~5)D的下游直管段并牢固地固定于管道，并避免振动（以上原理部分来源于网上资料，正是由于这个BS标准，故而起初怀疑波音设计有缺陷）。
我们再来看看设备冷却系统排气系统管路图（FIG5），
Figure 5 从FIG 5管路图，由流量传感器位于冷却管路的位置，可知“OFF”灯亮表明流量传感器位于的冷却管路，即Center UP DU，F/O INBD DU，F/O OTBD DU， RH MCDU 排气出口到E/E 舱中部这段管路可能实际流量不足，并不能表明排气风扇不工作或故障，低流量传感器的本质是用来监控上述3个DU和1个MCDU是否能够得到足够的冷却气源。另外飞机上装的件号为4086850（Honeywell）的DU内部也有超温保护，当温度达到110 ± 5 °C时，系统自动断电，但温度降低15 °C时恢复供电。因此在判断故障时，我们可从DU的显示是否正常来逆向思考，作为参考。 另外，排气系统在排气风扇下游的管路也得考虑，这又分为地面全打开的OEV所在管路和通向前货舱的管路。空中正常情况下OEV关闭，排气进入前货舱，再通过再循环风扇进入空调分配总管（这点就是最初被忽略了的：排气的最后出口在于再循环风扇！）。在IPC21-27-51-09 Item-700中有一个单向活门和一个电控关断活门，查阅波音图纸发现这是两种不同构型（见FIG 6）。我们公司的都是前一种构型，其作用都是防止气流倒流，特别在货舱有火警和OEV工作在Smoke模式时。
FIG 6
传感器安装在 217A1111-1管组件的收缩处，容易积聚污物（见FIG 7），217A1111-1管组件是由217A1141-1，217A1142-1，217A1141-2相互粘接的复合材料管，217A1141-1和217A1141-2正交相粘为传感器提供了安装基座。波音FTD 737NG-FTD-21-07001也对空中设备冷却“OFF”灯亮提出了清洁传感器的建议，但并未在管道设计上提出改进方案。应该是传感器和排气扇的裕度综合满足要求。
处理措施：更换再循环风扇气滤。
排故经验：当时我们用孔探仪对10驾NG飞机的设备冷却排气管路的部分管路进行了检查，发现里面积存有絮状物，特别是传感器安装座区域，作了相应的清洁，有时似乎解决了问题，有时却感觉无效，由于没有找到关键的点，一直把故障原因锁定到上游排气管路的清洁上。当然，由于热线式流量传感器的探测特性，只要影响到整个系统的某一个因素微微改善，都可能暂时使传感器微离报警的临界状态，从而得到故障排除的假象，而忽略了影响最大的因素。因此，要想减少设备冷却排气系统的故障， 我们可以：
A）：缩短流量传感器检查清洁维护间隔；
B）：缩短再循环风扇气滤的检查或更换间隔（MPD是1C间隔）。
C）：缩短相关DU，MCDU的排气孔定时清洁间隔。
对于供气系统，也是一个道理。
再说远点，比如空调系统的散热器的清洁，真空污水系统的固液分离器的更换，液压油箱油液品质检查等等......简单的清洁勤务工作其实就可以减少飞机的许多故障，关键看怎么以适合的间隔来维护，一味地更换系统部件有时往往是得不偿失。 | 
更换HMU总结
整理总结的很直观全面的21空调系统
A320驾驶舱面板指南【01】
发表于 2012-11-23 00:02:21
总结的很好啊 谢谢楼主分享
[s:583] [s:583]
很是有用
楼主
