A320飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)工作原理與維護(hù)分析

Civil Aviation University of China畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論文)專 業(yè)：飛行器動(dòng)力工程 學(xué) 號(hào)： 121130151 學(xué)生姓名： 司 宇 所屬學(xué)院： 繼續(xù)教育學(xué)院 指導(dǎo)教師： 徐美健 二一五年 十 月中國(guó)民航大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)A320 飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)工作原理與維護(hù)分析A320 Airplane Air Condition System Working Principle and Maintenance Analysis專 業(yè)：飛行器動(dòng)力工程學(xué)生姓名： 司宇學(xué) 號(hào)： 12110151學(xué) 院： 繼續(xù)教育學(xué)院指導(dǎo)教師： 徐美健2015 年 10 月創(chuàng)見性聲明本人聲明：所呈交的畢業(yè)論文是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的工作和取得的成果，論文中所引用的他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，均加以特別標(biāo)注并在此表示致謝。與我一同工作的同志對(duì)本論文所做的任何貢獻(xiàn)也已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。畢業(yè)論文作者簽名： 簽字日期： 年 月 日本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）版權(quán)使用授權(quán)書本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者完全了解中國(guó)民航大學(xué)有關(guān)保留、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。特授權(quán)中國(guó)民航大學(xué)可以將畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的復(fù)印件和磁盤。（保密的畢業(yè)論文在解密后適用本授權(quán)說(shuō)明）畢業(yè)論文作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名：簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日-摘 要飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)是飛機(jī)中一個(gè)重要的系統(tǒng)，其基本任務(wù)是使飛機(jī)的座艙和設(shè)備艙在各種飛行條件下具有良好的環(huán)境參數(shù)，與飛機(jī)在飛行過程中人員的正常工作和生活以及設(shè)備的正常工作有著直接關(guān)系?？照{(diào)系統(tǒng)遍布飛機(jī)駕駛艙、客艙、貨艙和電子設(shè)備艙等，管路、部件、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)繁多，在使用過程中，很容易出現(xiàn)各種問題。 本篇論文首先通過對(duì)飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了一個(gè)概述性的描述，說(shuō)明了人體會(huì)環(huán)境參數(shù)的要求。然后以空客320飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)為例，對(duì)A320飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)以及部件進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。最后對(duì)A320飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)常見的故障進(jìn)行了分析并且提出了排故措施。在提高對(duì)飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的認(rèn)知度的同時(shí)，也為以后的工作提供了參考資料，減少了不必要的資源的浪費(fèi)。關(guān)鍵詞：空調(diào)系統(tǒng)；工作原理；使用維護(hù)；故障分析-ABSTRACTThe air condition system is a very important system in an aircraft. 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 malfunction 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 common 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 Analysis ii目 錄第 1章 緒論 .11.1 空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的原因 .11.2 空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) .1第 2章 A320 空調(diào)系統(tǒng)介紹及工作原理 .32.1 空調(diào)系統(tǒng)的組成與功用 .32.2 空調(diào)系統(tǒng)的分系統(tǒng)的組成與功用 .62.3 空調(diào)系統(tǒng)的工作原理 .9第 3章 空調(diào)組件（PACK）的超溫故障分析 .123.1 PACK 組成及工作原理 .123.3 故障樹 .14第 4章 A320 空調(diào)系統(tǒng)常見故障維護(hù) .154.1 駕駛艙或客艙溫度過高 .154.2 客艙異味故障分析與排除 .164.3 流量控制活門故障分析與維護(hù) .174.4 電子設(shè)備通風(fēng)系統(tǒng)故障 .184.5 座艙壓力不能保持 .194.6 氣濾及類氣濾部件的故障分析與維護(hù) .204.7 空調(diào)系統(tǒng)其他故障分析與維護(hù) .21第 5章 總結(jié) .22參考文獻(xiàn) .23致 謝 .24中國(guó)民航大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1第 1章 緒論1.1 空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的原因早在 1909 年 8 月法國(guó)的飛行員路易.布萊里奧成功飛越英吉利海峽，由于當(dāng)時(shí)飛機(jī)的飛行高度不高，飛機(jī)的承載效率不高，飛機(jī)的技術(shù)不夠成熟。因此在早期的航空飛行員與旅客只能裹著厚厚的保暖服飛行，直至 1936 年空調(diào)系統(tǒng)開始裝載在飛機(jī)上，飛行員們和旅客才能從極端的飛行環(huán)境中解脫出來(lái)。由于空氣是有重量的，所以能產(chǎn)生壓力，地球引力的作用是使空氣分布很不均勻，越接近地球表面空氣的密度也越大，所以大氣的壓力也越大，隨著高度的增加，大氣的壓力下降。低氣壓對(duì)人體本身也有危害，隨著大氣壓力的降低，人體會(huì)出現(xiàn)高空的胃腸脹氣、組織氣腫等高空減壓癥。壓力降低，體內(nèi)的氣體過飽和游離形成氣泡，阻礙血液流通并壓迫神經(jīng)，導(dǎo)致關(guān)節(jié)和頭部疼痛，若高度升至 19200 米時(shí)，大氣壓力為 47m m H g，水的沸點(diǎn)為 37，這等于人體的正常體溫，如果人體暴露在該環(huán)境下，體內(nèi)的液體將會(huì)沸騰汽化導(dǎo)致皮膚水腫，人體溫度將降低至難以生存。高空環(huán)境的另外兩個(gè)因素是缺氧和低溫，平流層的溫度大致在-56.5；飛行高度增加，大氣壓力減少，空氣密度減少，單位體積的空氣含量減少至直接導(dǎo)致人體血液中的氧氣飽和度降低，從而導(dǎo)致高空缺氧。從 6km 高度屬于嚴(yán)重缺氧高度，會(huì)發(fā)生身體代謝功能嚴(yán)重障礙；到 7km 高度，人體的代償活動(dòng)已不足以保證大腦皮層對(duì)氧的最低需要量，人大腦會(huì)迅速出現(xiàn)意識(shí)喪失，產(chǎn)生突然虛脫。民航客機(jī)一般在對(duì)流層飛行，對(duì)流層的特點(diǎn)是：空氣溫度隨高度增加而均勻降低，平均梯度為 6.5/km；空氣濕度隨高度增加而迅速減小。高度為 6km 時(shí)，水蒸氣含量只有地面的 1/10，高于 9km 后，大氣中含水量極少；大氣中的固態(tài)雜質(zhì)也隨高度增加而迅速減少。大氣壓力隨高度增加而降低給飛行帶來(lái)的主要困難是缺氧和低壓，此外，壓力變化速率太大也會(huì)給人的生理造成嚴(yán)重傷害。從 1903 年萊特兄弟進(jìn)行人類歷史上的首次成功的將飛機(jī)飛離地面幾米高，到今天的民航固定翼客機(jī)運(yùn)行在一萬(wàn)米高空左右的對(duì)流層到平流層底部。為使駕駛員能夠生存并提高駕駛時(shí)的舒適度以及提高座艙的舒適度，空調(diào)系統(tǒng)在飛機(jī)上的運(yùn)用隨著飛行高度、飛行速度的增加也在不斷革新?？照{(diào)系統(tǒng)的作用是：產(chǎn)生壓力、調(diào)節(jié)溫度、提供氧氣。1.2 空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)飛機(jī)上使用的制冷系統(tǒng)有空氣循環(huán)和蒸發(fā)循環(huán)兩種基本類型：空氣循環(huán)制冷系中國(guó)民航大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2統(tǒng)是以空氣為制冷工質(zhì)，以逆布雷頓循環(huán)為基礎(chǔ)的；蒸發(fā)循環(huán)制冷系統(tǒng)是以在常溫下能發(fā)生相變的液態(tài)制冷劑為工質(zhì)，是建立在卡羅循環(huán)的基礎(chǔ)上的?？諝庋h(huán)制冷系統(tǒng)通過壓縮空氣在膨脹機(jī)中絕熱膨脹獲得低溫氣流實(shí)現(xiàn)制冷，其理想的工作過程包括等熵壓縮、等壓冷卻、表 1-1 不同高度人體生理反應(yīng)高度（ft）含氧飽和度 癥狀8000 90%以上 無(wú)明顯反應(yīng)10000 90% 長(zhǎng)期停留會(huì)出現(xiàn)頭痛、疲勞15000 81% 昏昏欲睡、頭痛、嘴唇指甲發(fā)紫，視力、判斷力減弱，脈搏、呼吸加快22000 68% 出現(xiàn)驚厥25000 50% 不供氧則 5 分鐘后失去知覺等熵膨脹及等壓吸熱四個(gè)過程，與蒸發(fā)循環(huán)制冷的四個(gè)工作過程相近。兩者的區(qū)別在于：空氣制冷循環(huán)中空氣不發(fā)生相變，無(wú)法實(shí)現(xiàn)等溫吸熱；空氣的節(jié)流冷效應(yīng)應(yīng)很低，降壓制冷裝置是以膨脹機(jī)代替節(jié)流閥。目前大型飛機(jī)都是采用空氣循環(huán)系統(tǒng)制冷的，該系統(tǒng)有冷熱兩部分氣體管路組成，兩支管路的氣體都是來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)引氣，飛行員根據(jù)季節(jié)特點(diǎn)及航路中的不同需要，旋轉(zhuǎn)空調(diào)面板的溫度調(diào)節(jié)旋鈕到合適的位置，溫度控制器接到飛行員的輸入指令后，與接收到的管道溫度傳感器和座艙溫度傳感器進(jìn)行比較，是加溫還是降溫，從而控制到達(dá)混合室的冷空氣和熱空氣的比列，得到滿足人體生理和工作需要的座艙空氣。熱通道較簡(jiǎn)單，就是發(fā)動(dòng)機(jī)引來(lái)氣體中的一部分，經(jīng)過調(diào)節(jié)活門直接到達(dá)輸送到混合腔的通路，各種空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)主要冷路的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上，根據(jù)冷路系統(tǒng)中渦輪冷卻器的類型可將空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)分成三類：渦輪風(fēng)扇式、渦輪壓氣機(jī)式及渦輪壓氣機(jī)風(fēng)扇式。其中渦輪壓氣機(jī)風(fēng)扇式制冷系統(tǒng)是前兩者的組合，結(jié)合了前兩者的優(yōu)點(diǎn)。目前飛機(jī)上制冷主流采用的都是空氣循環(huán),其優(yōu)點(diǎn)在于：第一制冷工質(zhì)的環(huán)保和無(wú)變相變性?？諝馐翘烊坏墓べ|(zhì)，無(wú)毒無(wú)害，對(duì)環(huán)境沒有任何破壞作用，而且可以隨時(shí)實(shí)地自由獲取。制冷循環(huán)中空氣只起著傳遞能量的作用，無(wú)論是它的化學(xué)成分還是物理相態(tài)都不發(fā)生變化，這是區(qū)別于其他工質(zhì)作為制冷劑的制冷循環(huán)的最明顯的特征。采用節(jié)能的直接冷卻系統(tǒng)，空氣即使制冷劑又是載冷劑，供冷無(wú)需熱交換中國(guó)民航大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3器，冷空氣直接進(jìn)入需要冷卻的環(huán)境消除熱負(fù)荷，系統(tǒng)正壓。運(yùn)用在航空上，就地取材，省去了單獨(dú)的壓縮機(jī)以渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)代替，同時(shí)也解決了客艙增壓及換氣的問題。第二制冷范圍寬，低溫下運(yùn)行性能優(yōu)良。空氣制冷循環(huán)可以滿足零攝氏度以上負(fù)一百四十度的要求，尤其在-72 攝氏度以下時(shí)其制冷性能比蒸發(fā)循環(huán)系統(tǒng)好,而現(xiàn)代大型飛機(jī)運(yùn)行時(shí)從地面到一萬(wàn)米高空,溫度變化很大從而空氣制冷循環(huán)機(jī)較寬的溫度制冷范圍剛好滿足其要求。第三空氣制冷設(shè)備可靠性高、維護(hù)方便，空氣制冷裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，安全性好，制冷劑可隨時(shí)隨地自由獲得補(bǔ)充，不必?fù)?dān)心泄漏問題；另外空氣制冷循環(huán)裝置拆裝、移動(dòng)方便