波音737飛機發動機引氣系統及其故障分析

康侃 東方航空技術有限公司 200335

針對發動機引氣系統是一個多發性故障的系統，介紹了波音737—700/800型飛機發動機引氣系統常見故障現象和原因，并結合實踐提出了系統的排故方法。

1 、 發動機引起系統作用

波音737—700/800型飛機發動機引氣系統的功用是為飛機氣源系統提供壓力和溫度調節的壓縮空氣，供給氣源用戶系統，包括發動機起動系統，空調和增壓系統，發動機進口整流罩防冰系統，機翼熱防冰系統和水箱增壓系統，大氣總溫探頭加熱，液壓油箱增壓系統等。發動機引氣系統部件在發動機壓氣機機匣上和發動機吊掛內。

2 、 發動機引氣系統的工作原理及結構

發動機引氣來自發動機的第9級和第5級高壓壓氣機。發動機低轉速時，由于第5級空氣壓力不能滿足氣源系統的需要，氣源系統使用第9級引氣。發動機高轉速時，高壓級活門（HSV）關閉斷開來自第9級的引氣，氣源系統使用第5級引氣。發動機引氣系統主要由三大機構來控制：（1）低轉速時高壓級調節器（HSR）和高壓級活門控制來自第9級的發動機引氣壓力，此時第5級單向活門起防止反流的作用 。（2）高速時高壓級活門關閉，第5級單向活門打開，向壓力調節和關斷活門（PRSOV）提供引氣。（3）發動機引氣預冷器系統控制發動機引氣溫度。預冷器的風扇空氣流量由預冷器控制活門、預冷器控制活門傳感器和機翼熱防冰電磁活門控制。

高壓級調節器和高壓級活門的目的是控制高壓級發動機引氣的供應。高壓級調節器由氣源關斷機構、基準壓力調節器、反流單向活門和釋壓活門組成。高壓級調節器操縱高壓級活門，進而控制第9級引氣總管的引氣量。高壓級調節器從第9級引氣總管的分接頭得到未調節的空氣，經過氣源關斷機構到達基準壓力調節器，使壓力減少到恒定的控制壓力。該控制壓力引到高壓級活門的A腔，克服彈簧力和高壓級活門B腔的壓力打開活門。作用在高壓級活門作動筒上的合力使活門調節下游的壓力達到32 psi（額定值）。如下圖：

引氣調節器（BAR）， PRSOV和450℉恒溫器的功用是調節引氣壓力和溫度。引氣調節器的主要元件包括過壓電門、基準壓力調節器、控制節流孔、鎖住電磁活門和釋壓活門。引氣調節器從級間總管得到未調節的空氣，經過過壓電門和基準壓力調節器，使壓力減少到恒定的控制壓力，然后引到釋壓活門和鎖住電磁活門。當鎖住電磁活門電動打開時，它向PRSOV的A腔提供控制壓力克服彈簧力和B腔的壓力來打開PRSOV，控制到氣源總管的發動機引氣量，使活門調節下游壓力達到42 psi（額定值）。當引氣調節器電動關閉時，它釋放PRSOV的控制壓力，利用彈簧力關閉PRSOV，切斷引氣。

3 、 發動機引氣系統故障及其分析

1. 故障現象

當發動機為引氣源時，在慢車狀態（大概低于50%N1）時使用9級引氣，正常的引氣壓力為 32±6 psi；在正常巡航狀態時使用5級引氣，引氣壓力為42±8psi。如引氣壓力不在這個范圍以內，就有可能是發動機引氣系統出現故障。下面舉兩個發動機引氣系統的故障并對其進行分析： A. 引氣電門在OFF位時引氣活門不能關閉； B.引氣壓力低。

2. 故障的分析和排除

對于A故障現象，引氣電門在OFF位時引氣活門不能關閉的可能原因有：（1）MW0311電線束斷路或短路，電路跳開關故障斷開，P5—10空調組件、空調附件組件M324或飛機導線內部斷路或短路；（2）PRSOV故障打開；（3）引氣調節器打開或導線故障；（4）指示器系統故障。該故障較為簡單，通過測量線路，檢查引氣調節器可以較為容易隔離故障。

故障B現象為：當發動機為引氣源，根據"不同高度下引氣壓力—N1轉速"曲線圖，發動機引氣系統工作在5級壓力調節區域時引氣壓力低于34 psi，工作在9級壓力調節區域時引氣壓力低于26 psi，工作在9級壓力不調節區域時引氣壓力低于10 psi為引氣壓力低故障。其可能的故障原因有：（1）管道壓力傳感器、N12雙管道壓力指示器超出公差或有故障；（2）預冷器控制活門不能正確調節或鎖在關位；（3）預冷器控制活門傳感器（390℉傳感器）超出公差，鎖在關位或堵塞；（4）PRSOV蝶形活門卡阻；（5）450℉恒溫器故障地保持開位；（6）引氣調節器調節控制壓力過低；（7）高壓級活門卡阻；（8）高壓級調節器不能正確調節；（9）管道損壞、泄漏，管口連接松動等；（10）指示器線路短路或斷路；（11）預冷器工作能力下降或封嚴損壞，有外來物，風扇氣流堵塞。對于該故障，先應檢查引氣控制系統管道是否有滲漏，同時確定傳感器是否失效，再檢查引氣調節器是否正常、線路是否正常，通過一系列的檢查隔離，不難排除故障。

總之，在排故前，如果有飛行員報告或觀察到的故障，知道引氣壓力，發動機N1轉速，發現故障時的飛行高度，就可以用不同高度下管道壓力與N1轉速的曲線圖來確定管道壓力是否在工作極限以內，確定是哪一種故障。如果沒有這些數據，就要進行發動機高功率試車來得到這些數據用于排故。確定故障發生時引氣系統的工作模式對于確定故障的可能原因很有幫助。例如，當降落過程中收油門桿時管道壓力低，問題很可能是高壓級活門，高壓級調節器，或這兩個部件之間的感應管道。

由于引氣系統部件多，排故時要遵循由易到難的原則，如首先排除線路或傳感器的故障，因為傳感器等拆裝容易，而且本身也經常失效，其次應排除是否控制管路滲漏等，控制管路的滲漏可以引起控制活門的不正常工作，否則會錯誤認為是活門的故障，導致誤更換活門，既造成排故時間長，又造成航材費用