波音737—700/800型飞机引气系统简介以及相关故障分析

摘 要：波音737-700/800型飞机发动机引气系统的作用是为飞机各用户系统提供压缩空气，引气来自发动机第5级和第9级高压压气机。

关键词：引气压力调节；引气压力低；引气跳开

中图分类号：V263.6 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 12-0000-02

发动机在N1（发动机低压级转子转速）慢车位时，使用未调节的9级引气，N1上升后使用经过高压级活门调节的9级引气；引气转换后，即在正常巡航状态时使用5级引气。如引气压力不在正常范围，既为引气系统故障。

发动机引气系统故障区分为：（1）引气压力在慢车或者爬升时过低；（2）无引气压力；引气跳开灯亮；（3）左、右管道压力指示器指针剪刀差；引气跳开灯亮；引气摆动

737-700/800引气系统部件多，找到故障源困难，排故时需明确故障现象，以便缩短排故时间并彻底排除故障。

一、发动机引气系统的工作原理简介

波音737-700/800型飞机发动机引气系统的作用是为飞机各用户系统提供压缩空气，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，液压油箱增压系统等。发动机引气系统部件在发动机压气机机匣上和发动机吊架内。

发动机引气来自发动机第5级和第9级高压压气机。发动机低转速时，由于第5级空气压力不能满足气源系统的需要，气源系统使用第9级引气。发动机高转速时，气源系统使用第5级引气。发动机引气系统主要由三大机构来控制：（1）低速时高压级调节器和高压级活门控制发动机引气压力。低速时第5级单向活门防止反流；（2）高速时高压级活门关闭，第5级单向活门打开，向压力调节和关断活门（PRSOV）提供引气；（3）发动机引气预冷器系统控制发动机引气温度。

预冷器的风扇空气流量由预冷器控制活门、预冷器控制活门传感器（390°F传感器）和机翼热防冰电磁活门控制。

高压级调节器和活门的目的是控制高压级发动机引气的供应。高压级调节器由气源关断机构、基准压力调节器、反流单向活门和释压活门组成。高压级调节器控制高压级活门，调节第9级引气总管的引气量。高压级调节器从第9级引气总管的分接头得到未调节的空气，经过气源关断机构到达基准压力调节器，使压力减少到恒定的控制压力。该控制压力引到高压级活门的A腔，克服弹簧力和高压级活门B腔的压力打开活门。作用在高压级活门作动筒上的合力使活门调节下游的压力达到32psi（额定值）。

引气调节器（BAR），PRSOV和450°F传感器的作用是调节引气压力和温度。引气调节器的主要元件包括超压电门、基准压力调节器、控制节流孔、锁住电磁活门和释压活门。引气调节器从级间总管得到未调节的空气，经过超压电门和基准压力调节器，使压力减少到恒定的控制压力，然后引到释压活门和锁住电磁活门。当鎖住电磁活门电动打开时，它向PRSOV的A腔提供控制压力克服弹簧力和B腔的压力来打开PRSOV，控制到气源总管的发动机引气量，使活门调节下游压力达到42psi（额定值）。当引气调节器电动关闭时，它释放PRSOV的控制压力，利用弹簧力关闭PRSOV，切断引气。

当发动机为引气源时，在慢车位N1大约为20%，使用未调节的9级引气，如下图，N1上升后使用经过高压机活门调节的9级引气，压力为32±6psi；引气转换后，即在正常巡航状态时使用5级引气，引气压力为42±8psi。如引气压力不在这个范围以内，就有可能是发动机引气系统出现故障。

二、发动机引气系统故障及其分析

（一）引气压力在慢车或者爬升时过低

慢车时引起压力低，可以尝试推油门（N1上升直到引气转换为低压级），如果此时正常，收回油门，如压力再一次低，判断为高压级故障，高压级活门或者高压级控制器的故障可能性很高。如果N1上升引气转换后压力仍低，则有可能是PRSOV或者BAR的故障。

如爬升大功率下引气过低，则可能是PRSOV，BAR，450或者是预冷器活门和390的问题，因为大功率下发动机引气温度高，需要预冷器活门打开利用风扇空气降温，如果此时预冷器活门或者390传感器故障导致风扇空气量少甚至没有，PRSOV为了降低引气温度只能不断减小开度而造成引气压力低。或存在五级单向活门，PRSOV本体，BAR，450传感器的故障也会直接导致压力低。对于此类故障，地面开车要特别注意，保持大油门一定时间（N180%以上），是否工作正常，如果试车时间短，推力小，很可能试不出故障，导致第二天起飞时故障再次出现。

（二）无引气压力；引气跳开灯亮

首先要知道发动机引气分高压低压两阶段，以及总调压PRSOV。所以如果发动机引气为零，我们就要判断是两个阶段都是零，还是仅仅一个阶段，如果两个阶段都是零考虑PRSOV和它的控制器BAR，如果是其中一个阶段，那就考虑低压或者高压的相关部件，这也是引气故障比较基本的排故思路。

（三）发动机引气时左、右管道压力指示器指针剪刀差；引气跳开灯亮；引气摆动

当发动机为引气源，根据"不同高度下引气压力-N1转速"曲线图，判断哪一发在哪一阶段存在问题，再确认温度还是压力的问题，明确故障点，针对性排故。在排故前，如果有飞行员报告或观察到的故障，知道引气压力，发动机N1转速，发现故障时飞机状态（爬升，巡航，或下降），就可以用不同高度下管道压力与N1转速的曲线图来确定管道压力是否在工作极限以内，确定是哪一种故障。如果无此类参数，需要进行发动机高功率试车来得到数据或进行引气健康测试明确排故方向。确定故障发生时引气系统的工作模式对于确定故障的可能原因很有帮助。例如，当降落过程中收油门杆时管道压力低，问题很可能是高压级活门，高压级调节器，或这两个部件之间的感应管道。

当引气跳开时，一般为超温跳开（超过490F），需确认是否能复位，如复位一段时间后再次跳开，可考虑预冷器相关部件与PRSOV，BAR，450故障，如无法复位，优先考虑490，PRSOV，BAR。当复位后正常，排故时就需要借助试车或引气健康测试来验证故障。

对于地面试车，模拟空中超温工作的情况，建议在地面通过“单发接双空调，加油门”的方式来等效。在地面操作的具体方法是：启动双发后将一发的引气关闭（即引气电门置于OFF位）接通双空调，此时空调工作在高流量模式，需要的引气量大，再推油门，随着流量的增加引气的温度也会随之上升。当达到390F时390F温度传感器会控制预冷器活门，使之打开，从而提供冷气来使管道温度降低。（正常情况下引气压力不会改变）此时若是390F传感器或预冷器活门故障，随着温度的继续升高，当达到450F时BAR会控制PRSOV，使PRSOV的开度减小，从而降低温度，随着PRSOV的开度减小，引气压力也会随之下降。

由于引气系统部件多，排故时要明确故障针对排故。首先可以考虑传感器的故障，因为传感器等拆装容易，且本身故障率较高，如390传感器，其次应排除是存在管路渗漏，控制管路的渗漏会引起控制活门的不正常工作，容易错誤认为是活门的故障，导致误更换活门，造成排故时间长，甚至未排除故障源。

三、波音排故建议与相关FTD

目前波音也已意识到因可能的故障部件较多，导致找到引气跳开与管道压力低的故障源困难。对此波音表示会给出更多的排故意见，发布了737NG-FTD-36-11002，目前改进的步骤为：在AMM与FIM中增加扳动活门开关来判断活门是否活动正常；AMM中增加了不需对BAR超压测试，因为这会造成引气跳开，但绝大多数情况下这不属于故障；AMM中增加了不需对HPC超压测试，因为这个功能对驾驶舱没有影响；AMM引气跳开或低管道压力健康测试中删除了拆下HPSOV检查活门本体与阀片的间隙要求；FIM中增加了引气跳开步骤QUICKFIM36-10TASK809，低管道压力步骤QUICKFIM36-10TASK810；FIM36-10TASK801和804进行临时修订，并在809和810中纠正了故障表；AMM引气健康测试中强制了使用0.032英寸的堵盖。

以上为波音目前的改进措施，以及排故建议，在排故过程中建议参考。

[作者简介]钱俊华，工作单位：东方航空工程技术公司，职务：虹桥维修基地B737NG主管工程师。

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