A320飞机空调系统工作原理与维护分析.doc

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1、Civil Aviation University of China毕毕 业业 设设 计计(论文论文)专专 业：业：飞行器动力工程飞行器动力工程 学学 号：号： 121130151121130151 学生姓名：学生姓名： 司司 宇宇 所属学院：所属学院： 继续教育学院继续教育学院 指导教师：指导教师： 徐美健徐美健 二二一五年一五年 十十 月月中国民航大学本科生毕业设计中国民航大学本科生毕业设计(论文论文)A320A320 飞机空调系统工作原理与维护分析飞机空调系统工作原理与维护分析 A320 Airplane Air Condition System Working Principle an

2、d Maintenance Analysis专专 业：飞行器动力工程业：飞行器动力工程学生姓名：学生姓名： 司宇司宇学学 号：号： 1211015112110151学学 院：院： 继续教育学院继续教育学院指导教师：指导教师： 徐美健徐美健2015 年年 10 月月创见性声明本人声明：所呈交的毕业论文是本人在指导教师的指导下进行的工作和取得的成果，论文中所引用的他人已经发表或撰写过的研究成果，均加以特别标注并在此表示致谢。与我一同工作的同志对本论文所做的任何贡献也已在论文中作了明确的说明并表示谢意。毕业论文作者签名： 签字日期： 年 月 日本科毕业设计（论文）版权使用授权书本毕业设计（论文）作者

3、完全了解中国民航大学有关保留、使用毕业设计（论文）的规定。特授权中国民航大学可以将毕业设计（论文）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）的复印件和磁盘。（保密的毕业论文在解密后适用本授权说明）毕业论文作者签名： 指导教师签名：签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日摘摘 要要飞机空调系统是飞机中一个重要的系统，其基本任务是使飞机的座舱和设备舱在各种飞行条件下具有良好的环境参数，与飞机在飞行过程中人员的正常工作和生活以及设备的正常工作有着直接关系。空调系统遍布飞机驾驶舱、客舱、货舱和

4、电子设备舱等，管路、部件、系统结构繁多，在使用过程中，很容易出现各种问题。 本篇论文首先通过对飞机空调系统进行了一个概述性的描述，说明了人体会环境参数的要求。然后以空客320飞机空调系统为例，对A320飞机空调系统以及部件进行了详细的介绍。最后对A320飞机空调系统常见的故障进行了分析并且提出了排故措施。在提高对飞机空调系统的认知度的同时，也为以后的工作提供了参考资料，减少了不必要的资源的浪费。关键词关键词：空调系统；工作原理；使用维护；故障分析ABSTRACTThe air condition system is a very important system in an aircraft.

5、 The main function of this system is to maintain a suitable parameter during flight in the pressure zones. It directly affects humans and equipments working. Air condition system distributes in many components like cockpit, cabin, cargo and electronic compartment. It has a high possibility to get ma

6、lfunction because of its complicated ducts, components and structure. Firstly, a summary of air condition system is introduced. It provides humans requirement of environment parameters. Secondly, airbus 320 air condition system and its components are introduced in detail. At last, several kinds of c

7、ommon failures are analysed and the relative troubleshooting procedure is advised. It can help people understand the aircraft air condition system, provide reference media and save the resources at the same time.Key Words: Air conditioning system；Working principle； The using of maintenance； Failure

8、Analysis 目 录第 1 章 绪论 .11.1 空调系统产生的原因 .11.2 空气循环制冷系统的优点 .1第 2 章 A320 空调系统介绍及工作原理 .32.1 空调系统的组成与功用 .32.2 空调系统的分系统的组成与功用 .62.3 空调系统的工作原理 .9第 3 章 空调组件（PACK）的超温故障分析 .123.1 PACK 组成及工作原理.123.3 故障树 .14第 4 章 A320 空调系统常见故障维护 .154.1 驾驶舱或客舱温度过高 .154.2 客舱异味故障分析与排除 .164.3 流量控制活门故障分析与维护 .174.4 电子设备通风系统故障 .184.5 座舱

9、压力不能保持 .194.6 气滤及类气滤部件的故障分析与维护 .204.7 空调系统其他故障分析与维护 .21第 5 章 总结 .22参考文献 .23致 谢 .24第 1 章 绪论1.1 空调系统产生的原因早在 1909 年 8 月法国的飞行员路易.布莱里奥成功飞越英吉利海峡，由于当时飞机的飞行高度不高，飞机的承载效率不高，飞机的技术不够成熟。因此在早期的航空飞行员与旅客只能裹着厚厚的保暖服飞行，直至 1936 年空调系统开始装载在飞机上，飞行员们和旅客才能从极端的飞行环境中解脱出来。由于空气是有重量的，所以能产生压力，地球引力的作用是使空气分布很不均匀，越接近地球表面空气的密度也越大，所以大

10、气的压力也越大，随着高度的增加，大气的压力下降。低气压对人体本身也有危害，随着大气压力的降低，人体会出现高空的胃肠胀气、组织气肿等高空减压症。压力降低，体内的气体过饱和游离形成气泡，阻碍血液流通并压迫神经，导致关节和头部疼痛，若高度升至 19200 米时，大气压力为 47m m H g，水的沸点为 37，这等于人体的正常体温，如果人体暴露在该环境下，体内的液体将会沸腾汽化导致皮肤水肿，人体温度将降低至难以生存。高空环境的另外两个因素是缺氧和低温，平流层的温度大致在-56.5；飞行高度增加，大气压力减少，空气密度减少，单位体积的空气含量减少至直接导致人体血液中的氧气饱和度降低，从而导致高空缺氧。

11、从 6km 高度属于严重缺氧高度，会发生身体代谢功能严重障碍；到 7km 高度，人体的代偿活动已不足以保证大脑皮层对氧的最低需要量，人大脑会迅速出现意识丧失，产生突然虚脱。民航客机一般在对流层飞行，对流层的特点是：空气温度随高度增加而均匀降低，平均梯度为 6.5/km；空气湿度随高度增加而迅速减小。高度为 6km 时，水蒸气含量只有地面的 1/10，高于 9km 后，大气中含水量极少；大气中的固态杂质也随高度增加而迅速减少。大气压力随高度增加而降低给飞行带来的主要困难是缺氧和低压，此外，压力变化速率太大也会给人的生理造成严重伤害。从 1903 年莱特兄弟进行人类历史上的首次成功的将飞机飞离地面

12、几米高，到今天的民航固定翼客机运行在一万米高空左右的对流层到平流层底部。为使驾驶员能够生存并提高驾驶时的舒适度以及提高座舱的舒适度，空调系统在飞机上的运用随着飞行高度、飞行速度的增加也在不断革新。空调系统的作用是：产生压力、调节温度、提供氧气。1.2 空气循环制冷系统的优点飞机上使用的制冷系统有空气循环和蒸发循环两种基本类型：空气循环制冷系统是以空气为制冷工质，以逆布雷顿循环为基础的；蒸发循环制冷系统是以在常温下能发生相变的液态制冷剂为工质，是建立在卡罗循环的基础上的。空气循环制冷系统通过压缩空气在膨胀机中绝热膨胀获得低温气流实现制冷，其理想的工作过程包括等熵压缩、等压冷却、表 1-1 不同高

13、度人体生理反应 高度（ft）含氧饱和度症状800090%以上无明显反应1000090%长期停留会出现头痛、疲劳1500081%昏昏欲睡、头痛、嘴唇指甲发紫，视力、判断力减弱，脉搏、呼吸加快2200068%出现惊厥2500050%不供氧则 5 分钟后失去知觉等熵膨胀及等压吸热四个过程，与蒸发循环制冷的四个工作过程相近。两者的区别在于：空气制冷循环中空气不发生相变，无法实现等温吸热；空气的节流冷效应应很低，降压制冷装置是以膨胀机代替节流阀。目前大型飞机都是采用空气循环系统制冷的，该系统有冷热两部分气体管路组成，两支管路的气体都是来自发动机的压气机引气，飞行员根据季节特点及航路中的不同需要，旋转空调

14、面板的温度调节旋钮到合适的位置，温度控制器接到飞行员的输入指令后，与接收到的管道温度传感器和座舱温度传感器进行比较，是加温还是降温，从而控制到达混合室的冷空气和热空气的比列，得到满足人体生理和工作需要的座舱空气。热通道较简单，就是发动机引来气体中的一部分，经过调节活门直接到达输送到混合腔的通路，各种空气循环制冷系统主要冷路的设计实现上，根据冷路系统中涡轮冷却器的类型可将空气循环制冷系统分成三类：涡轮风扇式、涡轮压气机式及涡轮压气机风扇式。其中涡轮压气机风扇式制冷系统是前两者的组合，结合了前两者的优点。目前飞机上制冷主流采用的都是空气循环,其优点在于：第一制冷工质的环保和无变相变性。空气是天然的

15、工质，无毒无害，对环境没有任何破坏作用，而且可以随时实地自由获取。制冷循环中空气只起着传递能量的作用，无论是它的化学成分还是物理相态都不发生变化，这是区别于其他工质作为制冷剂的制冷循环的最明显的特征。采用节能的直接冷却系统，空气即使制冷剂又是载冷剂，供冷无需热交换器，冷空气直接进入需要冷却的环境消除热负荷，系统正压。运用在航空上，就地取材，省去了单独的压缩机以涡轮喷气发动机的压气机代替，同时也解决了客舱增压及换气的问题。第二制冷范围宽，低温下运行性能优良。空气制冷循环可以满足零摄氏度以上负一百四十度的要求，尤其在-72 摄氏度以下时其制冷性能比蒸发循环系统好,而现代大型飞机运行时从地面到一万米

16、高空,温度变化很大从而空气制冷循环机较宽的温度制冷范围刚好满足其要求。第三空气制冷设备可靠性高、维护方便，空气制冷装置结构简单，可靠性高，安全性好，制冷剂可随时随地自由获得补充，不必担心泄漏问题；另外空气制冷循环装置拆装、移动方便，无需回收制冷剂，便于维护。第 2 章 A320 空调系统介绍及工作原理2.1 空调系统的组成与功用为了使旅客和机组成员能够安全舒适地生存于座舱中，A320 系列飞机的空调系统有两大主要功用：一是保证座舱有足够的新鲜空气，二是对座舱的温度和压力进行控制。空调系统调节增压舱内的空气温度、清晰度和压力，使之保持在合适的水平。气源系统从发动机压气机、APU 压气机或地面高压

17、气源车向空调系统提供高压空气。高压热空气经冷却、图 2-1 空调系统总图调节后，供给机舱，然后经外流活门排出机外。在地面上，可通过地面低压空气接口直接提供空调气到空调分配系统。A320 型飞机的空调系统主要由区域温度控制系统、增压系统、电子设备通风系统及货舱通风/加热系统组成。它们的主要作用为：通过控制空气流量来控制机舱压力及换气,控制驾驶舱及客舱的温度,用于通风的客舱空气再循环。1、区域温度控制系统见图 2-2，从气源系统来的高压热引气，经过流量控制后，分别提供给两个独立的空调组件。空调组件降低热引气的温度，减少含水量，分别提供相同温度的冷空气到混合总管。为减少引气需求量，冷空气在混合总管内

18、与客舱再循环空气混合。在两个空调组件失效的情况下，紧急冲压空气进门口打开，提供紧急冲压空气进行飞机通风或除烟。图 2-2 区域温度控制系统空调气分配到三个主要区域，及驾驶舱、前客舱、后客舱，从混合总管出来的冷空气，分别进入通向上述区域的管道。为获得精确的区域温度控制，需分别加入不同流量的热引气。为保证热引气与冷空气混合，要调节热引气压力使其高于客舱气压。空调气流量要求和各区域温度要求可以通过空调面板 30VU 上的流量选择旋钮和温度选择旋钮输入。区域控制器吧最低的区域温度要求定为基本温度，将该信号和流量要求传送给两个组件控制器。组件控制器根据此信号，分别控制相应的空调组件，进行温度和流量调节。

19、然后，区域控制器通过分别控制三个区域的配平空气活门，获得相应区域的选定温度。2、增压系统见图 2-3，增压系统调节增压舱内的压力,确保使机组人员和乘客在安全和舒适的座舱高度。座舱压力控制器（CPC）控制通过外流活门的开关程度，自动调节排出机舱的空气量。图 2-3 增压系统如果自动系统失效，可以通过客舱压力面板 25VU 上的模式选择旋钮 MODE SEL 转换到人工模式，使用人工垂直速度控制开关 MAN V/S CTL 直接控制外流活门。在飞机后增压舱壁上，装有两个安全活门，以防止机舱与外界压力差过大。3、电子设备通风系统见图 2-4，电子设备通风系统确保电子设备架以及驾驶舱仪表板的适当通风。

20、该系统由电子设备通风计算机（AEVC）自动控制，根据外界温度和飞机构型（空中或地面）不同，该系统在三种不同构型（关闭、打开和中间构型）下工作。电子设备通风系统使用鼓气扇和排气扇使空气流动，通风空气因构型而来自不同气源。4、货舱通风/加热系统见图 2-5，货舱通风系统给后货舱提供通风空气、通风空气来自客舱区域，通过侧壁板后的开口到达后货舱。货舱通风系统使用排气扇抽吸空气，通风后的空气通过外流活门排出机外。从 APU 引气管道来的热引气与客舱空气混合，然后传入货舱通风系统，控制加图 2-4 电子设备通风系统入的热引气量即可提高货舱温度到选定水平。图 2-5 货舱通风/加热系统2.2 空调系统的分系

21、统的组成与功用空调系统分为分配管路、压力控制、设备冷却、加热、制冷及温度控制几个分系统。1、分配管路分配管路的主要作用为将调节过得空气送到飞机的两个舱区，对客舱内的空气再循环，为厨房和厕所通风和设备冷却。而分配管路由主分配管路，驾驶舱分配管路，客舱分配管路，再循环系统，通风系统和设备冷却系统组成。（1）主分配管路主分配管路位于前货仓的后壁板内。它将来自两个空调组件的调节空气通过客舱壁板内的提升管路和头顶分配管路送到客舱。头顶分配管路位于客舱天花板内。地面空调接头是用来当飞机停放在地面时由外部空调源为飞机空调系统供气。在主分配管路舱内还装有混合室，混合室的主要作用是将热空气同来自空调组件的冷空气

22、混合后再送到分配管路。需要注意的是混合室是用 V 型卡箍安装的，作用两个混合室是不能够互换的。（2）驾驶舱分配管路驾驶舱分配管路的调节空气来自左组件，调节空气使用沿机身安装的管路，并且与客舱的管路不同。由于采用单独的分配管路，驾驶员就可以单独控制驾驶舱的温度。当左组件不工作时，驾驶舱分配管路也可以由右组件供气。 （3）客舱分配管路客舱分配管路主要作用是将来自主分配管路的调节空气均匀的分配到客舱。首先，来自主分配管路的调节空气进入安装在机体两侧侧壁板内的提升管路，由提升管路送到天花板内的头顶分配管路。头顶分配管路有间隔的分布在客舱顶板的中央。此后，空调供气进入分布在天花板和侧壁板上的扩散器和喷嘴

23、。同时，前后厨房和厕所的流通空气也由头顶分配管路输送。最后，调节空气在客舱内流通后通过地板上的格栅进入再循环系统或排出机外。 （4）空气再循环系统在没有地面空调源时，空调系统的气源来自气源系统，为了减少引气量，降低发动机负载，空气再循环系统将客舱中大约 50%的空气经过过滤后再送回到主分配管路。空气再循环系统位于前货仓后壁板的主分配管路舱内。再循环系统中主要由收集管路，气滤，再循环风扇，单向活门等组成。再循环风扇将客舱内的空气抽出，通过高效微粒空气滤以过滤掉空气中的灰尘等杂质。单向活门用于防止主分配管路的空气倒流入再循环系统。2、设备冷却系统设备冷却系统使用机舱内的空气为驾驶舱和电子舱的电子设

24、备降温。它由供气和排气两个系统组成，每个系统中都有主用和备用两个风扇。设备冷却系统的空气流量由低流量传感器探测，当供气或排气系统中的空气流量低或完全停止时，传感器将警告信号发送到驾驶舱，提醒机组注意。机外排气活门有两个作用：正常时控制设备冷却空气的排气量。3、压力控制压力控制系统用于保持机内的客舱高度，使机组和乘客处于安全舒适的气压环境中。它主要包括压力控制，压力释放和压力指示警告三个子系统。压力控制系统子系统通过调节外流活门的开度控制排出机外的空气量，从而控制舱内压力的大小。外流活门开度越大，流出的空气量越大，客舱高度越高，机内空气压力越低；外流活门开度减小则反之。这个子系统的主要部件有客舱

25、压力控制组件，两部数字式客舱压力控制器（简称 CPC） ，外流活门。在飞机后下部外流活门的两侧安装有两个正释压活门。当外流活门失效关闭，客舱客舱余压达到 8.95+/-0.15psi 时，正释压活门打开，将客舱内的空气排到机外，降低客舱余压，保护飞机结构安全。当客舱压力回复正常时，正释压活门关闭。整释压活门为机械装置，自动工作，并且与增压系统无任何交联，不需要机组操作。飞机在特殊情况下可能会出现余压为负的情况，而这将会对飞机结构造成损伤，所以在机身下部安装了负释压活门。当客舱余压低于-1.0psi 时，活门打开，调节内外压力。与正释压活门相同，负释压活门同样为机械装置，自动工作，并且与增压系统

26、无任何交联，不需要机组操作。在前后两个货仓中都装有货仓气压保险板。当座舱发生爆炸减压时，保险板两侧的压差将保险板推出框架，机体上下两部分压差迅速平衡，避免损伤机体结构。在前后货仓中还装有压力平衡活门。该部件有两个活门组成，当客舱增压时，空气由其中一个流向货仓，而当客舱减压时，空气由另一个活门流出，这样就可以使货仓内的压力与客舱保持一致。最后我们来介绍一下客舱压力警告装置，当客舱高度高于 10,000 英尺时触发警报，驾驶舱内会有警告喇叭响。机组可以通过按压“ALT HORN CUTOUT”按钮关闭警告，当客场高度到达下一个警报高度时，喇叭会再次响起。4、加温系统加温系统提供热空气到舱门区域及货

27、仓中，以防止结冰并提高舒适度。它分为三个部分:前货仓加温，后货仓加温及门区加温。为前货仓加温的热空气来自设备冷却系统排出的空气。加温气流首先沿着前货仓地板及侧壁板流动，之后进入分配总管内与客舱内循环空气混合。而后货仓的加温空气来自客舱。客舱内的循环空气经过侧壁板下的格栅进入货仓的地板和侧壁板内，随后经由外流活门排出机外。加温空气在货仓壁板内还能起到绝热的作用，避免货仓内的热量经由蒙皮向机外传导。加温系统中的门区加温是为了提高门区温度，避免区域低温。客舱内的两个进口门加温采用空调的热空气，其加温管路通过柔性软管与空调系统的供气管路连接。其中左前登机门的加热空气来自驾驶舱空调分配管路。离翼紧急逃离

28、门的加温采用电加温的方式，即在每个逃离门的内衬板，装饰板等位置安装电热毯。5、制冷系统制冷系统作为整个空调系统中的重要组成部分，它的主要功能包括：控制空调组件（以下简称组件）的引气量；降低空气温度；控制组件出口空气的温度和湿度。制冷系统的组成包括：空调/引气控制面板，流量控制关断活门，两级交换器，空气循环机，冲压空气系统，低温限制系统和水分离系统。空调/引气控制面板用来指示和控制冷却系统。来自气源系统的引气首先经过流量控制关断活门，由活门控制到达组件的引气流量。该活门为电控气动活门，当组件选择电门位于 OFF 位时，由弹簧力保持在关位。当电门置于 AUTO 或 HIGH 位置时，增压空气进入作

29、动器，克服弹簧力，打开活门，引气经过流量控制后就到达主级热交换器。冲压空气系统用于控制流过主级和次级热交换器的冲压空气气流。冲压空气系统有三种工作模式：地面，飞行（襟翼未收上） ，飞行（襟翼收上） 。在当飞处于地面模式时，冲压空气进口门全开，使冲压空气进气量达到最大，进口折流门处于全伸出位，以阻挡冰雪等外来物进入内部管道。当飞机在地面停放时并没有迎面气流形成冲压空气，所以此时的气流完全由空气循环机中的涡轮带动风扇形成的。当工作在襟翼未收上为时，进口门及折流门都处于打开为。当襟翼完全收上时，进口门的开度受冲压空气控制器控制。冲压空气控制器收集来自 ACM 压气机出口的温度，当温度过高时则增加进口

30、门开度，增大冲压空气进气量；温度过低时则关小进口门。如果在飞行过程中对应的空调组件关闭，则冲压空气进口门也将关闭，以减小阻力。主级热交换器将来自引气系统空气与来自机外的冲压空气进行第一次热交换后送到空气循环机（以下简称 ACM） 。A320 系列飞机采用三轮空气轴承式空气循环机。其中三轮是指压气机，涡轮和叶轮风扇。ACM 的作用是降低空气温度。由于 ACM 内部的三轮式设计为高速旋转部件，所以采用了空气轴承的方式，以降低摩擦力。需要注意的是不能反向转动ACM 内部的轮轴，这样会损坏口气轴承。次级热交换的功能与主级热交换器的功能类似，将从 ACM 压气机出口的增压空气与冲压空气进行热交换，有冲压

31、空气带走热量，降低增压空气的温度。低温限制系统用于监控进入水分离器的空气温度不低于 35，以避免进入水分离器的水分结冰。它主要包括温度探测器，控制器和活门三个部分。探测器探测水分离器内部温度，当温度低于 34时，发送信号到控制器，控制器打开活门，当温度高于 36时，则关闭活门，在 34到 36之间时，控制器不发送信号到活门。2.3 空调系统的工作原理本节具体对空客 A320 的座舱空气温度调节系统作具体的描述:空调系统能够保证不断地提供新鲜空气并能在驾驶舱，前客舱和后客舱这三个区域保持恒定的选择温度。主要是通过对进入客舱内部的空气进行调温，而进入客舱的空气是由冷气和引气混合到合适的温度来调节的

32、。空调系统中比较复杂的就是得到调温调湿的冷空气。所以首先来介绍如何得到调节好的冷空气。从引气到调温调湿的冷空气的工作过程：组件流量控制活门：从系统得到的高温高压空气，通过组件流量控制活门，由组件控制器的指令控制组件流量活门而自动调节空气流量。如果组件压缩机过热，例如 230（446F）则组件流量控制活门气动关闭。(注意：从组件流量控制活门下游来的部分热空气送到热空气压力调节活门。在发动机启动过程中两个组件流量控制活门自动关闭，在第一台发动机启动好之后 30 秒重新打开。)空调组件：从组件活门出来的经过流量控制的空气进入空调组件（A320 有两个空调组件）,然后空气通过主件中的几个步骤, 引气经

33、过主热交换器，然后到压缩机。空气在主热交换器中被冷却，然后经过加热器、冷凝器和水分离器，水分离器用来把从涡轮空气来的空气中的水分子清除掉。空气在涡轮部分要膨胀，这使得涡轮的排气温度非常低。涡轮带动压缩机和冷却空气风扇。而得到经过调温,调湿的冷空气.其中有两个步骤是是热空气通过散热器进行热交换,在交换器四周是高空中的冷空气,通过在机腹有两个相连同的开口舱,把高空的冷空气引入对空气进行降温. 组件控制器还控制防冰活门，为了防止组件冷凝器中形成冰，防冰活门会自动打开。一旦组件控制器完全失效，防冰活门会气动控制组件出口温度（到混合器）为 15（59F） 。旁通活门：旁通活门是电控的，用来通过增加热空气

34、调节组件出口温度。冲压空气进口和冲压空气出口叶片用来调节通过热交换器的空气流量。要增加冷却，冲压空气叶片会开大些，旁通活门会关小些。要增加温度，冲压空气叶片关小些，旁通活门开大些。起飞和着陆过程中，冲压空气进口叶片完全关闭以防止外来物进去。主件控制器：组件控制器主要用来控制组件流量控制活门何旁通活门，每个组件控制器能跟据从区域控制器来的所需信号对相应的组件进行基本的温度和流量调节。组件控制器同样也控制着进出给散热器散热的空气流量.以达到得到相应温度的冷空气.(注意在起飞降落阶段控制进出散热器部位空气的两个开口舱不允许打开的)。总结：如果把这一过程简单化,可以把除了组件控制器以外的部分和为空调组

35、件.即热空气通过空调组件得到调温调湿的冷空气。从空调系统得到的冷空气要经过与引气进行相应的混合，然后才可以输送到客舱进行客舱的温度调节。图 2-6 冷热空气混合调节座舱温度图 2-6 为冷热空气混合调节座舱温度的基本原理图，由图可以得到：混合器：由两个空调组件出来的调节好的空气在混合器里经过混合，然后再送往各个座舱。混合器也可用于当其中一个空调组件发生故障的时候，可以把另外一个组件的空气分送给三个座舱。如果两个组件全部出现故障， （失效或者冒烟）混合器可以临时的把紧急冲压空气引入空调系统，代替从空调组件中出来的空气。紧急冲压空气：在紧急情况下向飞机的通风空气提供外界空气。区域温度：驾驶舱,前客

36、舱和后客舱这三个称为区域温度。从混合器输出的空气就分成三个部分分别输送到这三个区域温度。区域控制器：根据温度传感器和温度选择器来选择合适的座舱温度，然后把信号发给组件控制器，进行温度调节。所以温度调节是自动的。在 A320 中每一个控制器包括一个主计算机和一个电控的独立的辅助计算机，当主计算机故障时辅助计算机能作为备用。调整空气活门：能把从混合器出来的调节好的空气和热空气按一定比例混合得到需要的温度输送到需要调节的区域温度。总结：空气温度调节系统的最基本的原理就是控制进入座舱空气的温度，也就是调节相应的进入座舱的冷、热空气的混合比例，达到对座舱温度的合理调节。第 3 章 空调组件（PACK）的

37、超温故障分析 A320 型飞机的空调系统主要由区域温度控制系统、增压系统、电子设备通风系统及货舱通风/加热系统组成。本章阐述了区域温度控制系统中的核心空调组件（PACK）的工作原理以及关于超温故障的简要分析。3.1 PACK 组成及工作原理A320 型飞机装有两套构造完全一样、可同时或独立工作的 PACK。PACK 组件的作用是将气源系统提供的高压、高温引气转变为低温、低压可供座舱温度调节之用的“ 冷”空气。3.1.1 PACK 的组成PACK 组件是由流量控制活门、热交换器、空气循环机、冷凝器、再加热器、旁通活门、防冰活门、水分离器以及对 PACK 组件进行监控的多个传感器和 PACK计算机

38、组成。以上部件除 PACK 控制器外，都安装于空调舱内。3.1.2 PACK 的工作原理通过流量控制活门的热引气，先后经过初级热交换器、ACM 的压气机部分、主热交换器、再加热器、冷凝器、水分离器、再加热器、ACM 的涡轮部分、冷凝器进行热交换和压缩膨胀做功将原先进入 PACK 前的高温、高压热空气转变为温度较低、压力略大于座舱压力的可供进行座舱温度调节的“冷”空气。(1)流量控制 流量控制活门（FCV）安装在整个 PACK 组件的上游，为电控气动的蝶型活门，它受 PACK 控制器的控制，调节通过 PACK 组件的热空气流量和压力。在 FCV 的下游安装了一个压力传感器，该传感器通过比对通过

39、FCV 热空气的压力和环境气体的压力将一个电信号传送给 PACK 控制器，从而使 PACK 控制器计算出流过 FCV 的热空气流量。 (2)空气冷却 PACK 组件中大部分部件都是因为此目的而安装的。初级热交换器、主热交换器、ACM、再加热器、冷凝器、水分离器都是用来将进入 PACK 的高温气体进行空气循环、热交换从而达到冷却热空气的目的。 (3)温度控制 温度控制的作用就是控制 PACK 出口的温度，使 PACK 出口的空气温度能够满足客舱温度调节的需要。它的这一功能主要由旁通活门、防冰活门、冲压空气进出口门、多个传感器和 PACK 控制器来实现。3.2 PACK 超温故障分析与排除PACK

40、 组件作为空调系统的核心，其工作的正常与否关系到整个空调系统能否正常运行。如果出现单 PACK 故障，飞机将限制高度飞行，而在空中如果出现双PACK 均不能正常工作的话，飞机则要紧急下降高度。因此，作为机务维护人员，对 PACK 故障的及时排除就显得尤为重要。在日常维护时发现，PACK 故障出现频率较高，尤以超温故障为最，而在排此故障时，工作量巨大，这对准确判断故障就提出了更高的要求。3.2.1 故障的分类PACK 超温故障根据超温位置不同可分为压气机超温故障和 PACK 出口超温故障。而根据超温的真实与否，又有真假超温故障之分。由于由线路、传感器或计算机故障所引起的假信号、假超温情况在日常维

41、护中较少出现，一般更换 PACK 控制器或传感器就可以排除。主要探讨的是压气机超温故障和 PACK 出口超温故障。3.2.2 故障的分析(1)压气机出口超温故障 该故障是 PACK 系统中最常见的故障，当压气机出口温度超过 230四次，或压气机温度超过 260，此故障被激发，显示在电子中央监控器（ECAM）上。此故障的原因可能是 PACK 组件中热交换器、ACM 的性能下降，也可能是 FCV 的开度过大，或者是冲压进出口门的开度小等原因引起。为了准确判断故障的原因，应该充分了解故障的情况。中央故障显示系统（CFDS） ，会在每次超温故障发生之后记录故障信息。飞机综合数据系统（AIDS） ，会在

42、故障发生时自动记录一份环境控制系统（ECS）报告。ECS 报告中记录了故障发生时，FCV 的流量，各个温度传感器所获得的温度，旁通活门的开度，冲压空气进出口门的开度等很多重要信息。在有些情况下，当 PACK 超温时，CFDS 上会有相应的故障信息，比如，ACM 或进出口作动筒。这时，在确认故障后，可以根据 CFDS 上的信息，更换相应的进口、出口作动筒或 ACM。但还有很多情况下，CFDS 上没有提供故障信息，这就需要根据ECS 报告中的数据来分析故障。PACK 组件在设计时，已经考虑到超温情况的存在，在超温前（ 接近上限温度前） ，提供了多种防止超温的措施（如表 3-1） 。检查 CFDS

43、上有无信息，如有，根据 CFDS 上的信息排故。当 CFDS 上无信息时，也要检查 ECS 报告。因为 PACK 出口温度要达到 95才能激发警告，因此，只可能是从旁通活门或防冰活门过来的热引气才能使 PACK 出口温度超温。首先，检查故障时旁通活门的位置（在 ECS 报告上） ，如果活门位置不在关闭位，可以判断此超温故障与旁通活门或控制它的 PACK 控制器有关。此类故障多数情况下并非由旁通活门引起，而是因为防冰活门未关造成的。防冰活门不正常打开的原因有两点，一是活门故障，二是控制防冰活门的气动传感器故障。更换防冰活门或气动传感器可以排除此故障2。表 3-1.防止超温措施 压气机温度()采取措施180 以下正常工作180-220减小关闭冲压进气口220-222.5冲压空气进口不再关闭222.5 以上开(地面 100%，空中 70%)在 230 时气动温度传感器开始关闭 FCV在 260 时警告产生3.3 故障树造成