AIR CONDITIONING传统型和增强型综述.docx

1、AIR CONDITIONING传统型和增强型综述A318/319/320/321 ATA21 AIR CONDITIONINGZONE TEMPERATURE CONTROL机 型 培 训 教 案Ameco Aviation CollegePT23目 录Part I: 课程大纲以及要点Part II: 授课步骤一、 课程准备： 1二、 题目的引入 2三、 课程讲解 2四、 维护注意事项和重要维护工作 3五、 典型案例应用 3六、 评估 3Part I: 课程大纲以及要点培训级别培训课时培训要点ME LIII310.5 空调系统介绍 组件和区域温度控制主要部件功能介绍 传统型组件控制原理 增强

2、型组件控制原理 传统型区域温度控制原理 增强型区域温度控制原理 计算机交联ME LII26.5 空调系统介绍 组件和区域温度控制主要部件功能介绍 传统型组件控制介绍 增强型组件控制介绍 传统型区域温度控制介绍 增强型区域温度控制介绍AV LIII15 空调系统介绍 组件和区域温度控制主要部件功能介绍 传统型组件控制简介 增强型组件控制简介 传统型区域温度控制简介 增强型区域温度控制简介AV LII15 空调系统介绍 组件和区域温度控制主要部件功能介绍 传统型组件控制简介 增强型组件控制简介 传统型区域温度控制简介 增强型区域温度控制简介Part II: 授课步骤 (以ME LIII的课时和级别

3、为依据)一、课程准备：应通过相互介绍等各种形式，了解学员的基本状况，包括： Ameco内部or外部学员 学员的技术背景（学历、专业、维修经历、已接受过培训的机型）二、题目的引入提问学生几个问题，作为题目的引入：问题 1、大家都知道空调，那么其主要的作用是什么？分析：诱导学员进入空调系统的话题，很多人对空调的认识多在于温度控制这一个层面。问题 2、接问题1继续发问，在飞机空调系统除了温度调节还有没有其他的作用呢？分析：继续引导学员对飞机空调系统的作用有一个大致上的了解，问题答案由教员说明。问题 3、空调系统的温度调节和家用空调有什么区别呢？ 分析：飞机空调的温度调节是和家用空调大为不同的，因为飞

4、机空调是使用空气压缩/膨胀做功来降温，并按需求混入热空气来调节的。三、课程讲解1. 知识1.1. 飞机空调系统的主要功能以及概述： 因为飞机在飞行中处于的低压低温的环境，在地面上也有可能处在温度不舒适的环境之中。为了保证旅客的舒适和安全，所以需要一有个相对密封的机内环境，并对飞机内的温度和压力进行有效的控制；要保证空气的新鲜，就要不断加入新的空气而且进行通风，以满足人体的需求。 空调系统的功用：用于保持客舱内的空气处于一个温度适宜，比较新鲜并且压力合适的水平上，以满足人体的舒适。除此之外，空调系统还为客舱，电子舱及货舱进行通风。简言之。调温，调压，通风。 空调的空气是哪里来的：来自于以前说过的

5、引气系统。通过CBT图可以看出，引气系统的空气经过流量控制后进入空调组件，经过冷却调温后再进入混合总管，与再循环风扇引来的客舱空气混合后进行进一步温度调节，最后分配到各个舱区。一个外流活门用于压力的调节。不断加如客舱的空气为客舱增加压力，而外流活门则依靠有控制的排出空气来调节客舱的压力。 系统的控制是通过其控制面板来完成的。分为： 引气面板 增压面板 电子舱通风面板 货舱通风和加温面板 ECAM页面上也有显示，用于监视。 引气页面：显示组件和紧急冲压空气进气门控制。 空调页面：驾驶舱，客舱温度控制，货舱通风和加温控制 增压页面：飞机增压和电子舱通风控制。 巡航页面：各个舱区温度和增压系统的参数

6、。1.2. 区域温度控制系统的基本说明：（CBT图） FCV流量控制活门，按照指令调节进入空调组件的空气流量的大小（调流量）。 PACK空调组件，按照指令对进入组件的空气进行温度调节（调温度）。 再循环风扇，将客舱内的部分空气引入混合总管进行再利用，目的是节约发动机的引气（节能）。两部空调组件的出口温度是相同的。 混合总管，混合组件来的新鲜空气和再循环风扇来的再利用空气，并且将其分配到各个舱区（混合分配）。正常情况下，组件一供给驾驶舱，组件二供给客舱。 热空气压力调节活门，调节FCV下游引入的空气压力，使之稍大于客舱压力（调热空气压）。 配平活门，根据指令向分配管路中加入热空气，以配平舱区温度

7、（温度配平）。 厕所和厨房通风，有专用的风扇抽吸这两处的异味空气，将其排出飞机，并且为客舱的温度传感器进行通风，使之传感信号更真实。舱区温度传感器就位于通风管路之中。 PC组件控制器和ZC区域控制器，ZC计算基础温度指令和流量需求指令并且发送到PC，PC根据指令控制流量控制活门和空调组件工作。ZC还担负着接收温度选择信号，控制配平活门调节舱温的任务。ZC和PC都是由一部主通道和一部次通道组成，都是独立供电，称为主，次计算机。次级计算机在主级失效的时候备份使用。（传统型） 低压地面接头和紧急冲压进气门，前者用于地面空调车辆为飞机供给空调气，后者用于在空调组件全部失去或者出现烟雾的时候打开，使用外

8、界冲压空气为机舱通风。 前货舱通风是选装，国航的A321有选装。1.3. 空调组件（PACK）主要部件基本介绍（传统型）： 空调组件的部件介绍： ACM（空气循环机）：由 压气机 组成，三个部件由同一根轴连接。涡轮 同轴风扇 FCV流量控制活门：调节进入组件空气的流量。电控气动型活门。正常情况下依靠一部力矩马达得到电控信号，用于流量调节。活门上有电门用于反馈活门位置信号。 主，初级热交换器：空气对空气型的散热器，使用外界环境空气为引入空调系统的热空气进行冷却。 旁通活门：控制热空气的流量，用于调节组件出口温度。电马达驱动，电控。 冲压空气进气门：电控电马达驱动，用于调节进入热交换器的空气流量，

9、从而控制冷却能力。 再加温器（回热器）：空气对空气的热交换器，使用热交换的方式蒸发空气中的水分。 冷凝器：利用空气的冷凝原理，使空气中的水分凝结析出。 水分离器：机械式的，用于分离空气中的冷凝水。 防冰活门：将热空气引到冷凝器进口，用于冷凝器防冰。还有备份控制组件温度的作用。 单向活门：单向防反流。 PC：组件控制计算机，接受指令要求，对空调组件的空气流量和出口温度进行控制。NOTE：热交换器是空气和空气之间的热量交换，不会进行空气的掺混。1.4. 空调组件的控制原理（传统型）： 空调系统的工作： 引气系统供给的空气经过FCV的流量调节，一部分进入空调组件，另一部分达到热空气压力调节活门，还有

10、一部分到达防冰活门。 进入组件的空气首先经过初级热交换器，经过初级降温后进入压气机。此处的另一部分热空气也达到了旁通活门，随时准备进行温度调节。在压气机中增压后的空气压力和温度都上升。 压气机出来的空气进入主级热交换器，温度下降，然后进入再加温器。与其中的另外一路空气进行热交换，温度继续下降。经过了热交换器和再加温器后，空气的温度下降到露点以下。 由于空气的温度在露点以下，进入冷凝器后处于低温环境之中，空气中的水分快速析出。 水分离器将析出的水分分离出来，并且有一根管路与之相连，将水引到主级热交换器的上游。由于负压的作用，水不断的喷入热交换器，提高了散热的效果。 经过水分离的空气，温度比较低。

11、在进入再加温器时通过热交换使另一路的空气温度下降到露点以下。而且在水分离后，空气中残存的水分在热交换的作用下，被蒸发，以防止在涡轮内由于低温的作用下结冰，损伤涡轮。 从再加温器出来的空气，冲击涡轮做功，迅速膨胀，温度急剧下降，从涡轮出来的空气就进入冷凝器，通过热交换，为另一路空气析出水分。然后，通过单向活门进入混合总管。与此同时，由于空气的作功，推动涡轮转动，同轴的压气机和风扇也随之转动，进行空气压缩和抽吸。 根据组件控制器的指令，旁通活门和冲压空气进气门共同作动，调节组件出口温度 。在起飞和 着陆阶段，冲压进气门会完全关闭，以防止有异物吸入。如果探测到冷凝器有结冰情况，防冰活门会在组件控制器

12、的指令下打开，用于热空气防冰。如果组件温度控制失效或者是旁通活门失效，防冰活门会进入气动控制模式，备份控制组件出口温度保持在15度。1.5. 空调组件主要部件详细说明： 臭氧分离器：选装，用于分离空气中的臭氧。 FCV流量控制活门： 流量传感器，安装在FCV上。感受FCV进口的空气压差，表征空气的流量。压差值被转换为电信号输入PC，用于实际流量的计算，并且还用于ECAM页面中FCV的开度指示。根据当前流量和指令流量，PC计算出FCV的开度变化量，用此驱动信号控制FCV上的力矩马达工作，调整FCV的开度，完成流量的控制。 FCV的关断：分为电控关断和气动关断。 电控关断：FCV上有一电磁阀，完成

13、活门的关闭。当 空调组件电门OFF位时。电磁阀通电，FCV关。 火警电门按出时，电磁阀通电，FCV关。 当本侧发动机启动时，电磁阀通电，FCV关。 另一侧发动机启动时，并且探测到交输活门未关闭时，电磁阀通电，FCV关。当发动机启动结束后30秒，FCV自动打开。 DITCHING（水上迫降）电门按入时，电磁阀通电，FCV关。 气动关断： 当FCV上游没有足够的气压时，FCV无法作动，活门关闭。 当出现ACM压气机出口温度大于260度时，CPNOH压气机气动超温传感器作动，放泄FCV的作动气体，使之关闭。 旁通活门和冲压进气门： 旁通活门由一部步进马达控制开/闭，冲压进气门由一部电马达作动。两个部

14、件同时接收PC的指令信号协调动作。当温度需要降低的时候，旁通活门关小，减少热空气的进气量，而冲压进气门开大，增加散热效果。同理，当指令需要增加温度的时候，两个部件动作相反，提高组件的出口温度。 PC组件的温度信号是由水分离器出口温度传感器输入的。PC比较ZC给出的指令信号和水分离器出口温度信号，计算输出的指令信号。NOTE：冲压进气门在起飞和着陆的时候会关闭。 防冰活门： 防止冷凝器结冰。活门上有一个电磁阀，当电磁阀通电时，防冰模式。当电磁阀断电时，备用15度恒温组件出口温度模式。 在PC控制失效或者旁通活门失效的时候，进行备用控制。保持组件出口温度 15 度。旁通活门的失效意味着组件温度控制

15、的失效。 当电磁阀通电：防冰活门上的P继电器工作，通过比较压力信号，判断是否冷凝器结冰。一共两组压力信号。都来自于围绕冷凝器管道的压力差。当压差大于某个门限值时，被认为是冷凝器结冰，防冰活门气动打开，热空气进入冷凝器进行防冰。 当电磁阀断电：在PC失效或者旁通活门失效时，防冰活门的电磁阀断电。有个气动传感器POPS（组件出口气动传感器）来控制防冰活门的开/闭，使组件的出口温度保持15度。备用控制。 流量传感器：前面已经叙述过此传感器，其功用是感受压差表征实际流量，转换的电信号用于PC的流量指令计算来控制FCV的作动以及ECAM显示。 组件进气压力传感器：感受组件进口处的压力，并且将信号传送到P

16、C，用于调节旁通活门的位置。（可能有问题出现：旁通活门是温度控制的功能，为什么与进气压力有联系？） 当组件进口压力低时，PC将控制旁通活门的开度加大，以减低组件的进出口压差（问题A），同时，冲压空气进气门加大开度，以补偿旁通活门开大造成的ACM效率下降。 当发动机处于慢车功率的时候，如果冷却的要求无法满足，区域控制器会根据进口压力传感器的压力信号向EIU提出提高发动机推力的要求，以便提高冷却的效果。 答问题A：什么是减低组件的压差？答：当组件进口压力过低时，会导致组件出口压力过低。使组件出口与客舱内的空气压力差过低。不利于组件向客舱的供气，又因为经过ACM后，空气的压力会因为冲击涡轮后急遽下降

17、，使得组件出口压力过低。在旁通活门增加开度后，未经过ACM的空气直接进入涡轮出口，然后进入空调总管分配到客舱，使组件相对客舱的压差在组件进口压力不足的情况下得以维持。这样，组件就便于向客舱供给空气了。但是，由于热空气的增多，为了保持组件出口温度满足指令信号，就需要增加冲压进气门的开度，补偿由于旁通活门开度增加造成的温度上升。简单来说就是，减少组件进出口的压力差，意味着组件出口压力的增加，也就是说，其目的就是使组件空气能更顺利的进入客舱。 CPNOH压气机气动超温传感器：此传感器与FCV之间有一根气信号管相连，气动控制FCV的工作状态。 当传感器感受到ACM压气机出口温度达到230度时，将通过气

18、信号管路为FCV放气，使之关小。减少气流的供给，避免ACM压气机出口温度继续增加。 当传感器感受到ACM压气机出口温度达到260度时，将通过气信号管路直接放气关闭FCV。 260度是超温警告的门槛值，CPNOH本身没有电信号输入和输出。它是一个纯气动传感器。 压气机出口温度传感器：感受压气机出口温度，并将信号传送至PC的主计算机，用于组件的辅助温度控制和超温警告。 组件辅助温度控制： 当压气机出口温度小于180度的时候，组件属于正常工作状态。 当压气机出口温度在180度至220度之间的时候，PC将控制冲压进气门的开度增加到一个新的开度，以增加冷却空气流量，降低压气机出口温度。 超温探测： 当压

19、气机出口温度达到260度的时候，PC将点亮组件电门上的FAULT灯。 在同一航段之内，如果压气机出口温度达到230度的情况出现4次，组件也会点亮组件电门上的FAULT灯。 压气机超温传感器： 感受压气机出口温度，并将信号传送至PC的次级计算机，用于ECAM指示。 感受260度压气机出口超温信号和230度4次出现信号，仅仅用于点亮FAULT灯。 总结：当压气机出口温度达到260度，将出现组件电门FAULT灯点亮的现象。压气机出口温度在同一航段内出现4次也会点亮FAULT灯。但是，不会电控关闭FCV，因为260度的时候有CPNOH气动关闭：（自动），当点亮FAULT时，需要人工关闭组件电门。 压气

20、机出口温度传感器感受：260度230度4次 仅仅用于FAULT灯点亮 压气机超温传感器感受：260度230度4次仅仅用于FAULT灯点亮 压气机气动超温传感器：230度-FCV开始关小260度-FCV关闭 POPS组件出口气动传感器：用于气动控制防冰活门，完成15度组件出口恒温控制。属于启动型传感器，无电信号参与。POPS不向PC提供温度信号。 出口温度传感器：传递组件出口温度信号到PC，用于ECAM指示，以及向PC提供组件超温警告（组件出口温度大于95度）。 水分离器出口温度传感器：组件出口温度控制的主传感器。水分离器出口温度传感器将温度信号传送到PC，用于组件出口温度控制。 紧急冲压进气门

21、：位置在飞机机身中部左下侧，在地面空调接头的前部。与地面空调接头之间有一活门。活门使用弹簧隔板将接头和进气门隔离。当一侧有压力空气进入时，会克服弹簧力是隔板移动，封闭另一侧的进口。 紧急冲压进气门的工作，当双组件失效或者客舱内出现烟雾情况时，需要打开紧急冲压进气门。进气门是28V支流电驱动的，有两个行程极限电门和两个极限电门用于ECAM指示。 当水上迫降电门DITCHING在OFF位时，飞机飞行高度低于10000FT，并且紧急冲压进气门电门在ON位，进气门打开。如果飞机内外压差小于1PSI，CPC客舱压力计算机会控制外流活门半开，否则由CPC计算机自动控制开度。1.6. 区域温度控制-驾驶舱，

22、客舱各部件介绍： 混合总管：用于掺混组件供给的新鲜空气和再循环风扇提供的客舱再循环空气。 通过再循环风扇收集的空气占供给量的37-51。 在混合总管左右两部分分别有一个温度传感器，分别向ZC的主计算机和次计算机传送温度信号，用于ZC的基础温度计算。 NOTE：不能单独以及某一温度信号决定基础温度，舱区温度信号，人工选择的温度指令信号，混合总管的温度信号以及分配管道内的温度信号都影响基础温度的计算。（根据学员兴趣决定是否说明基础温度的计算原理） 混合总管隔离挡板：位于混合总管内部，用于隔离左右组件的空气供给。在正常情况下，由PACK1主要为驾驶舱供给空气。PACK2主要为客舱供给。在组件1失效的

23、时候，挡板作动，使组件2的空气可以为驾驶舱供给空气。 热空气压力调节活门：用于调节热空气的压力，使之处于安全的范围内。通过ZC对活门上的两个电磁阀进行控制完成气动操作。 S2电磁阀：具有开/关作用。受控于“HOT AIR”电门和ZC，当电门OFF位时，电磁阀断电，关闭活门。 当组件分配管路温度超过88度或者同一航段内管道温度超过80度出现4次时，电磁阀断电活门关闭保护关闭。 当ZC主计算机故障时，S2电磁阀同样会断电，活门关闭。（P51页） S1电磁阀：安全保护作用。受控于ZC。 正常情况下，S1断电，活门调节空气压力高于客舱压力4PSI。 当任一分配管道温度大于80度，ZC就会控制S1电磁阀

24、通电，使活门的供气压力减小，高于客舱压力2PSI。 当分配管道温度下降至70度时，ZC控制S1断电，恢复到正常控制模式。 NOTE：非正常的S2电磁阀断电将会点亮HOT AIR电门FAULT灯。 热空气压力电门：如果热空气压力调节活门出口的压力高于客舱压力6。5PSI时，压力电门作动，将信号输送到ZC，用于ECAM警告。直到压力差低于5PSI时，警告才会消失。 分配管道温度传感器：分别安装在各个分配管道中，感受空气的温度。将温度信号输送至ZC，用于控制舱区温度，ECAM指示以及超温探测。80度4次和88度警告。 配平空气活门：受控于ZC，用于向分配管道中输入热空气，以调节温度。活门由电马达来作

25、动。 当热空气压力调节活门关闭时，配平空气活门也关闭。 区域温度传感器：用于感受各个舱区的温度，将信号传送到ZC，进行ECAM指示和温度控制。1.7. 增强型空调系统区域温度控制差异： 计算机：增强型空调系统计算机为ACSC，一共两部，取代了传统型的ZC和PC计算机。ACSC计算机由两个独立的控制通道组成，互为备份，可以独立的执行计算机的控制功能。某一部通道失效，不会影响正常控制。 流量指令计算：ACSC计算流量指令。 A321的ECON电门 A318的HIGH FLOW电门 A319/320的流量选择旋钮 ACSC1得到电门/选择旋钮信号后通过数据交联的方式发送到ACSC2，两部ACSC同时

26、执行流量指令计算。（厂家） ACSC等于取代了传统型ZC的流量计算功能。 基础温度计算：ACSC计算温度指令。 ACSC1正常情况下为主计算机，计算PACK基础温度指令，通过数据交联的方式发送到ACSC2。（厂家） ACSC取代了传统型ZC的基础温度计算功能。 PACK控制：两部ACSC同时控制各自的PACK组件，完成流量和基础温度的控制。 ACSC还有PC的组件控制功能。 舱区温度调节： ACSC1负责驾驶舱温度调节和TAPRV控制。（厂家） ACSC2负责前/后客舱温度调节。 ACSC取代了传统型ZC的舱区温度控制功能。 交联： ACSC2负责CFDS接口和故障存储。（厂家） ACSC1负

27、责和APU接口，在APU引气流量不足时，会要求APU增加引气流量。（厂家） 如果发动机引气时，不能满足舱区温度的需求，那么相应的ACSC就会要求发动机提高慢车推力增加流量以满足空调工作。（厂家） ACSC故障逻辑： 单通道故障：备用通道接手，系统工作不受影响。（厂家） 双通道故障：相对应的FCV关闭，TAPRV关闭。另一部PACK最大流量控制。（厂家） 双ACSC故障，无空调，无增压。（厂家）关于基础温度指令计算，核心内容，培训教材内未介绍，根据学员情况而定（同A330）。 FCV流量控制活门：相比传统型FCV，增强型的FCV多了一套下游压力限制器。在正常流量控制失去的时候，下游流量限制器工作

28、，气动控制FCV。 增强型FCV具有整合的PIP和DPS传感器，也就是组件进口压力和压差传感器。用于实际流量的计算。 增强型FCV还具有一部下游压力限制器，用于在正常流量调节失去时，备份控制流量。 增强型FCV还有两套电磁阀，一套是ON/OFF一号电磁阀，另一套是MODE二号电磁阀。当： ON/OFF通电，MODE断电时，正常调节。 ON/OFF通电，MODE通电时，备份控制。 ON/OFF断电，FCV关闭。 防冰活门/组件出口压力传感器：增强型的防冰活门为电马达活门，和TAV活门一样，可以互换。组件出口压力传感器比较涡轮出口和客舱地板下压力，当出现压差时，ACSC会控制防冰活门开，进行热空气

29、防冰。还有一部分增强型空调系统做过相应的改型，防冰活门被取消。使用旁通活门作为防冰活门使用。 NOTE：安装防冰活门的国航飞机。适用号为：A319：008-010，110-111。 NOTE：无防冰活门的国航飞机。适用号为：A319：011-100，112-150，A320：206-250，251-300，A321：301-400。 CDS压气机出口温度传感器：增强型空调系统中压气机出口位置的传感器只有一个。传统型的CPNOH这种气动传感器被取消，压气机出口温度传感器和压气机出口超温传感器的作用被CDS代替。CDS主要功能为： 压气机出口温度指示：传感温度信号到ACSC，用于ECAM指示。（手

30、册无说明） 冲压空气折流门控制：在压气机出口温度位于180到215之间时，ACSC会调节冲压空气折流门的开度直到全开。（厂家） FCV流量控制：当压气机出口温度达到215时，ACSC会调节FCV开度减小直到最小流量，目的是降低压气机出口温度。（厂家） FCV关闭控制：在地面出现压气机出口温度达到260，ACSC会自动关闭FCV。（厂家） 基础温度控制（根据学员要求而定）：和传统型不同，传统型空调组件的基础温度是根据水分离器出口温度来进行控制的（厂家），而增强型的空调组件是根据最低管道温度（作为混合总管指令）和实际混合总管温度之差来进行调节。也就是说，混合总管的实际温度和计算出来的最低管道温度之差就是控制旁通活门和冲压空气折流门的信号。 PTS/PDS组件温度传感器/组件出口温度传感器：（厂家） 传统型的水分离器出口温度传感器与增强型的PTS都是安装在水分离器出口位置，但是增强型的PTS的作用却有很大变化。 当PTS70时：BPV旁通活门将关小。 当PTS88时：如果飞机在地面上，FCV将被ACSC关闭。 对于增强型PDS的差异是： 当PDS70时：BPV将被关小。 当PDS88时：如果飞机在地面上，FCV将被ACSC关闭。