奖状xls飞机双水平流量活门失效原因探究

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1、奖状XLS飞机双水平流量活门失效原因探究　　【摘要】研究奖状XLS飞机双水平流量活门失效原因，提出解决方法。【关键词】双水平流量反压气路滤网双水平流量活门（bi-levelflowcontrolvalve）安装于飞机空调系统从发动机的引气管道上，用于控制发动机引气的流量和压力。活门名称里的的双水平指的是飞机的飞行高度层，即海平面和45000ft，对应的活门引气流量为20lb/min和12lb/min，这是活门工作的上下极限。当飞机从海平面高度起飞，爬升到45000ft高度层时，活门的引气量在20lb/min和12lb/min之间变化，且这种流量变化是线性的。在实际使用中，活门会出现打不

2、开或卡阻、开度不够的故障现象，进而影响空调的正常工作。极大影响飞机的正常使用。一、活门的构造和原理5双水平流量控制活门被设计成电控气动型，由一条反压气路、一个电磁阀、一个压力调节部分、一个流量控制喷嘴和一个反向的单向活门组成，如图1所示。反压气路是一条将来流压力引到活门背面的管路，用于控制活门关闭。电磁阀用于控制反压气路的通与关，进而控制活门的关与开。压力调节部分用于调节引气压力。流量控制喷嘴用于控制引气流量。单向活门由弹簧保持在关闭位，防止反流。活门的工作原理详述如下。活门开关作动。发动机在停车状态下，活门进口端没有压力气流，单项活门在弹簧力作用下保持在关闭位。发动机正常工作时，发动

3、机P3级引气压力很高，能够达到200psi左右（参照发动机培训手册1.10）。当驾驶舱引气控制面板选择引气时（LH/RH/NORM），电磁阀断电，反压气路被电磁阀切断，此时高压气流克服弹簧力将活门打开。当驾驶舱选择OFF时，电磁阀通电作动，反压气路接通，高压气流通过反压气路被引到单向活门的另一侧，活门两侧气流压力抵消，单项活门在弹簧力的作用下关闭。活门压力调节。飞机空调引气来自发动机高压压气机的P3级，压力很高，这么大的引气压力如果不经过调节直接使用，将会对下游设备造成破坏损伤。因此，活门具有压力调节功能。双水平流量活门内部通道被设计成收敛型，根据伯努利原理，气流流过收敛型通道后流速增

4、加，压力降低。5活门流量调节。双水平流量活门通过一个流量控制喷嘴来实现对引气流量的调节。喷嘴的开孔尺寸和引气压力是决定流量的两个主要参数。在海平面高度上，发动机的引气压力最大，此时流经喷嘴的引气流量设计为20lb/min。随着飞行高度的上升，外界大气密度降低、压力下降，发动机引气压力也会相应降低，流经活门的气体流量随之减少。当飞行高度达到45000ft时，引气流量降为12lb/min。二、活门的控制在电气控制上，增压PCB通过引气控制面板的选择信号来控制活门电磁阀的通电与断电，进而控制活门的关与开，参照图2。气源选择旋钮位于驾驶舱操作台上，旋钮共有五位：OFF，LH，NORM，RH，E

5、MER。对应于旋钮的每个位置，左右发动机双水平流量活门的工作状态如表1所示：此外，当引气控制面板选择EMER位时，增压PCB将会向电磁阀供电，双发双水平流量活门全部关闭。三、故障分析5在实际使用中，曾发生活门打不开或关闭不了的故障，一方面可能是电气控制信号故障，如PCB、引气选择面板或连接线路等。另一方面，如果电磁阀故障，也会引起活门失效。除了上述方面，由于作业环境影响，发动机引气中难免混有灰尘颗粒等污染物，反压管路管径很小，约2mm，很容易被灰尘颗粒堵塞，进而造成活门不能关闭。根据故障统计，发生过的五次活门故障，有四次是由于反压气路被堵塞所致。针对这一现象，可以在活门进气口加装滤网，

6、对引气进行过滤，滤网的网眼尺寸应该既能有效过滤灰尘，又不影响正常的发动机引气。同时需定期清洗或更换滤网，保证引气的洁净度。另外，可以适当增大反压气路的管径，例如增大到3mm，这样既满足活门开闭的作动需求，又将极大减少管路被堵塞的概率。此外，负载弹簧控制单向活门的开度，由于长期工作，会造成弹簧疲劳，张力减小，进而影响单向活门的开度大小。弹簧的性能衰退是缓慢的、不易察觉的，针对此种故障，可以在定检工作中，使用测力计测量弹簧负载。如果弹簧力过小，可以直接更换活门，返厂修理。四、小结上述对双水平流量活门的原理及失效原因进行了详细论述，通过在引气口增加滤网或增大反压气路管径，可以有效避免气路堵塞

7、的现象，减少活门故障，进而保障飞机正常运行。在飞机上还有一些电控气动活门的工作原理与之相仿，如大翼防冰活门等，故障分析可以参考。参考文献：[1]Citation560xlsMaintenanceManual.[2]Citation560xlsexpertsystem.[3]PW545BInteractiveElectronicTechnicalManual.[4]Boeing737-200MaintenanceManual.[5]Airbus3