B737-700 飛機夏季故障的分析與建議

進入夏季之後，B737-700 型飛機的空調問題逐漸浮出水面，由於空調系統故障的排故會對航班造成較大的延誤甚至取消，更會直接引發旅客的投訴影響公司形象。故於此小作分析。

首先簡單說說 700 型飛機空調製冷的原理：

1） 流量控 制關斷活 門（FCSOV）首 先從氣源總管獲得熱引氣，然後控制熱引氣的流量並送往主熱交換器及空氣混合活門的熱端。另還有一根熱引氣管路連至空氣循環機（ACM）的渦輪殼體端，用以防止渦輪殼體結冰。

2） 衝壓空氣系統控制衝壓空氣流過主熱交換器和次熱交換器。當熱引氣通過主熱交換器，衝壓空氣會帶走部分熱量。部分冷卻的引氣繼續進入空氣混和活門的冷端，並由此進入 ACM 的壓氣機段。在壓氣機段中，這部分引氣被壓縮 ，壓力及溫度得到提高 ，繼續通往次級熱交換器 。

同樣， 進入次級熱交換器的壓縮氣體會被衝壓空氣帶走部分熱量。 然後引氣流出次熱交換器進入 ACM 的渦輪段。在渦輪段快速擴張後被降溫的冷氣進入水分離器。

3） 水分離器去除了冷氣的濕氣。那部分濕氣通過水分離器噴嘴被噴洒進衝壓空氣管道中增強衝壓空氣對熱交換器的冷卻效果。如果水分離器內的冷氣溫度低於了華氏 35°，低限系統會開始工作，低限活門會從空氣混合活門的冷端放出一些部分冷卻的熱引氣進入低壓水分器的混合筒，起到對水分離器防冰的作用。

4） 通過水分離器之後，冷氣進入混合腔，同時混合從空氣混合活門引入的熱引氣，最終達到溫度調節的目的。

5） 700 型飛機的空調組件超溫保護系統用以在超溫情況下自動關停空調，以達到保護人員及設備的目的。超溫感測器分別是：壓氣機出口超溫電門（390F），渦輪進口超溫電門（210F），組件出口超溫電門（250F）。任一個感受到超過設計溫度就會關閉 FCSOV。

基本原理如上所述，說了這麼多也是因為各個部件的可能的不正常工作都會造成 700 型空調的工作不正常。一般夏季來說，地面最常出現的故障有兩類：1）不製冷 2）空調跳開（TRIP OFF），無法複位或複位後又亮。

針對不製冷的故障現象，可以將目標放於兩個主要部件上，起到散熱效果的主次熱交換器以及帶動葉輪轉動，加速空氣流過熱交換器的 ACM。

製冷系統在地面工作和空中的不同 點有二， 1）空中 衝壓為 對流空氣， 保證了冷卻氣流的 流量。 2）高空中對流空氣的溫度較低，可以有效為流過熱交換器的熱引氣進行降溫。

所以，由於在地面衝壓空氣系統給主次熱交換器引入的冷觸媒空氣均為環境空氣，隨著全球暖化溫室效應，夏天外場機坪在日照多小時後的地面溫度也有將近四五十度，地表吸收熱量後溫度會更高。

而 737 飛機由於設計原因，衝壓進氣口位置很低，離地表距離較短。這就造成了用於冷卻熱交換器的冷觸媒本身就有缺陷。相對而言，這對機上熱交換器的性能要求也就變得更高了。

但是， 飛機每天執行不同的航班 ，不可避免的在北方風沙粉塵天氣環境中執行 任務，這是在空中時可能造成的熱交換器污染 。而在地面，同樣由於設計上的問題，衝壓進氣口位置較低，會有更多的地麵灰塵會被吸入衝壓管道內，進而污染熱交換器 。

日益嚴重的 環境污染對熱交換器也有不小的影響，使其使 用壽命遠達不到設計壽命。而波音根據此類情況，也在 AMM 手冊中加入了相應的維護項目，分別是在翼清洗以及拆下後按照熱交換器生產廠家的手冊進行清洗 。

而事實證明，在翼清洗的實際效果很不明顯，往往撐不到兩個循環後又會反應空調熱。故還是建議將熱交換器拆下後送廠用專業的清洗設備進行深度清洗以保證可靠性。

而更換熱交換器的間隔可以根據我公司實際情況由工程進行評估或縮短周期。

首先根據波音提供的維護計劃數據（MPD）手冊，建議運營商每隔 2000 個飛行循環（FC）就做一次熱交換器的清潔。通過計算每天 700 型飛機的使用頻率，差不多也就是正好在一年左右。

而我個人則建議將更換熱交換器的日期控制在每年的五月中旬至五月底左右。因為每年五月，進入春末夏初轉換的時節，氣溫剛剛開始上升，即將進入最熱的六七八九四個月份。

這時換上新的熱交換器可以起到經濟效益最大化的作用，如果不出突發問題（例如：北方風沙塵污染，熱交換器送修清潔質量等情況），完全有可能在當年只更換這一次熱交換器就能度過夏季。而夏天之後，整體環境溫度下降，冷觸媒溫度降低，散熱效率也就隨之提高了。

ACM 的性能不佳同樣可能造成地面空調熱的現象，因為地面流過熱交換器的環境空氣是由 ACM 的後部葉輪高速轉動後，抽吸進入衝壓管道。了解了這個原理後，則比較容易判斷故障了。

例如，同一架飛機，兩側 ACM 性能不同時，可以通過比較兩邊衝壓排氣口的出氣量大小或者衝壓進氣口的抽氣力度來進行判斷，如果一邊出氣量及抽氣力度明顯很小，則有很大可能是該 ACM 性能不佳，轉軸粘滯造成，直接更換該側的 ACM，一般就能排除故障了。

而對於 737-700 型飛機空調組件跳開故障，首 先說一下所 謂的跳開就是當三個位置上的超溫電門中某一個感受到了超溫情況時，電門由正常的開位變成閉合位。從而激勵組件超溫繼電器，使 FCSOV 的閉合電磁線圈有電，活門關閉。同時，PACK TRIP OFF 燈點亮，MASTER CAUTION，AIR COND 燈點亮。

而跳開造成的原因就較多了，空氣混合活門卡在全熱位；過熱電門本身故障；衝壓空氣管路堵塞；上游引氣過熱等等，上文所講的兩種空調熱的故障現象嚴重到一定 程度之後也 會造成跳開。 下面我介紹 兩種較特殊的情況。

空調組件擴散器內的風扇旁通單向活門丟失。

正常情況時：當空調系統在地面工作時，該活門受自身重力和兩邊氣壓的作用處 於關閉位置 ，使得集氣室形成一個相對密閉的空間。轉動的 ACM 的風扇葉輪，不斷的抽取集氣室 內的空氣從 擴散器通道排出，在集氣室靠風扇葉輪部分產生一個低壓區域，將空氣不斷的通過衝壓進氣道吸入，形成一個由風扇葉輪驅動的冷卻氣路，對熱交換器進行散熱。

而風扇旁通活門丟失情況時，使得集氣室與擴散器處於直接相通的狀態。此時雖然風扇葉輪轉速沒有變化，但是集氣室內已不在密閉，冷卻氣路的循環被打破，葉輪轉動產生的低壓區域也被破壞，抽氣效果不再明顯，通過衝壓管道的冷觸媒無法有效流過熱交換器。嚴重影響熱交換器的散熱效果，進而使得空調組件跳開。

該風扇旁通單向活門的安裝分為兩種構型，鉚釘固定鉸鏈軸以及螺栓固定鉸鏈軸。從部附件（IPC）手冊上可以看到，活門是由鉸鏈連接再通過鉚釘鉚接在擴散器組件的內筒上。在絕大多數情況下，失效方式均為：起到連接兩側鉸鏈作用的金屬軸離開原位。導致活門鬆脫，從衝壓排氣管道後部被吹飛出飛機。

因為，該失效方式一般發生在對流空氣較強的空中，故也比較隱蔽。而其實這塊單向活門是否在位及鉸鏈金屬軸的固定鉚釘/螺栓 安裝情況還是可以 通過打開附近的一塊 接近口蓋以觸摸檢查的方式來進行狀況監控的。如果在 A 檢的工作包中加入這項檢查內容，我相信可以對這種失效方式起到很好的控制作用。

另一種跳開情況的表象也是 ACM 出氣小且放在高流量位時可以聽到有異常響聲。後拆下 ACM 發現，內部葉片有多片被打壞的現象。當天更換 ACM 後工作正常，而沒幾天後又出現了相同的故障，再次拆下 ACM，內部葉片又有打壞斷裂的現象。

當天分析了原理圖後得出結論，應該是上游的 35F 低限系統故障，對水分離器防冰不利導致冰屑進入了相連接的 ACM 渦輪段，高速旋轉的葉片遇到硬的冰屑被打出裂紋而由於強離心力的作用，裂紋逐漸擴張從而葉片斷裂，連鎖反應下也打壞了其他的葉片。造成了 ACM 的損害，進而空調跳開。更換了低限活門及低限控制器後，該機再未出現同樣的故障。

最後，雖然 B737-700 的空調故障很頻繁，涉及部件也較多。但可以通過分析每次故障的不同現象結合原理圖來進行甄別具體的故障部件，以達到少換件，精確換件減少維護成本，儘快從故障中恢復運力的目的。

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