B737飞机发动机引气压力低故障分析

B737飞机发动机引气压力低故障分析

近年来,我公司737NG飞机发动机经常发生引气系统的故障,有飞机在爬升过程中出现的,也有在巡航或下降时发现的故障。由于发动机引气故障涉及的元件较多,因此分析判断此类故障并将其解决比较烦琐。本文将根据具体案例对B737飞机发动机引气压力低的故障进行分析。

一、发动机引气系统的功用

波音737-700/800型飞机发动机引气系统的功用是为飞机气源系统提供压力和温度调节的压缩空气,供给气源用户系统,包括:发动机起动系统,空调和增压系统,发动机进口整流罩防冰系统,机翼热防冰系统和水箱增压系统,大气总温探头加热,液压油箱增压系统。

二、发动机引气系统的组成

发动机引气系统由第5级引气单向活门、高压级调节器(HPC)、高压级活门(HPSOV)、引气调节器(BAR)、压力调节关断活门(PRSOV)、450°F温度传感器、490°F超温电门、引气预冷器、预冷器控制活门、预冷器控制活门390°F传感器组成。

三、引气系统低压故障分析思路

引气系统低压故障是一种常见故障,其故障主要发生于三个区域,即预冷器控制区,高压级控制区及PRSOV控制区。在进行引气低压故障诊断时可按下列思路进行:

1.首先应确定引气低压是否为假信号。如果引气总管压力传感器故障,就有可能在引气压力正常的情况下产生假信号,如果是此种情况,就应更换引气总管压力传感器。

2.应当询问机组人员故障发生时的引气压力,发动机转速,飞行高度。如果没有这些数据,就需要进行发动机高功率试车来确定引气低压是发生在何种发动机功率状态下,并据此初步判断发生故障的区域。如果引气低压仅发生于发动机低功率情况下,则其原因可能是高压级引气部分;如果引气低压仅发生于发动机高功率情况下,则可能的原因是预冷器控制活门及其传感器故障;如果引气低压发生于所有发动机功率状态,则最可能的原因就是PRSOV及其控制器出现问题。

3.根据初步判断的故障区域分析可能是导致故障的部件。导致引气系统低压故障的原因较多,但常见的故障情况主要是:活门故障,控制器故障,传感器故障。活门故障应主要检查预冷器控制活门、PRSOV活门及高压级活门。控制器故障主要检查HPC、BAR、390F、450F、490F。传感器故障,则多为管道压力传感器或指示器故障。另外发动机引气控制软管部分的漏气现象也较为常见,且容易忽视。

在故障分析时应参照“引气压力-N1转速系统图”,分析确定故障区域,在确定的范围内进行检查测试,是排除疑难故障的有效方法。

四、案例分析

2010年2月6日,我公司5088飞机机组反映:爬升过程中左右管道压力差25(右>左),飞机在起飞与爬升过程中左发引气压力低。我们分析,由于飞机是在起飞与爬升过程中出现引气压力过低,首先排除了高压级活门及PRSOV的故障可能性。这是因为:引气压力过低仅发生在起飞与爬升阶段,而此时发动机引气是来自压气机5级引气(在低发动机功率情况下是由9级引气)如果高压级活门或调节器故障,则会导致高压引气故障。而从所反映的故障情况看出,在低发动机功率时引气压力并未出现异常,因此不可能是高压级活门或其控制器的问题。另外,PRSOV控制的是整台发动机的引气,如果是PRSOV故障,则会导致在所有发动机工作状态下引气不正常,而不会只在起飞爬升阶段出现异常,所以也不会是490F过热电门的问题。后经地面技术人员的检查发现,故障的原因是预冷器控制活门卡死在小开度的位置。发动机从小功率转换到大功率工作时,预冷器控制活门应逐渐开大,以调节下游的温度。但由于预冷器控制活门卡死,使引气温度升高达到450F,使PRSOV进行限温控制,从而关小PRSOV活门,导致引气低压。该故障在更换预冷器控制活门后消失。

PRSOV活门及控制器本身并不具有专门的限温装置,它的限温控制是通过减小PRSOV活门的开度来实现的。当预冷器下游温度过高时,450F恒温器内的球阀会逐渐打开,逐渐释放PRSOV作动器控制腔的压力,使其控制腔压力逐渐减小,从而使PRSOV活门逐渐关小。随着PRSOV活门的逐渐关小,通过此活门的流量也随之逐渐减小。因此如果预冷器活门卡死在开度很小的位置,则会导致预冷器冷却气流量很小,这样会使预冷器的冷却效果降低,从而导致预冷器下游空气温度升高。当450F恒温器感受到预冷器下游发动机引气温度过高时,就会向PRSOV传递过热信号,PRSOV就会进入限温控制,而其限温的控制方式就是减小PRSOV活门的开度,而开度减小就会导致引气系统低压故障。因此可以看出,PRSOV的限温方式在某些部件非正常工作时,会导致引气系统故障。

五、结语

由于引气系统部件多,排故时要遵循有易到难的原则,先分析再排故,对于每一个故障,都应先了解系统的基本工作原理,并清除故障出现必要的基本条件,然后针对这些条件进行排故,最终就可以找到问题所在,提高排故效率。