A320飛機氣源系統電磁恒溫器典型故障分析與排故探討

王沖 王子健

摘要：電磁恒溫器在氣源系統中扮演重要角色，具有調節、穩定飛機引氣壓力的作用。從氣源系統的組成出發，分析電磁恒溫器在其中的作用；依據附件維修手冊與實際經驗，總結該部件出現的典型故障，梳理與分析故障原因，探討對應的排故方法，使其更快速、有效地恢復到可用狀態，旨在為電磁恒溫器修理與排故提供一種高效的參考方法。

關鍵詞：電磁恒溫器；氣源系統；故障分析；排故方法

Keywords：THS；pneumatic system；fault analysis；troubleshooting method

1 部件簡介

電磁恒溫器（THS，P/N：341F010000）是ATA-36章氣源系統的一個重要組成部分，安裝于預冷器（Precooler）下游，與壓力調節活門（PRV）連接，形成閉環回路，感受PRV下游與預冷器下游的壓力波動（△P），超過臨界值時，放氣管路放氣可關閉壓力調節活門，從而調節引氣管路中的壓力，其在引氣系統中的位置如圖1所示。

發動機引氣有三條管路：高壓氣源（HP）、中壓氣源（MP）與風扇氣源（Fan Air）。其中，高壓氣源和中壓氣源屬于大流量高溫熱空氣，這兩路氣源中間安裝有一個引氣單向閥（IP Check Valve）和一個高壓控制活門（HP VAVLE），保證熱空氣引氣只有一路氣源在工作狀態。熱空氣管路在經過壓力調節活門調節后，下游氣源經過壓活門（OPV）、預冷器、恒溫控制器（THC）、電磁恒溫器的共同作用，輸出壓力40psig、溫度200℃的氣源到21章空調系統、30章防冰排雨系統、38章水系統等。引氣監控計算機（BMC）在系統中控制、監控各氣動部件的聯動作用，以保證引氣系統壓力、溫度的穩定性和可靠性。

電磁恒溫器的功能結構如圖2所示，主要部件有膜片組件、釋壓閥組件、電磁閥組件，其下端一個孔徑2mm的節流孔連通預冷器下游氣源，T05連接PRV的控制器部分，T06連接PRV下游。2mm孔、T05接頭、T06接頭三者之間具有氣壓聯動作用，實現以下功能。

1）電動控制放氣開關功能

電磁閥通電，電磁力使針閥向上運動，T05管路放氣，控制壓力調節活門關閉。

2）防反流功能

當膜片組件兩側的感受差值（△P，預冷器下游壓力與PRV下游壓力之差）減少到特定值時，預冷器下游的壓力就會突然增加，膜片向右移動，氣體作用于電磁閥腔室，氣動驅動針閥向上運動，電磁閥打開，T05管路的氣體就會通過電磁閥放氣，從而使壓力調節活門關閉。

3）釋壓閥保護功能

T06連接PRV下游，壓力作用于膜片組件左側腔室，釋壓閥感受該值，當壓力值達到一定值時，釋壓閥打開，壓力經由2mm節流孔釋壓，保護引氣系統部件。

2 拆下件典型故障分析

2.1 使用時間分析

該部件年送修量約為50件，本次分析樣本數量為75件，按照送修時間進行統計與分析。故障拆機前使用時間分布如圖3所示，歷史使用時間最高的一件產品為30000h，最低使用時間為303h，平均使用時間為3672h（接近兩年飛行小時），低于平均時間的部件約占24%，由此可知電磁恒溫器使用可靠性較高。

2.2 航線拆下件反映故障

航線人員拆下該件反映的故障原因如圖4所示，主要形式有根據工卡更換、發動機引氣波動或不工作、PRV無法關閉、計算機顯示故障信息、壓力波動以及本體故障等。發動機引氣波動或不工作、計算機顯示故障信息、本體故障這三項故障原因的占比達到了86%。

2.3 車間維修排故發現故障

車間實際預檢與維修過程中發現故障原因分布如圖5所示，主要有6項：膜片損壞、安全閥彈簧損壞、調節螺釘處漏氣、調整墊片數量異常、接頭損壞、調節螺釘損壞。故障集中在膜片損壞、調節螺釘處漏氣、調整墊片數量異常等三項，占比85%。膜片組件損傷形式如圖6所示，在長期高溫氣壓的氣源作動下，膜片易出現疲勞裂紋、斷裂等物理損傷。

3 測試過程與對應排故方法

參考部件修理手冊CMM36-11-10 R3 CRM 36-11-10 R0，電磁恒溫器放行測試過程主要包含以下步驟。

1）功能滲漏測試與電磁閥功能測試

這兩項測試的目的是檢查針閥的氣密功能與電磁閥通斷放氣功能。氣路連接如圖7所示，T05輸入氣源壓力42.06～44.96psig，△P（P1—P2）的值小于5kPa。若△P超標，第一步需檢查活門的氣密性，如調節螺釘處、殼體膜片周圍、安裝接頭，可通過涂抹肥皂水進行確認。若非上述原因故障，第二步需重新調整電磁閥與殼體之間的調整墊片。若以上原因都排除后仍不合格，則檢查電磁閥是否損壞。給電磁閥1與2腳分別供電17.0VDC/30.2VDC，通電后瞬間電磁閥放氣（可聽見明顯的放氣聲），P2壓力瞬間降低至小于1.45psig。若該項測試不合格，則檢查電磁閥是否損壞或存在卡阻。

2）防反流功能抑制測試

氣路連接如圖8所示，關閉閥門B、C，打開活門A，T05供壓9.43～9.57psig，緩慢給P2供壓至8.70～10.15psig，P3壓力應逐漸減小，在P2范圍內，P3應小于1.45psig。若該步驟不合格，可能的故障原因有：膜片損壞、膜片兩端彈簧疲勞損害、電磁閥卡阻（若第一步已排除電磁閥故障，則忽略此原因）。分解后應檢查對應的部件是否完好。

3）過壓功能測試與過壓功能滲漏測試

此兩項測試是驗證釋壓閥的功能是否完好（見圖8），關閉閥門A，打開B、C，P1、P2供零壓，T06供壓逐步增加，當P4壓力在130.54～159.54psig范圍內時，△P（P4—P5）應小于4kPa，當P4壓力在174～203psig范圍內時，△P值應大于20kPa。此時釋壓閥應處于打開狀態，閥門C出口可感覺到較強的氣流（或有氣流聲）。若不合格，則可能故障有：膜片損壞、調節螺釘處漏氣、釋壓閥彈簧疲勞、密封鋼球損傷等，其中以安全閥彈簧疲勞的故障概率最大。

4）防反流功能測試

測試管路連接如圖9所示，與前者不同，該測試過程在高溫氣源下進行，要求測試氣源溫度200±2℃，P1、P3分別在兩個壓力下進行測試，42.06～44.96/10.87～12.3psig。

閥門A、B處于關閉狀態，緩慢打開A，要求P2壓力突然下降小于1.45psig，△P值在0～10mbar之間。該項測試不合格時，電磁閥放氣孔無放氣聲（合格時能夠聽見明顯的放氣聲）。排故首先應調整調節螺釘位置，以改變膜片左右腔室的相對位置，其次檢查電磁恒溫器殼體是否漏氣。在實際維修過程中，更換膜片后，均需重新調整調節螺釘的位置。

4 結束語

通過分析電磁恒溫器在飛機引氣系統中扮演的角色，綜合歷史故障分析了該部件的故障產生的原因，并根據測試要求總結了對應的排故方案，為該部件的排故修理工作提供了一種快速、有效的方法，進而提高飛機引氣系統的可靠性，減少人員工作量，保證飛機運行的經濟性。

參考文獻

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作者簡介

王沖，助理工程師，民用航空器維修理論與技術專業。