A320空调系统常见故障探析
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A320空调系统常见故障探析
A320空调系统主要用来保持和控制座舱安全及舒适所需的压力、温度和清新空气，是飞机的一个重要组成部分。几年来，我们碰到了不少空调系统的故障，其中有一些可谓是疑难杂症，在排故过程中，耗费了大量的我们精力。现在，我把空调系统一些常见的典型故障进行简单的介绍，希望能对大家的工作有所帮助；也希望起到抛砖引玉的作用，和大家一起进行探讨。不妥之处，敬请校正。
空调系统的气源主要来源于三个部分：发动机的引气、APU的引气或地面高压气源。空调系统主要是由一个区域控制器（ZC）和两个组件控制器（PC）共同来控制其工作的。而空调系统中最主要的部件是空调组件，引气经过它之后变成了空调系统中的冷路，再与热路进行比例混合从而调节客舱的温度，使客舱达到一个舒适的温度范围。同时，我们所遇到的空调故障也大多与空调组件有关。因此有必要在此简单介绍一下空调组件的工作原理及控制原理。
工作原理：如附图所示，热引气经过流量控制活门（FCV）调节流量和压力之后进入空调组件，一路通向防冰活门（AIV），一路进入初级热交换器（PHX），经外界空气冷却后进行分流，一部分通向旁通活门（BPV），一部分经过空气循环机（ACM）中的压气机压缩之后变成高温高压的气体，气体经主热交换器（MHX）进行热交换之后通向再加热器（REH），再加热器是用来加热经冷凝器（COND）冷却的气体，以提高ACM中涡轮作功的效率。气体经过REH进入冷凝器，用涡轮出口的冷气来冷却气体，使气体中的水蒸气达到露点，进入高压水分离器（WE）以去除气体中的水份，从而使空气变得较为干燥，以防止涡轮结冰。同时，分离出的水份进入引射管从气室喷出，用来冷却热交换器，以提高热交换器的效率。干燥的气体再次经过REH后进入涡沦膨胀作功，出来后气体的温度和压力都大大下降了，再次经过冷凝器后就变成了所需的空调冷气路。旁通活门主要是用来调节组件出口的排气温度，防冰活门主要用来防止冷凝器和涡轮下游部件结冰，同时用来当组件控制器失效时，维持组件的出口温度大约在15℃左右。而且，多个温度和压力传感器用于监控组件的工作的情况。
控制原理：当在驾驶舱选定了客舱的某一温度时，区域控制器发送所需的组件出口温度给组件控制器。为了得到所需的温度，组件控制器按预定的程序来调节旁通活门和冲压进气门的开度。对于最大限度的冷位，冲压进气门全开，旁通活门全关；对于最大限度的热位，冲压进气门全关，旁通活门全开。对于其中的任一组件的出口温度，则是通过旁通活门和冲压进气门开度的折衷来得到的。
常见故障：
一、组件过热
在空调系统实际维护中，我们经常碰到组件过热的现象。当组件出口温度高于90℃或压气机出口温度高于230℃时，在ECAM上就会出现“PACK1（OR2）OVHT”的警告信息。如有相应的CFDS故障信息，则可根据相应的TSM程序进行排故。但我认为最好先确认以下部件是否工作正常：冲压空气进气门、热交换器和ACM。冲压空气进气门关闭、热交换器堵塞、ACM失效等都可能造成组件过热。记得B-2393飞机航后，机组反映左组件过热，地面检查发现冲压空气进气门始终处于关位，更换冲压空气进气作动筒后故障排除。还有一次，我们发现冲压空气进气室吸入一个大黑塑料袋，堵在主热交换器前方，且已部分融化，造成组件过热，清除后正常。对于ACM失效更是好判断，飞机落地后检查冲压空气出口是否有大的流量流出，如没有则ACM失效，更换其即可排除故障。当然，如果这些都正常，且没有相应的故障信息，则组件流量活门就值得怀疑，如果其空中一直处于高流量，处于一种不正常的流量工作，就有可能造成组件过热，这就需要跟机观察或机组配合，我们也多次碰到这种情况，如真是如此，更换流量活门后即可排除故障。如还不行，则要开始考虑组件的传感器或别的部件了，这样难度相对大些，但也可逐步隔离故障。
二、驾驶舱温度高
驾驶舱温度高这一故障着实耗费我们大量的精力。故障一般都是机组口头反映，且没有任何故障信息，给我们排故的确带来了不小的难度。我们所碰到的此类故障现象不外乎两种情况：1、空中、地面都出现；2、只在空中出现。故障现象相应伴随着低的组件流量，高的组件排气温度（15--25℃），压气机出口温度较低（通常只有60℃左右），且驾驶舱温度通常在28-30℃之间徘徊，降不下来。对于前一种情况，我们B-2369飞机就碰到过，起初更换了大量的空调部件，如FCV、ACM、COND、BPV、AIV及一些传感器，但效果并不明显，最后，飞机调广州C检，清洗了主次热交换器和再加热器，故障才得以排除。看来这一故障是由于热交换器和再加热器较脏，工作效率下降而引起的，这就要求我们应该定期清洗热交换器和再加热器，并针对这一故障通常在夏季（5--9月）出现，应该在此期间适当缩短维护间隔，相信情况会大大改善。对于后一种情况，B-2396飞机表现最为明显。起初，我们按照TSM进行排故，故障依旧。后来我们多次跟机观察，并多次打印其它飞机AIDS系统中的ECS报告与之比较，所得出的排故结果也都不甚理想。而且我们也是更换了很多部件，其中包括主次热交换器、再加热器、ACM、FCV等等。就在无计可施时，由于右FCV不稳定，且没有航材，为验证故障，我们对换了左右FCV，通过飞行，我们惊奇地发现两个组件全都恢复了正常，一直困扰我们的故障就这么排除了。事后我们分析问题还是出在流量活门上，流量活门不正常流量或可能的不正确安装是导致这一故障的根源。这就要求我们在安装流量活门时一定要严格按照维护手册进行操作。
三、驾驶舱或客舱温度低
对于这种故障我们一般都能较快的排除，这主要是由于配平空气活门或热空气活门故障所引起的，当然，也可能是区域控制器失效引起的。这类故障一般都有明显的故障信息，根据TSM即可很快找到故障根源。
四、流量活门打不开
流量活门是我们迄今为止A320换的最多的空调部件，而且对飞机的影响也较大。这主要是由于流量活门自身的设计缺陷所造成的，现在厂家正在逐步改进，象最近新出的件号为1303A0000-03的活门就较为理想，故障率降低了许多。一般这一故障更换流量活门后就能排除，但我们也碰到更换新的流量活门后依然打不开。这就要进行仔细的研究了。以我们目前所碰到的情况，有三种可能的因素：1、安装不正确，活门上的压力管没有装好，造成漏气。通常活门瞬时打开后立即关闭。2、冲压空气关闭控制继电器（3HZ）故障。我们曾经两次碰到这种情况，更换该件后流量活门工作正常。3、发动机起动继电器（16HB或17HB）故障。这种情况我们也多次碰到。这两个继电器是在发动机起动时用来关闭空调组件的，当发动机起动好后再打开空调组件，以防止在发动机起动过程中空调组件打开而造成起动引气压力过低。当它故障时，有可能一直处于发动机起动状态模式，从而使流量活门一直处于关闭。
五、座舱垂直升降率变化大
我们还曾经多次碰到座舱垂直升降率变化大，且没有故障信息。排除这类故障通常是先与别的飞机对换座舱增压控制器，看故障是否转移；如没有，则再观察座舱垂直升降率变化时，流量活门是否也跟着来回摆动，如果有，则更换相应的流量活门就能排除故障。
