防冰系统故障分析及处理

防冰系统故障分析及处理
B737-300/400/500 Inlet Cowl Anti-ice System Trouble Shooting
波音737-300/400/500进气道防冰系统的组成如图1所示，进气道防冰系统使用发动机5级和9级压气机热空气，热空气经防冰活门调节和控制进入发动机进气道前沿整流罩内的环型喷射管，通过热喷射气流加热进气道前沿达到防冰的目的。

其主要部件包括：防冰管路、防冰活门、防冰过热电门、防冰压力电门以及环型喷射管。

防冰活门的工作原理
通常所说的进气道防冰活门其实是由两个串联的活门构成的，一个压力调节活门、一个关断活门，防冰活门是电控气动活门，如图2所示。

其主要元件包括：位置电门、压力调节器、作动阀、电磁阀、人工超控锁定机构。

压力调节活门作动阀在弹簧预载下使调节活门保持在开位，而关断活门作动阀在弹簧预载下使关断活门保持在关位，当操作驾驶舱防冰电门时，关断活门内电磁阀通电，电磁阀门打开，使上游空气通过B传感口经参考压力调节器进入关断活门作动阀的上下腔体，但由于上腔（打开腔）面积比下腔（关闭腔）大，因此上腔压力大于下腔压力，克服弹簧力使作动阀向下移动使关断活门打开。

当A传感口的压力大于设定的参考压力时，调节活门的作动阀关闭腔压力大于打开腔的压力，使作动阀下移调节活门关小，最终达到压力均衡。

如果下游活门出口压力超过设定极限值时，梭阀向上运动，关断活门下腔压力大于上腔压力，作动阀向上移动使关断活门关闭。

压力调节活门和关断活门内的位置电门，用来传感活门的位置状态，并向指示系统提供信号。

压力调节活门和关断活门外部均有人工超控六角头，可以在活门发生故障时分别使活门锁定在开位或关位。

防冰系统控制和指示
从防冰系统控制电路（图3，只示出一台发动机进气道防冰系统）可以看出，防冰控制部件主要有：电源、防冰控制板、防冰活门、防冰过热电门、防冰压力电门。

防冰系统的指示有琥珀色的进气道防冰警告灯、蓝色的防冰活门打开灯、主警告灯。

正常情况下，当接通防冰电门时，琥珀色的进气道防冰警告灯灭，蓝色的防冰活门打开灯开始明亮（活门在转换状态），然后变暗亮（活门打开）。

当断开防冰电门时，蓝色的防冰活门打开灯从暗亮变明亮（活门在转换状态），然后熄灭（活门关闭）。

当压力大于65±3 psi时防冰压力电门内部电路接通，琥珀色的进气道防冰警告灯亮，当温度大于825±20*9埘时，防冰过热电门内部电路接通，琥珀色的进气道防冰警告灯亮。

从防冰系统控制电路（图3，只示出一台发动机进气道防冰系统）可以看出，防冰控制部件主要有：电源、防冰控制板、防冰活门、防冰过热电门、防冰压力电门。

防冰系统的指示有琥珀色的进气道防冰警告灯、蓝色的防冰活门打开灯、主警告灯。

正常情况下，当接通防冰电门时，琥珀色的进气道防冰警告灯灭，蓝色的防冰活门打开灯开始明亮（活门在转换状态），然后变暗亮（活门打开）。

当断开防冰电门时，蓝色的防冰活门打开灯从暗亮变明亮（活门在转换状态），然后熄灭（活门关闭）。

当压力大于65±3 psi时防冰压力电门内部电路接通，琥珀色的进气道防冰警告灯亮，当温度大于825±20*9埘时，防冰过热电门内部电路接通，琥珀色的进气道防冰警告灯亮。

防冰系统故障现象、原因及处理方法
防冰系统故障现象主要有以下几种：
A. 防冰电门在"ON"位，琥珀色的进气道防冰警告灯亮。

B. 防冰电门拨至"ON"位时，蓝色的防冰活门打开灯明亮，但不能转换为暗亮。

C. 防冰电门拨至"OFF"位时，蓝色的防冰活门打开灯由暗亮转换为明亮，但不熄灭。

D. 防冰电门拨至"ON"位时，蓝色的防冰活门打开灯不亮。

E. 防冰电门拨至"OFF"位时，蓝色的防冰活门打开灯保持暗亮，不转换，也不熄灭。

从图3可以看出：接通防冰电门打开防冰控制活门后下列情况可能导致进气道防冰警告灯亮：（1）压力调节活门锁在开位；（2）过热电门失效；（3）压力电门失效；（4）防冰控制板故障；（5）防冰活门故障；（6）引气系统故障。

因此对于故障现象A首先检查压力调节活门是否锁定在开位，如果调节活门锁定在开位，将不能调节压力，可能引起活门出口压力过高超过65 psi，压力电门接通。

通过测量压力电门、过热电门的电阻，可以检查压力电门、过热电门是否损坏，通过测量压力电门、过热电门插头和防冰活门插头内插钉间的电压，可以检查防冰控制板或线路是否损坏。

通过进行引气系统操作测试，可以排除是否是引气系统发生了故障，如果排除以上部件故障，则是防冰活门故障。

对于上述故障现象B和C，从图3可以得知：防冰控制板故障和防冰活门故障将会导致上述故障现象，通过检查防冰活门插头内插钉电压，可以确定是否是防冰控制板或线路故障，如果不是，则防冰活门本身故障，说明活门可以打开，但活门卡阻在中间位，不能打开到全开位，或活门已经打开到全开位，但活门内的位置指示器损坏，这需要更换防冰活门。

对于故障现象D，可能是由以下原因造成：（1）关断活门锁定在关位；（2）活门卡阻在关位；（3）气源压力不够。

关断活门锁定在关位，可以人工开锁。

而造成活门卡阻的原因主要有：阀门驱动轴磨损、轴端自锁螺帽松脱、弹簧断裂和位置指示电门损坏。

气源压力不够可能是防冰活门管路接头处气体渗漏、活门外部控制管气体渗漏、高级活门故障或高级活门锁定在关位、高级活门控制器故障，这可以通过管路渗漏测试和引气系统操作测试和压力检查进行排除。

防冰控制板故障和防冰活门故障也可能出现上述故障现象E，因此先应排除是否是防冰控制板或线路故障，如果不是，则是防冰活门本身故障，说明活门卡阻在开位，不能关闭，需要更换防冰活门。

找出故障部件后，如果时间允许并有备件，可以立即更换故障件，但是，如果飞机是短停，无备件或时间不允许，可以参照MEL采取适当措施进行飞机放行。

以下是波音737-300/400/500 MEL 30-3有关发动机防冰活门的放行标准。

(1)（M）只要飞机不在已知或预报结冰天气飞行，一个发动机防冰活门可以失效在关闭位置。

(2)（M）（O）允许一个失效锁在打开位，只要：
a. 第9级引气调节和关断活门锁在关闭位置。

b. 外界大气温度低于100*9埘（38℃）。

c. 在结冰条件下飞行，相关发动机应最小保持60%N1。

d. 除了起飞和复飞之外，相关发动机的推力极限减少0.8%N1。

e. 航路爬升限制重量减少4500磅（2040千克）。

f. 在大气温度高于50*9埘（10℃）时，相关发动机的起飞及复飞推力限制值及起飞着陆性能减载如表1：
g. 大气温度等于或低于50*9埘（10℃）时，以发动机防冰接通为基础计算性能限制重量。

总结
引起进气道防冰系统故障的原因较多，现象也不相同，从实践排故来看，防冰活门故障占较大比例，主要原因是该活门在长时间压力振荡的条件下工作易发生机械故障。

防冰活门是高价周转件，引起防冰活门更换的原因也有多种，在怀疑防冰活门故障时，应先排除其他部件故障，以免造成防冰活门的误更换。