空客A320ceo系列飞机引气活门故障浅析

王星州 王子健 刘铭

摘要：引氣活门是引气系统的重要组成部分，起到客舱增压作用，出现故障将影响航班运行。本文对A320ceo系列飞机引气活门原理作了介绍，统计机队历史数据，总结典型故障类型，分析故障形成原因，从附件修理的角度对修理工作提出建议，以提高排故效率，缩短排故时间，节约修理成本。

关键词：引气活门；附件修理；A320

Keywords：bleed valve；accessory repair；A320

0 引言

A320ceo选装的两种发动机分别为CFM56-5B和V2500系列，其引气工作原理是当发动机处于低功率时，从高压级引气，高压活门（HPV）打开；当发动机处于高功率时，从中压级引气，HPV关闭，只从压力调节活门（PRV）引气。HPV和PRV对引气系统的正常工作有着重要作用，直接影响航班运行。

周本欣[1]研究了波音737飞机高功率引气时压力低的具体故障现象，分析了预冷器、高压引气活门，戴银宏[2]对波音737-700和800的引气系统故障提出了明确的排故思路，曾圣水[3]分析了A320飞机发动机引气系统故障并整理出排故思路。其他高校和技术人员也对引气活门引起的系统故障进行了分析。但以上文献中很少有对引气活门本身故障的分析，本文结合航线反馈故障，从附件修理角度对引气活门故障进行探究。

1 PRV和HPV的工作原理

PRV件号为6774系列，HPV件号为6773系列，两者结构原理类似。以6774G系列为例介绍其结构和工作原理[4]。结构可大致分为作动筒、通道和调压器，其中调压器分为主调压控制单元、开关控制单元、起调压力控制单元，如图1所示。

工作过程可分为三种状态。

1）打开

供气时，气体进入开关控制单元，使通往打开腔的气路打开，气体进入打开腔并克服关闭腔压力，使蝶阀从关闭位打开到全开位。

2）起调—调压

当达到设定的起调压力时，气体压力克服弹簧压力，使通往关闭腔的气路打开，气体进入关闭腔，关闭腔气压和弹簧压力共同作用，克服打开腔压力，迫使蝶阀移开度减小。

当压力继续升高，主调压控制单元限制供向打开腔的气路，打开腔内的压力停止增大，但关闭腔内的压力持续增大，蝶阀开度继续减小。若上游压力下降，主调压控制单元将扩大通往打开腔的气路，打破作动筒平衡，蝶阀增大开度，从而达到调节下游压力的目的。

3）关闭

上游供气关闭，开关控制单元关闭，打开腔压力降低，小于关闭腔压力，蝶阀关闭。

2 引气活门故障类型分析

以某航5年来PRV和HPV航线附件拆换信息1359条为样本，不考虑计划拆换，仅针对非计划拆换进行分析，再剔除串件借件、误拆误装等无效信息，得到有效数据707条，其中HPV故障信息262条，PRV故障信息445条。

航线拆换原因繁杂，包含引气压力波动、活门卡阻、EACM信息等各种故障信息，首先对故障信息进行大致分类，如表1所示。

对6种主要故障类型进行统计分析，结果如表2、图2所示。

从以上统计结果可以得出：

1）HPV的“开关故障”类故障率显著高于PRV；

2）PRV引气压力类（波动、压力异常、引气故障）故障率显著高于HPV；

3）PRV的引气压力类故障占比高，而HPV更多是机械卡阻问题。

该统计结果和两种活门的工作原理有关，即HPV从高压级引气，环境更为恶劣，且在飞行中发动机功率变化较多，HPV需频繁打开和关闭，而PRV是常开活门，因此HPV的机械卡阻问题更多，PRV的引气压力问题更多。

3 引气活门附件修理

结合引气活门实际修理工作，针对特定故障类型探索修理方法。

3.1 开关故障修理

1）蝶阀阀片与通道卡阻

阀片与通道卡阻，将导致打开关闭异常，不能运行到正确位置。应测量通道圆柱度，或更换蝶阀组件或其子部件，确保装配过程中的上下间隙符合手册要求。

2）开关控制单元失效

经过长时间高温状态工作后，开关控制单元内的阀芯会出现磨损或偏斜，导致阀芯和阀体、阀芯和阀座之间出现卡阻，开关控制单元失效，进而导致蝶片卡阻。需要更换开关控制单元组件或其子部件，对其中的轴部件进行防磨处理。

3）电门失效

电门在高温环境下失效，电门故障，导致指示故障。应检查电门隔热胶涂抹是否正确，同时对轴上封严的开口方向进行确认。

3.2 引气压力类故障修理

引气压力类问题包括波动、性能衰弱、引气压力低等，这类故障可从作动筒打开关闭腔的平衡状态来分析。

1）主调压控制单元漏气

从调压器结构分析，在装配过程中主调压控制单元的封圈极易损坏，导致在高温状态下气体泄漏，在工作过程中突然失效，打开腔压力骤降，调压功能立即失效。如果在高温测试时发现调压功能突然失效和下游压力骤降，应检查此处封圈。

2）打开腔漏气

打开腔持续漏气，将导致打开腔压力低于正常值，关闭腔压力较大，活门开度减小，下游压力低于正常值。测试过程中当上游压力逐渐降低时，下游压力会低于下限值，此时应检查打开腔轴上的封圈和封严，确保其密封效果。

3）蝶阀阀片与通道卡阻

当阀片与通道卡阻时也会造成引气压力波动，在高温调压时由于作动筒打开关闭腔的压差无法克服摩擦阻力，会造成下游压力波动。应测量通道圆柱度和圆度或更换蝶阀组件或其子部件，确保装配过程中的上下间隙。

4 结束语

本文通过分析活门工作原理与航线反馈故障，结合附件修理经验，针对不同故障类型给出修理建议，对附件修理工作有一定的指导作用，可缩短排故时间，降低维修成本。

本文仅是初步分析，经统计发现故障信息类占比接近一半，可进一步探讨ECAM信息的故障分类。引气压力波动、性能衰减等是由部件的磨损导致，因此也可根据QAR数据分析活门劣化过程，构建其性能曲线，进一步探索在翼监控。

参考文献

[1]周本欣.波音737高功率引气压力低的原因分析[J].航空维修与工程，2013，272（2）：38-40.

[2]戴银宏.波音737-700/800发动机引气系统故障诊断与分析[J].航空维修与工程，2015，285（3）：65-66.

[3]曾圣水.空客A320引气系统常见故障分析[J].航空维修与工程，2018，329（11）：42-45.

[4] CMM 36-11-28. Component Maintenance Manual With Illustrated Parts List，Valve Bleed [Z].