关于NG一起驾驶舱温度高的特殊故障
每年夏季是NG空调系统故障率较高的季节，由于空调系统涉及的部件繁多，出现故障时除了测试控制部件来判断故障原因外，还需要足够的理论知识和实践维修经验进行综合分析才能正确、快速有效的判断故障原因。今天给大家分享一起年某公司-发生的一起空调系统特殊故障案例，希望对大家有所帮助。
一、故障现象及处理过程
某航一架-飞机在年5月18日开始总是间歇性出现飞机在空中M及以上时驾驶舱温度突然升高至70℃以上并且不受控，驾驶舱排出的热空气体感非常明显，飞机在返航过程中驾驶舱温度自动恢复正常，在整个过程中驾驶舱无超温跳开或警告指示，地面测试无故障信息并且空调组件运行正常。详细故障历史及排故过程如下：
（1）5月18日,飞行机组反映空中巡航驾驶舱温度较高，机组关闭TRIMAIR电门到OFF位后温度正常，将TRIMAIR电门重置回ON位后故障未再现，回港航段正常。飞机落地后进行过站检查并对区域温度控制器自检正常，无故障信息，测试三个区域温度配平活门运动正常，航后为了排除故障依据AMM更换驾驶舱空气配平控制活门，测试系统正常。
（2）5月19日,空中右侧空调跳开灯亮（两次），复位后正常；空中左右冲压进气门灯亮。航后依据AMM更换左右空调热交换器，检查系统工作正常。
（3）5月21日,短停机组反映驾驶舱温度高达70℃以上，回港正常，地面测试空调系统无故障信息；为观察故障左右对倒了PZTC（区域温度控制器）。后续航段在广州起飞爬升时，驾驶舱管道温度持续上升，巡航高度M时温度到达90℃。航后更换区域空气配平压力调节关断活门（PRSOV），地面测试无故障信息，组件运行正常。
（4）5月22日,机组反映飞机上升至M过程中，驾驶舱管道温度突然上升至80℃，左侧PACK温度保持在80℃，驾驶舱温度较热，机组决定返航，在返航过程中高度下降后驾驶舱温度正常，地面测试管道温度正常，自检左ZTC有故障代码FLTDECKDUCTSENSOR，根据FIM更换驾驶舱管道温度传感器（T）；在检查驾驶舱管道传感器过程中发现过热电门（S）探头弯曲变形，更换S过热电门。为彻底排除故障，依据AMM更换了驾驶舱温度控制面板、驾驶舱温度传感器、驾驶舱管道温度传感器并对串左右空调附件组件（ACAU），同时测量ZTC和ACAU到TCV的控制线路正常，更换上述部件后地面测试左右空调正常。
（5）5月23日,为防止故障再次出现造成返航事件，该公司派出维修工程师跟机并向机组提供技术支援和随机观察故障现象。当飞机起飞上升至M并保持平飞时，驾驶舱突然出热风，检查驾驶舱供气管道和LPACK温度指示55℃并且温度缓慢上升，将驾驶舱温度选择旋钮放全冷位无效，随后将区域温度配平电门关断后无效；关闭左空调后（右空调供气），温度快速下降至正常状态，再次接通左空调后温度再次上升，关闭右空调后，驾驶舱和客舱供气管道温度上升，接通右空调关闭左空调大约3分钟后再次接通左空调，驾驶舱温度和LPACK温度指示正常，但左空调组件温度比右空调组件温度高10-15℃直至落地。飞机落地后检查发现左温度控制活门（TCV）关闭，备用温度控制活门（STCV）打开约30°，检查发现左STCV有一根信号管脱开（见示图1.2），重新紧固信号管后地面测试均正常。飞机回港航段在-0M高度驾驶舱再次出现温度高故障，降低高度后故障消失。航后排故更换了左空调TCV和STCV，地面使用APU和发动机供气测试均工作正常。
（6）5月24日,再次跟机监控，当飞机高度上升至M以上故障再次出现，回港航段均正常，飞机停场排故并拆下左空调STCV四根信号进行气吹和渗漏检查正常；由于该故障只在空中出现，地面空调系统工作均正常，为排除故障原因，对倒左右空气循环机（ACM）后运行监控。
（7）5月25日首班，跟机工程师反映飞机上升到M以上左空调正常，右空调组件（RPACK）出口温度60℃（说明故障转移至右空调），驾驶舱和客舱供气管道温度25℃，后续航班均运行正常。飞机停场排故，拆下ACM详细检查发现壳体上的STCV感压孔堵塞(见示图1.3),风扇叶片、压气机和轴承转动均正常，更换ACM后故障排除。
二、故障原因分析：由于-飞机的空调设计为冷/热气路分开控制和左空调向驾驶舱直接供气的特点，当驾驶舱温度高不能下调温度时，说明热气路不可控或冷气路供气温度高。从跟机工程师观察的故障现象来看，证实热气路控制正常（因为在空中将驾驶舱温度选择在全冷位并且关闭了区域温度PRSOV后无效），同时也证实了LPACK组件供气温度高。那么什么原因造成LPACK组件供气温度高呢？根据空调制冷原理分析，影响空调制冷效果使驾驶舱温度高的部件有以下几个方面：A、ACM性能下降或本体损坏；
B、主、次热交换器脏；
C、TCV或STCV非指令打开。
（一）ACM性能下降或本体损坏的分析
当ACM性能下降或本体损坏时，由于ACM制冷差使压气机出口温度大于℉/℃或涡轮进口大于℉/99℃或PACK组件出口温度大于℉/℃时，空调控制系统会使FCSOV关断并停止PACK组件工作，同时驾驶舱PACK灯会点亮。从故障现象和检查情况来看，ACM的涡轮、压气机和风扇叶片正常并且驾驶舱也无关断指示，这也说明ACM工作正常。
如果是ACM本身的性能下降造成组件出口温度升高，那么不会因为飞机高度的改变使故障现象不在地面出现。其原因有两方面：
1、由于地面的环境温度远远高于空中的环境温度，如果ACM本身性能下降应该在地面更容易再现故障；就算由于空中为了保持座舱的高度气压需要使用大量供气，也是由座舱压力调节器（CPC）来控制飞机的外流活门开度和调节FCSOV的供气量，而在FCSOV的最小供气量的情况下，也不会原因保持座舱高度气压而影响到ACM涡轮的进口温度突然上升至60℃以上；也就是说，就算ACM涡轮与压气机轴间存在分离而造成不同步使压气机压缩比下降时，也不会导致PACK组件温度突然上升后衡定在60℃以上。
2、由于PACK组件温度传感器测量的是冷凝器后（进入回热器前）的温度，从空气的流向、ACM压气机和涡轮原理分析，如果因ACM涡轮与压气机轴间存在分离而造成不同步，会减小压气机增温增压功率，但由于空气通过次级散热器降温并且也通过涡轮降温后的空气在冷凝器中冷却降温再到回热器入口，温度也不应该快速上升至一个稳定值。
（二）主、次热交换器脏造成故障原因的分析
如果是主、次热交换器脏造成散热效果差，哪么温度高在任何阶段都应该出现，并且在空中由于外界环境温度低原因会反映出在地面时PACK温度高，在空中温度正常的现象；由于散热器已经进行了更换，因此主、次热交换器脏不是本次故障的原因。
（三）TCV或STCV非指令打开
什么原因会造成冷凝器出口的温度高呢？其原因有两个方面：一是TCV故障或非指令打开，使热空气直接进入ACM涡轮出口对冷凝器加温；二是由于冷凝器结冰或堵塞造成STCV打开加温防冰。
1、对于第一种原因，由于区域温度控制器（ZTC）和空调附件组件（ACAU）探测并控制TCV工作，在温度选择器选择全冷位的情况下，TCV应在并闭位或在最小开度位，不具备造成温度快速上升条件；如果是TCV故障造成调节失效，ZTC和ACAU应该能检测到故障信息，而且更换了新的TCV和STCV故障未排除。
2、对于冷凝器结冰或堵塞原因造成故障，根据冷凝器的结构和自防冰原理，在防冰加温管未堵塞的情况下，ACM压气机的高温热气流向冷凝器并且有旁通单向活门的作用不可能造成空路堵塞和结冰。那么什么原因会造成STCV打开使热气跨过ACM加温冷凝器呢？下面我们来分析一下STCV的工作原理（见下示图）
当空调接通后，热空气通过FCSOV进入STCV入口端并通过感压管进入基准压力调节器，经基准压力调节后到高/低压差伺服腔待命；当冷凝器（高压差伺服）进口与出口压力差△P＞2.98psi时，压差伺服阀克服弹簧力打开放气，放出的压力去STCV的打开腔使STCV开始打开，当压力差△P＞10.5psi时，STCV完全打开，这样便实现了防止冷凝器结冰。当空调PACK组件出口总管单向活门处的压力与ACM涡轮腔压力差△P＞5.7kpa（58.4cm水柱）时，STCV低压差腔克服弹簧力打开放气，放出的压力去STCV的打开腔使STCV开始打开，当压力差△P＞20.7kpa时，STCV完全打开；当单向活门处的压力大于9-10psi时，STCV完全关闭。（注：1标压=.36cm水柱；1kpa=10.2cm水柱）STCV接收PZTC/PFTC的电控信号，左STCV由右侧PZTC/PFTC控制，右STCV由左侧PZTC/PFTC控制；当一侧空调自动控制的TCV失效，另一侧的PZTC/PFTC指令该侧STCV的电磁挡板转换去打开供气喷嘴并堵住环境排气孔，使基准压力调节器空气压力直接到STCV活门打开腔去打开活门；当空调同时存在结冰条件和TCV失效的情况时，活门处于全开状态。
从上述STCV的工作原理可以得知，由于高压腔或低压腔产生足够大的压差会导致STCV作动打开去加温，由于冷凝器不可能出现结冰条件，使高压腔的进出口压差小，高压腔会处于关闭状态，同时由于未探测到TCV失效和结冰电信号，电控制活门挡板处于关闭供气喷嘴位，这一推论可以从左右对串ACM后故障转移到右空调得出验证。因此，另一推论如下：
由于ACM壳体上的STCV感压信号孔堵塞（见示图1.3），造成ACM涡轮感压管到低压差腔内形成大约1个标准大气压的空腔（在地面安装STCV感压管时形成），由于空气的压缩性和热膨胀特性，这个气压空腔的压力会随着飞机座舱高度和环境温度的变化而改变，当空调供气总管单向活门的感压管压力大于9-10psi时STCV才能关闭；当飞机座舱压力调节使供气使用量瞬间增大（使单向活门感压管内压力减小）并且由于ACM壳体上的STCV感压信号孔堵塞形成的气压空腔在压差△P＞0.57个标准大气压时就能打开低压差伺服腔去作动STCV打开，随着飞机高度压差变化，这个打开值也会随之变化，因此故障出现时机在空中并且时间段不确定的情况下，使热空气进入冷凝器加温造成PACK组件温度高。也就是说当总管单向活门的感压管压力小于9psi或STCV低压感压空腔压力＞0.57个标准大气压时就能使STCV打开，但实际这个被堵塞的空腔压力远大于0.57个标准大气压。
三、分析小结
综合上述原理和故障现象分析，由于ACM壳体上的STCV感压孔堵塞，造成驾驶舱温度在空中某一阶段出现间隙性温度高，由于左侧STCV上的感压管脱开加剧了驾驶舱温度高的发生频率，当连接上左侧STCV脱开的感压管后，由于ACM壳体上的STCV感压孔堵塞，使故障未能排除；当将ACM对串到右空调后，RPACK组件的温度升高到70℃以下并随飞机高度缓慢下降，客舱区域的管道供气温度在衡定25℃左右；由于-空调系统设计原因，所以当故障的ACM更换到右空调后，驾驶舱飞行员和客舱乘客很难感受到温度的快速上升，其主要原因是在左空调正常工作的情况下，右空提供的热气到空调混合总管被左空调的正常制冷空气进行了混合降温，当右空调温度升高时，驾驶员与乘客体感不是非常明显。
另外，该故障也给了我们一个启示，这个孔被什么物质堵塞？是装配部件时的多余油脂还是其它物质？如果更换热交换器时涂抹过多油脂会不会导致空调系统异味或感压孔堵塞？
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