浅析GE90-115B发动机引气系统PRSOV故障

杜立 李少然

摘要：以GE90-115B发动机引气系统常见故障为基础，总结了引气系统部件航线常见故障的排故经验。基于发动机引气系统各部件的工作原理，通过对故障现象的分析，制定了详细的排故流程，可作为排除同类故障时的参考。

关键词： 控制空气冷却器；调压关断活门；调压关断活门控制器；发动机防冰；空气供给客舱压力控制器；高压/风扇空气控制器；高压关断活门；中间级压力传感器；高压压气机

Keywords：CAC；PRSOV；PRSOVC；EAI；ASCPC；HPFAC；HPSOV；IPS；HPC

1 故障描述

一架配裝GE90发动机的波音777-300ER飞机回程航班，机组报告巡航过程中右发出现发动机调压关断活门EICAS状态信息“BLEED PRSOV R”，下降过程中出现同一台发动机防冰活门EICAS状态信息“EAI VALVE R”，同时伴随引气系统失效（无引气流量指示），循环发动机引气电门无效。

2 系统工作原理

GE90发动机引气系统由ASCPC、H P S O V、H P FA C、P R S O V C、PRSOV、IPS等组成，工作原理如图1所示。ASCPC根据发动机工作状态和引气压力需求条件，通过电信号来控制PRSOVC和HPFAC，控制器调节PRSOV和HPSOV的控制压力，作动活门处于打开、关闭和调节三种状态。其中，CAC提供经过冷却的HPC 9级引气压力，冷却器出口分为两个控制支路，一支去往引气系统控制器，作为控制器的控制压力源；另一支去往防冰活门控制器，作为防冰活门控制器的控制压力源。

发动机防冰系统工作原理如图2所示。

飞机结冰探测器探测结冰状态，由发动机防冰卡控制EAI活门控制器，调节控制压力来打开发动机防冰活门，通过EAI压力传感器感受防冰活门下游管道压力信号来监测防冰活门是否按指令正常打开。CAC（与引气系统CAC为同一部件）提供控制器的控制压力源。

3 常见故障情况

3.1 PRSOV故障在关位，航线常见原因

1）调压关断活门本体卡阻在关闭位，如转动轴锈蚀导致的卡阻。

2）调压活门控制器到调压活门之间的调压控制管路压力不足，导致活门无法正常工作，如管路裂纹漏气、接头松动、柔性软管扭曲漏气等。

3）调压活门控制器内部扭矩马达故障，无法提供正常的使活门作动的控制压力，如马达线圈烧坏。

4）ASCPC没有输出电流进入调压活门控制器。

3.2 EAI故障在关位，航线常见原因

1）防冰活门没有控制压力，依靠发动机本体引气压力使活门处于关闭位。

2）防冰活门控制器扭矩马达故障，如马达线圈烧坏。

3）防冰活门到控制器之间的调压控制管路压力不足，如管路裂纹漏气、接头松动、柔性软管扭曲漏气等。

3.3 HPSOV故障在关位，航线常见原因

1）高压关断活门本体卡阻在关闭位，如异物、锈蚀导致的卡阻。

2）高压/风扇控制器（HP/FAC）到高压活门之间的调压控制管路压力不足，导致活门无法正常工作，如管路裂纹漏气、接头松动、柔性软管扭曲漏气等。

3）高压/风扇控制器（HP/FAC）内部扭矩马达故障，无法提供正常的使活门作动的控制压力，如马达线圈烧坏。

4）ASCPC没有输出电流进入高压/风扇控制器。

4 排故过程

针对上述故障进行以下操作。

1）人工转动调压关断活门，活门活动自如，未见卡阻，排除活门本体故障。

2）检查活门到控制器之间的压力控制管路，未见松动断裂，暂且排除。

3）测量控制线路，控制器插头都有28VDC电源，排除线路故障。

4）检查控制器本身。使用地面气瓶作为压力控制管路的供气源，连接到PRSOVC，操作发动机引气电门，检查发现调压关断活门开关正常，PRSOVC工作正常。排除调压关断活门控制器、调压关断活门和压力控制管路故障。

5）因两个系统同时出现故障，而这两个系统是独立又有联系的，共同点就是使用同源的控制空气，因此对气源进行检查，将故障锁定在压力控制管的供气管路（CAC）上，最终发现CAC进口供压管路断裂（见图3），导致提供给PRSOVC的控制空气失效。更换断裂的管路后，故障排除。

5 故障现象还原分析

PRSOV、HPSOV和EAI这三种活门都是弹簧负载关闭、气动作动打开活门，由CAC提供相同的控制空气，通过控制器调节控制压力，使活门打开和关闭。其中，PRSOV和HPSOV相互调节配合，为飞机提供压力和温度都满足的引气。

当飞机在巡航阶段，为了使PRSOV下游引气压力保持恒定输出，ASCPC会根据发动机的不同转速同步调节PRSOV活门的开度，因此，需要持续向活门作动腔提供来自CAC进口管路的控制空气，使活门处于调节位。当CAC进口管路突然断裂失去控制压力后，PRSOV立刻因弹簧保持关闭，右发立刻失去引气输出压力，ASCPC监控到PRSOV位置与指令不一致而告警，即触发EICAC状态信息“BLEED PRSOV R”。

另一方面，飞机在巡航状态下没有结冰条件，发动机EAI卡使EAI活门处于关闭位，即不需要CAC的控制空气使活门处于打开位，因此也没有EAI活门故障信息。但当飞机在下降时探测到结冰信号时，需要打开EAI活门来给发动机进行防冰时，由于CAC进口管路已经断裂，故失去了EAI活门控制器的控制压力，导致控制无法打开防冰活门，EAI卡探测到防冰活门不在指令位，因此触发EICAS状态信息“EAI VALVE R”。

6 总结

GE90发动机气源系统常见故障分为三大类，即活门故障、控制器故障、控制管路漏气故障。了解各系统部件的工作状态，从故障现象的共同点出发分析问题是排故时的优选方法。

本次故障的排除就是基于引气系统与防冰系统故障同时出现、控制压力同源的的情况，快速找到了故障原因并进行了排除，保障了航线运行的时效性。