上海工程技术大学毕业设计（论文） 波音767飞机HPSOV非计划拆换分析与处理摘 要本文基于可靠性维修理论针对波音767飞机引气系统中HPSOV(高压关断活门)非计划拆换进行分析和研究HPSOV非计划拆换的分析内容主要包括以下几个方面：首先运用AMM（飞机维护手册）手册对波音767飞机HPSOV的工作原理、工作特性、结构及安装进行分析研究然后运用可靠性理论分析波音767飞机HPSOV的非计划拆换原因通过分析得出引起HPSOV非计划拆换的原因主要是（1）机队中的某些飞机长期使用老型号的陈旧部件；（2）机务维修人员没有客观地按照《飞机维护手册》做出有效的排故措施；（3）飞机引气系统的日常维护工作不够充分根据得到的分析结果提出以下工程维护措施：（1）建议使用2002年12月以后生产的新型改进版本的HPSOV；（2）建议部件使用时间超过3433小时后，拆修或者更换HPSOV；（3）建议每个部件安装使用1000小时后，进行各主要部分管接头的密封检查，润滑HPSOV的活门体，清洁该活门的位置电门关键词：波音767，引气系统，HPSOV，非计划拆换Analysis and Disposal of Unplanned Replacement for Boeing 767’s HPSOVABSTRACTBased on reliability concept of maintenance, this thesis analyzes and studys the reason of unplanned replacement for HPSOV(High Pressure Shot Off Valve), which is a part of the Boeing 767’s air bleed system.The contents about HPSOV unplanned replacement analysis were: First, do the investigate on the work principle, job characteristic, the structure and installation of HPSOV on Boeing 767 according to the AMM(Aircraft Maintenance Manul). Next, through reliability concept to analyze the reason of HPSOV unplanned replacement of Boeing 767. Through the analysis, we can found that the reasons of HPSOV unplanned replacement. (1) Some planes in their team were using the old and demoded hardware. (2) The service man did not arrange the problem according to the AMM impersonality. (3)Daily maintenance for the air bleed system was not enough. According to the analysis results from above, some project maintenance methods can be got: (1)Advice using the new style HPSOV made in Dec.12, 2002. (2)Some parts after 3433 hours used should be replaced or repaired the HPSOV. (3)Every part after 1000 hours used must be checked on the airproof of the main duct connector. And lubricate HPSOV's valve body. And clean the position switches in this part.Key words: Boeing 767，air bleed system，HPSOV，unplanned replacement波音767飞机HPSOV非计划拆换分析与处理徐银生 02810160 引言 伴随着全球经济一体化的进程以及中国经济体制改革的进行，近年来民航业发展突飞猛进。
在航空运输企业间展开激烈的行业竞争的形势下，对飞机的安全性及在确保安全性之上的经济性提出了更高的要求提高飞机的可用率对航空运输企业的生存和发展便起着尤为显著的作用在飞机的日常运行过程中，任何机械故障及其处理措施都可能直接影响到航空器的飞行品质和操纵性能，即航空器的适航性而重复性故障又是各类故障中较为复杂的一种，无论何种原因造成的重复性故障，如不及时排除会给飞行安全带来隐患，严重时还会由于故障扩散引发系统其他连环故障，最终由于故障叠加导致整个系统失效[1]另外，重复性故障的反复出现则需要重复投入大量的人力资源、延误飞行以及延长飞机的停场时间，而且必然造成航材的大量不必要拆换[2]同时，因为这部分误拆的航材而额外增加的备件费用也扩大了航空公司资金占用成本的份额[3][4]波音767飞机引气系统中的某些故障正是此类故障之一据了解，波音公司从各航空公司收集的资料显示，航空运输协会（ATA）第36章定义的引气系统是影响波音747和767航班延误的重大原因之一2000-2001年期间，引气系统导致的航班延误占所有波音747-400和767航班延误原因的7%对于有较高的营运可靠性的航空公司来说，引气系统所造成的航班延误量是整个机队平均数的十分之一。
而营运可靠性较差的航空公司，航班延误量比整个机队平均数多3.9倍尽管导致如此大的可靠性差异的原因难以判断，但航空公司的正确维修是提高可靠性的关键[5]在上海航空公司的B767—300／300ER型飞机的日常飞行中，有一些比较频繁的故障在工作中，常因判断不准确，误换件很多，并使得故障拖的时间很长这对飞机的飞行安全与维护成本影响显著主要表现在引气系统中的HPSOV（高压关断活门）拆换频繁针对这一情况，需要对波音 767飞机HPSOV非计划拆换的原因进行分析首先就需要对波音 767飞机引气系统主要的结构特点做出有效地分析1 波音767飞机引气系统的分析1.1 波音767飞机引气系统的结构特点和工作原理发动机引气系统是保证飞机空调、增压大翼防冰液压等系统安全可靠工作的前提发动机引气系统主要用于向空调系统、增压系统、大翼及发动机整流罩热防冰、液压油箱及水箱提供经过调节的增压空气图1.1 引气系统部件位置图引擎引气组件辅助动力组件引气调节系统控制和监测系统地面引气接头辅助动力引气管道压力调节活门控制器压力调节关断活门风扇引气调和活门压力调节活门高压关断活门高压关断活门控制器如图1.1，波音767飞机引气系统主要由发动机引气组件、辅助动力组件、地面引气接头、控制和监测系统、引气调节系统以及一系列的引气管道组成。
图1.2 发动机引气部件组成图图1.2是飞机发动机引气部件组成图，如图发动机引气组件中包括了：高压关断活门、高压关断活门控制器、压力调节活门、压力调节活门控制器、压力调节关断活门、风扇引气调和活门这些组成部分波音767飞机引气系统工作时，引气可从发动机压气机第5级或第9级引出发动机第5级引气仅有一个直径为3.5英寸的引气口，位于发动机压气机第5级9点钟位置发动机第9级引气共有4个直径分别为1.5英寸的引气口，平均分布于发动机第9级压气机周围高压引气总管从10点钟位置通过底部，延伸到2点钟位置发动机在起飞、爬升及巡航功率下，5级引气可以满足供压因此，在正常情况下，引气系统由发动机压气机的第5级供气但是，在低发动机功率情况下发动机第5级的引气压力较低，不能满足用压系统的需要此时将打开高压级活门，使发动机第9级引气压力供往系统高压级活门由高压级控制器控制，它通过感受9级引气压力来控制高压级活门的打开当9级引气压力低于10PSI时，高压级控制器控制高压级活门打开、使发动机压气机的9级引气供往系统高压级活门在打开后，将调节其出口压力不超过33PSI[6]，最后供向各个用气管道1.2 HPSOV的构造和工作原理高压关断活门作动筒高压关断活门图1.3 高压关断活门位置图HPSOV正是发动机引气系统中的一个重要部件，如图1.3，它位于引擎中部的左侧位置。
如图1.4，HPSOV是一个5.5英寸的蝴蝶形阀门由一个大约一半面积的空气动力传动装置控制这个阀门的位置一个活塞式的动力传动装置通过链接和曲柄驱动这个蝴蝶形阀门这个阀门装有两个活塞式位置电门开、关位置电门都是用作于BITE（自检测试设备）指示高压关断活门高压关断活门作动筒高压关断活门位置电门图1.4 高压关断活门部件结构图另外，必要时可以使用扳手扳动这个阀门轴上的延伸部分来手动控制该阀门的位置阀门动力传动盒通过一个锁销固定，从而可以防止其移动如果阀门必须被锁在OPEN位置，这锁销可以从动力控制盒上移走这可以使阀门控制压力向周围扩散一个穿过阀门手动控制链接的销进入螺孔，使阀门保持锁在CLOSED位置如图1.5，这个阀门的壳体标注有OPEN，CLOSED字样当需要手动操控螺母手柄时，这将提供阀门位置的指示图1.6是高压关断活门机构原理图，HPSOV通过空气动力伺服机构得到压力来控制阀门的开或者关这个压力进入阀门动力传动装置，向弹簧和进气驱动的活塞施加一个反向力从HPC（高压级控制器）得到的足够伺服压力（最小值为10PSI）推动动力传动装置的活塞和联接的链接曲柄从而打开活门如果伺服机构压力消失，阀门将会被弹簧顶在全关位置[7][8][9]。
手动操作螺母目视位置指示装置接线板开、关位置电门图1.5 高压关断活门位置电门图通向周围空气动力伺服压力（从高压控制器来）阀门入口阀门出口高压引气孔位置电门预冷器图1.6 高压关断活门机构原理图虽然高压关断活门的机械结构相对不是十分复杂，但是它的工作环境却十分恶劣高压关断活门正常的工作温度在华氏390-440度左右，工作压力在35Psi左右长期处于这种工作环境中，会加剧对部件材料的磨损程度同时，增加了部件出现故障的可能性由于以上这样的构造特点和恶劣的工作条件，HPSOV的阀门体和位置电门就很容易出现故障一些航空公司已经遇到过HPSOV不能按指令关闭的错误指示,驾驶舱和引气控制测试组件或BITE的错误显示，这是由于HPSOV的位置电门的作动点发生了漂移作动臂压在柱塞腔体上因倾斜产生的碎片和柱塞的磨损，增加了内柱塞和电门壳体之间的摩擦力这种摩擦力导致电门在作动之前移动了较大的距离(过位移)另外，HPSOV作动筒弹簧的使用寿命为3000-21000小时，GE的CF6-80C2发动机的弹簧失效很普遍典型的失效形式是高周疲劳导致的弹簧断裂[5]1.3 HPSOV的拆卸和安装一、拆除高压关断活门A. 参考（1）飞机维护手册 24-22-00/201,电子动力控制器。
2）飞机维护手册 36-00-00/201,引气系统概述3）飞机维护手册 36-11-01/401,引气管道4）飞机维护手册 36-11-09/401,供气压力调节和关断活门5）飞机维护手册 36-23-00/501,供气自检系统6）飞机维护手册 71-00-00/201,电源排线（操作程序）7）飞机维护手册 78-31-00/201,引擎风扇反推器B. 途径（1）坐落区域413 No.1 电源装配423 No.2 电源装配C. 拆除高压关断活门的程序S. 864-035警告：在拆除一个引气系统部件之前先释放掉引气管道内的压力 高温，高压空气可能会伤害到人移除气源（飞机维护手册 36-00-00/21）S 864-004（2）如果电源向飞机供电，断开在头上方P11线路断路器面板上的这些线路断路器并且挂上DO-NOT-CLOSE的标签：(a)将拆除左侧高压关断活门：1）11S10, 左侧引擎引气监测开关2）11S11, 左侧引擎引气控制开关 (b)将拆除右侧高压关断活门：1）11S19, 右侧引擎引气监测开关2）11S20, 右侧引擎引气控制开关S 864-05(3) 如果电源向飞机供电，断开左侧P36多项配置面板上的线路断线器并且挂上DO-NOT-CLOSE标签。
a) 36K7, 供气自检系统S 864-006警告：进行反推操纵杆固定程序反推操纵杆的意外操作可能导致人员受伤和设备损伤4) 对反推操纵杆进行固定，并进行地面维护飞机维护手册 78-31-00/201)S 864-007警告：当你打开反推器时必须遵循飞机维护手册 78-31-00/201的指示如果你没有按照指示去执行，可能造成人员受伤和设备损坏5) 打开左侧可用反推器(飞机维护手册 78-31-00/201)S 034-008(6) 从高压关断活门上断开跨接线，并将其取下S 034-009(7) 从高压关断活门的电子端子板上断开电子线路a)在电线上挂上标签以便安装S 024-047(8) 随飞机高压关断活门的设备编号: 36-53; 随飞机高压关断活门的设备部件号：S210T120-141(PRR B12745); 断开联接高压关断活门的动力传动装置和高压关断活门的热保护层的电线：(a) 从位于高压关断活门动力传动装置上的支撑固定销上面拆下垫片，用扳手拧下螺母断开固定销和电线1)重新安装上垫圈，用扳手拧紧螺母使三个垫圈和支撑固定销紧紧贴牢b)从高压关断活门动力传动装置上松开并拆下支撑固定销。
保存好零件以便随后的安装工作c)剪断保险钢丝，拆下垫圈和螺丝钉从高压关断活门热保护层上断开固定销和电线d)将垫圈和螺丝钉重新装到高压关断活门热保护层上S 034-010(9) 从位于高压关断活门动力传动装置上的弯头上，断下压力控制电缆10)从高压关断活门上拆下耦合联接器从引擎上拆下高压关断活门a)如果你因为高压关断活门太密封，将很难将其拆下来可以松动高压关断活门两端的管道部分之一飞机维护手册 36-11-01/401)S 024-012(11)从管道的法兰盘上拆下密封圈S 954-013(12)遮盖管道的开口处，以免有不期望的材料进入管道TASK 36-11-07-424-014二、高压关断活门的安装A. 参考 (1) 飞机维护手册 20-10-21/601, 电焊 (2) 飞机维护手册 24-22-00/201, 电源控制 (3) 飞机维护手册 36-00-00/201, 引气系统概述 (4) 飞机维护手册 36-11-01/402, 引气管道 (5) 飞机维护手册 36-11-09/201, 空气供给压力调节器和关断活门 (6) 飞机维护手册 36-23-00/501, 空气供给自检系统。
(7) 飞机维护手册 71-00-00/201, 电源装配（操作程序） (8) 飞机维护手册 78-31-00/201, 引擎风扇反推器9) SWPM 20-20-00, 电焊和接地 B. 途径(1)坐落区域413 No.1 电源装配423 No.2 电源装配C. 安装一个高压关断活门的程序S 014-015(1) 移去管道的遮盖物S 214-016（2）检查阀门是否损坏S 214-017警告：活门密封圈很容易被损坏安装了损坏的密封圈将会导致严重的泄漏3) 检查所有的密封圈密封圈必须没有裂缝、凹痕或者其他损伤a)更换被损坏的密封圈S 434-018(4) 将密封圈放入高压关断活门的法兰盘S 434-033警告：确保安装耦合联接锁时根据插图401指示的进行耦合联接部分可能松动并损坏其他装备 (5) 将高压关断活门放置在高压管路和HP/IP进气管之间 (a) 安装耦合联接锁但是不要拧紧b)如果因为高压关断活门太紧不能轻松的安装高压关断活门，需要松开高压关断活门两端管道部分之一飞机维护手册 36-11-01/401)S 434-020(6) 调节阀门在管道中的位置，使其能够与压力控制电缆校准。
注意：在拧紧耦合连接锁扣之前，确认管道和高压关断活门已经正确的校准当拧紧耦合连接锁扣时，管道和高压关断活门的法兰盘不会自动校准在拧紧耦合连接锁扣之后检验连接情况S 434-036管道法兰（出口）高压关断活门耦合器E-密封圈图1.7 管接头安装图警告：拧紧耦合连接锁扣时，施加的力不要超过规定限制如果施加的扭力过大，阀门流体将会扭曲（形成椭圆形）并且会导致阀门在操作时被卡住7) 将耦合连接锁扣拧紧到120磅-英寸S 644-034(8) 润滑所有探测管路的接合处S 434-022(9) 用新的密封材料将联轴节和管头安装到高压关断活门动力传动装置上 (a) 拧紧联轴节和管头S 434-023耦合器锁紧装置耦合紧固螺栓耦合法兰锁紧螺母(10) 将压力控制管路连接到管头上图1.8 耦合器安装图S 424-024(11) 使用螺栓、垫圈和螺母在高压关断活门上安装跨接线 (a) 确认跨接线接地薄片的位置，这将不会与位置探测杠杆运动范围产生相互干扰 (b) 安装并拧紧至15-20磅-英寸13) 随飞机高压关断活门的设备编号: 36-53; 随飞机高压关断活门的设备部件号：S210T120-141(PRR B12745);将电线连接到高压关断活门热保护层和高压关断活门动力传动装置上。
a) 拆除并报废在卡箍下面和电线周围废旧的带子，使用2-4层新的带子更换 P-421 (或者P-440)b) 使用垫圈和螺栓将卡箍安装到高压关断活门热保护层上1) 使用25-30磅-英寸（2.8-3.4牛顿-米）的扭力拧紧螺栓然后在螺栓上安装新的保险钢丝c) 在高压关断活门动力传动装置周围安装支撑卡箍，并且调整卡箍使其允许卡箍接头插入1) 使用三个垫圈、垫片和螺母将卡箍连接到支撑卡箍上2) 使用30-40磅-英寸（3.4-4.5牛顿-米）的扭力拧紧支撑卡箍支撑卡箍螺母P-卡箍垫圈图1.9 支撑卡箍安装图间隔衬套S 424-043(14) 如果有必要拧紧任何松动的过道部分飞机维护手册36-11-01/401)S 864-026(15) 移除DO-NOT-CLOSE标签并且闭合在P11面板上的这些断路器： (a) 安装左侧高压关断活门 1)11S10,左侧引擎引气监测开关2)11S11,左侧引擎引气控制开关 (b) 安装右侧高压关断活门 1)11S19,右侧引擎引气监测开关2)11S20,右侧引擎引气控制开关S 864-027(16) 移除DO-NOT-CLOSE标签并且闭合在P36面板上的这个断路器： (a) 36K7, 空气供给自检系统。
D. 高压关断活门安装测试S 714-028(1) 进行高压关断活门安装测试a) 电源供电（飞机维护手册 24-22-00/201）b) 测试阀门法兰盘泄漏情况（运行方式）注意：使用这个方法检测阀门上游和下游法兰盘1)将P5供气控制面板上引擎开关（左/右）推到ON位置2) 用泄漏探测器检测阀门的法兰盘3) 打开反推器，干启动引擎飞机维护手册 71-00-00/201)4) 检查阀门的法兰盘的泄漏情况a) 缓慢移动的气泡是允许的b) 通过连接和卡箍的校准修理快速移动的气泡和严重泄漏 5) 停止引擎 (飞机维护手册 71-00-00/201). (c) 进行阀门法兰盘的泄漏检测（可选择方式） 注意：这个检测只对于阀门下游的法兰盘进行1) 将飞行员头上方P5面板上左或者右侧引擎防冰开关推到关闭位置，并且确认开启指示灯已经熄灭2) 检测右侧高压关断活门，将P5面板上的左侧和右侧隔离活门开关推至开启位置确认白色指示灯亮起3) 进行阀门位置检测，确认高压关断活门在全开位置4) 对上游压力调节关断活门管路增压飞机维护手册36-11-09/201)5) 检测阀门下游法兰盘的泄漏情况。
a) 对阀门下游法兰盘进行泄漏探测b) 缓慢运动的气泡是允许的c) 通过连接和卡箍的校准修理快速移动的气泡和严重泄漏6) 撤除压力调节关断活门上游的增压飞机维护手册36-11-09/201)(d) 进行供气系统自检测试(飞机维护手册 36-23-00/501) 注意：系统自检检测证明高压关断活门的电子操作e) 按下和松开在自检系统模块上复位按键S 864-029(2) 将飞机恢复到正常状态 警告：当关闭反推器时,应该遵循飞机维护手册 78-31-00/201的指示如果不按照指示去执行，可能会导致人员损伤和设备损坏a) 关闭右侧反推器(飞机维护手册 78-31-00/201)S864-030 (3) 将反推器投入使用状态(飞机维护手册 78-31-00/201) (a) 如果不需要的话，撤除电源2 运用可靠性理论分析HPSOV故障2.1 HPSOV故障信息的数理分析由于HPSOV故障发生比较频繁，在短时间内故障会重复地出现，所以可以认为这是一种重复性故障重复性故障：顾名思义，即飞机的某一系统或某一部件同一故障现象反复出现它的存在，将使飞机某系统或部件较长时间处于不正常工作状态，给飞行安全构成威胁。
不仅如此，在反复排故过程中由于频繁更换零部件，而又无法准确判断其故障所在时，极易把可用件作为故障件处理，造成航材巨大浪费，使公司效益受到影响通过对重复性故障跟踪、判定，发现造成此故障的原因很多，因此只有运用可靠性理论才能有效地分析HPSOV的确切故障原因可靠性理论[10][12]是以失效现象为研究对象，涉及工程设计、失效机理的物理和化学分析、失效数据的收集和处理、可靠性的评定以及使用、维修和管理等范围，对系统或单元可靠性作定量研究的适用概率论和数理统计航空公司追求的主要目标是实现理论最大化，要实现这一目标就要保证公司的每架飞机都做到安全、可靠、可信，使每架飞机由于检修、等料等停工原因导致Downtime时间减至最小现代航空维修活动是在理论指导之下进行的，现代维修理论的实施是在维修工作中追求更高的安全指标、满意的可靠性水平和良好的经济效益因此，运用可靠性理论的意义尤为凸显 随着科学技术的进步，尤其是飞机设计技术的改进，减轻了机件故障所带来的后果，使故障与安全性尽可能地分离人们在长期的维修活动中积累了丰富的统计资料，对机件的磨损、故障的发生规律有了更深刻的认识在这种情况下，“可靠性”的维修理论应运而生，国际上普遍采用了“用可靠性方法控制的维修” [13]。
以可靠性为中心的维修(Reliability Centered Maintenance,简称RCM)，是目前国际上流行的、用以确定设备预防性维修工作、优化维修制度的一种系统工作方法，也是发达国家军队和工业部门制定军用装备和设备预防性维修大纲的首选方法其基本思路是：对系统进行功能与故障分析，明确系统内各故障的后果；用规范化的逻辑决断方法，确定出各故障后果的预防性对策；通过现场故障数据的统计、专家评估、定量化建模等手段在保证安全性和完好性的前提下，以维修停机损失最小为目标优化系统的维修策略[14]所以，下面将采用可靠性理论为基础对HPSOV非计划拆换进行深入分析和研究通过向上海航空公司质量管理处收集波音767飞机第36章引气系统相关故障数据，并经过综合筛选得到以下数据：表2.1 波音767飞机HPSOV故障数据非例行单号飞机号机型发生日期位置E/E信息310225B-2567B767-3002001-2-12567R ENG HPSOV310305B-2567B767-3002001-2-112567L ENG HPSOV310343B-2567B767-3002001-2-152567R ENG HPSOV310391B-2567B767-3002001-2-212567R ENG HPSOV310425B-2567B767-3002001-2-262567R ENG HPSOV………………………………313946B-2563B767-3002002-2-202563L ENG HPSOV316466B-2498B767-3002002-8-252498R ENG HPSOV316501B-2498B767-3002002-8-272498R ENG HPSOV318260B-2498B767-3002002-10-202498L ENG HPSOV318487B-2563B767-3002002-10-242563L ENG HPSOV318801B-2563B767-3002002-11-22563L ENG HPSOV336767B-2570B767-3002004-1-192570L ENG HPSOV229088B-2570B767-3002006-1-32570-400-410229352B-5018B767-300ER2006-1-45018-400-420229732B-2567B767-3002006-1-72567-400-420229789B-5018B767-300ER2006-1-85018-200-210通过对表2.1 波音767飞机HPSOV故障数据的初步归纳可以发现，目前上海航空公司波音767机队中拥有4架波音767-300型及1架767-300ER型飞机。
其编号分别为：B-2498、B-2563、B-2567、B-2570、B-5018通过对各飞机所安装的部件查看，发现以上5架飞机采用的HPSOV型号分别为：P802170-01, P802170-03, P802170-04, P802170-10其中:1） P802170-01的部件数量为1个（序号：930930）；2） P802170-03的部件数量为4个（序号：930847, 930848, 940421, 940414）；3） P802170-04的部件数量为3个（序号：9710029, 9710046, 9712167）；4) P802170-10的部件数量为8个（序号：9906153, 9907136, 200105133, 200104196, 200104193, 9807042, 9807040, 2004110739）；针对以上数据的特点，将数据按照飞机编号和部件型号进一步细分统计，得到以下统计结果表2.2 波音767飞机HPSOV故障统计和分析表B-2498B-2563B-2567B-2570B-5018机队故障数(次/月)机队飞行小时(小时)故障率（‰/月）三个月平均值(‰)年平均值(‰)Jan-0107520.00 Feb-0162861013.11 Mar-0106120.004.37Apr-0106750.004.37May-012357047.102.37Nov-0108160.000.00Dec-01118841.130.381.91…………………………………………………………Jul-056511108010.196.02Aug-05731020108018.5210.47Sep-051181011888.4212.37Oct-0543712565.5710.84Nov-05011430.004.66Dec-05011000.001.864.52Jan-0623512384.041.35根据表2.2数据的统计结果，针对上海航空公司波音767机队有关于HPSOV故障信息进行分析后得到以下结果:1) 2001.1-2006.1期间，HPSOV故障信息总共出现138次。
经维修部门确认的故障次数为77次2) 实际需要更换的部件数量为32个，占排故总数的42%3) 通过对部件的清洁和润滑来排除故障的次数为25次，占排故总数的32%4) 紧固松动部件的次数为4次，占排故总数的5%5) 需要继续观察的故障数为16次，占排故总数的21%根据数据分析的结果，得到图2.1,初步可以确定引起HPSOV故障主要的原因是：部件自身故障、部件缺少润滑和清洁和部件松动三方面图2.1 故障排除措施分析图另外，对机队中故障发生的时间分布进行研究，发现每架飞机HPSOV出现故障的时间周期比较固定且有规律图2.2 故障分析的时间分布图如图2.2可以看出，上海航空公司机队中各架波音767飞机HPSOV发生故障的周期其中：B-2498周期在10至12个月左右；B-2563周期在9至11个月左右；B-2567周期在20至22个月左右；B-2570周期在12至18个月左右；B-5018周期在10至12个月左右通过对比显示，B-2567的故障间隔时间最长,这是值得研究的一个方面同时，整个机队的故障间隔时间开始呈现出逐步缩短的趋势同时，绘制波音767机队HPSOV故障警告状态表[15]，其中： ………………………………………………（2.1） — 警戒线； — 乘数（在2和3之间）； — 每月故障率； — 月数；图2.3 波音767机队HPSOV故障警告状态图从图2.3中可以发现整个机队中每月出现相关故障的数量也正在逐月增加，并且已经达到值得重视的水平。
所以，根据这一情况，下面将针对于有关故障从故障排除的角度进行分析，进一步研究引起故障的主要原因2.2 HPSOV非计划拆换原因的分析对故障原因的分析其实就是研究排故措施的一种方法其本质就是根据现有的《故障隔离手册》中的排故程序结合实际排故过程中的某些经验，从而归纳并总结出一套更加完备且高效的排故方法之后再将这个研究结论与实际的排故流程相结合，最终使机务部门的维修质量得到提高那么在对维修部门的排故方法进行分析之前，首先就要对正常的故障排除的方法仔细学习和分析所以，下面先对于波音767飞机《故障隔离手册》中有关HPSOV故障排除程序展开研究在《故障隔离手册》中,相关故障信息有以下几条:1) L (R) ENG DUCT PRESSURE LOW AT LOW THRUST (GROUND OPERATION OR DESCENT). PRESSURE NORMAL AT CRUISE THRUST AND ABOVE.在诸如地面或者下降过程这种低推力状态时，左或右侧引擎管道压力低在巡航时，压力正常2) EICAS MESSAGE "L (R) ENG HPSOV" DISPLAYED.系统信息显示左侧或右侧引擎高压关断活门故障。
LEFT(RIGHT) ENGINE "BLEED" LIGHT ILLUMINATED.左侧或者右侧引擎引气灯亮起3) L (R) ENG BLEED AIR VLV "OFF" LGT ILLUM WITH SW ON, ENG AT LOW POWER. "OFF" LGT EXTINGUISHED ABOVE 41 PERCENT N1.引擎在低功率工作时，左侧或者右侧引气活门“OFF”警告指示灯闪亮N1转速在41%以上时，灭火“OFF”警告指示灯闪亮4) L (R) HPSOV AND HPC PROBLEMS.左侧或者右侧引擎及高压级控制器故障虽然只有4条相关的信息，但是引起这些故障的可能原因除了高压关断活门的因素以外还有很多因此，要仔细地分析故障现象且准确地找到引起故障的确切原因就变的十分困难了那么，如何有效地排除故障，正确的方法就是根据《故障隔离手册》的步骤去分析和排除故障通过对HPSOV的故障信息再一次分析，发现记录的故障信息只有唯一一种“L(R) ENG HPSOV”从中可以发现，对于HPSOV的故障信息记录十分简单，使维修部门及工程人员很难有效且准确地发现故障的根源。
显然，根据以上的分析可见，过于简单的故障信息记录是引起HPSOV非计划拆换数量过高的主要原因之一从维修部门排故的角度上分析，发现每次某架飞机出现HPSOV故障之后，经过工程人员维修后故障总是要持续一段时间或者间歇性出现故障例如：2001年2月，B-2567出现6次故障；2002年11月，B-2498出现7次故障；2004年1月，B-2570出现7次故障；2004年11月，B-2567出现6次故障；2005年5月，B-2563出现6次故障；2005年7月，B-2570出现6次故障，B-5018出现5次故障；2005年8月，B-2498出现7次故障，B-5018出现10次故障；2005年9月，B-2567出现8次故障针对这一现象，进一步对排故的方法作出解读发现每次排故时总是绕了许多弯路后才找到真正的问题由此可见，错误的排故导致大量人力的浪费以及误换件的增加，这些也是导致HPSOV非计划拆换数量过高的主要原因的一部分同样，对HPSOV拆换记录进行分析发现有一些已经使用了很长时间的部件仍然还在使用当中，这些部件拆换时间已经降到了很低的水平例如：设备号为5368的部件，其使用时间从2177降低为189小时，其平均拆换时间也只有950.83小时，这远低于国际机队的平均水平。
因此，从中不难发现，由于长时间继续使用老的部件而引起频繁的更换的次数，导致频繁的拆换和维修大量资金的投入这不但增加了系统的故障率，降低了系统的稳定性，而且也增加了航空公司维修经费和工程人员的劳动费用这些直接影响到了航空公司的经济利益，降低了航空公司的竞争力影响航空公司运营成本的因素众多，其中航材费用中公司运营和成本较大，约占15%，因而建立经济效益型的航材管理方式以降低维修成本势在必行所以，完善的航材管理制度也是影响HPSOV非计划性拆换的又一重要因素根据以上对于HPSOV故障的分析，引起部件故障的原因总体可以归纳为以下几点：1) 过于简单的故障信息记录； 2) 错误的排故程序；3) 不够完善的航材管理制度这些重要的因素都是需要深入研究的问题3 HPSOV非计划拆换的处理 根据前面对引起HPSOV非计划拆换原因的分析结果，将从以下几个方面针对性地给出可行的解决方案3.1 采用新型改进版本的HPSOV从航材管理方面来看，每个航空公司都拥有自己的航材管理部门航材管理部门的工作主要是按需要订购航材备件、将到达使用寿命的旧部件予以报废、将发生问题的故障件送至维修工厂检修等一系列的工作这些工作虽然工作量不是很大，但是其对航空公司旗下机队的正常使用却起到了举足轻重的作用。
航材管理的质量直接影响到了航空公司的经济效益和机队的飞行安全所以，针对这一方面就应该对航空公司耗损部件的使用状况进行仔细分析，根据实际需要逐步更换陈旧的和高故障率的问题部件，从而提高机队的飞行可靠性，使航空公司能够在保证机队飞行安全的前提条件下实现经济利益最大化的目标通过对波音767机队上所有HPSOV的资料进行分析，可以发现目前使用的该部件新旧混杂，而且还有许多比较老的版本的部件仍然在各架飞机上使用着例如：序号为930930的P802170-01型的HPSOV，从其序号上就很容易看出此款早期部件的出厂时间为1993年9月，至今已经使用了至少12年，这是一件使用时间已经很长的老部件了通过以前所学的可靠性常识很容易了解到，陈旧的老部件的使用稳定性、可靠性、故障率都是差强人意的同时，对于航空公司来说，由于这些老的部件发生故障而导致航班误点或者延迟同样也影响到了航空公司的服务品质所以，应当引进新型的部件去替换那些比较陈旧的部件通过这个方法可以很简单地提高部件的可靠性，也进一步使引气系统的稳定性得到提高据了解，引气系统的供应商美国汉胜公司通过采用新型材料、新型喷涂工艺、柱塞的新型设计和柱塞孔的新型涂层改进了磨损性能，并降低了HPSOV和PRV(压力调节活门)位置电门的振动效应。
2001年月７月，所有装GE(通用电气)公司或普惠公司的发动机的波音767和747—400飞机都使用了新型的电门 另外，汉胜公司还改进了HPSOV/PRV的作动简弹簧汉胜公司设计了带导向器的双弹簧构型(图3.1)来解决这个问题采用新型弹簧要对作动筒的壳体进行少量加工，在壳体内孔的螺纹处开一个0.025X0.7英寸的机加工切槽改进后的壳体既能使用单弹簧也能使用新型的带导向器的双弹簧汉胜公司已经于2002年第4季度供应这种新型弹簧[5]图3.1 新型作动筒改进图从部件生产厂商提供的数据很容易发现，新型号部件的可靠性已经得到了明显的提高航空公司如果采用新型号的部件将会使飞机引气系统的可靠性得到提升所以这是一个非常简单且可行的方法，通过这个方法能够降低波音767机队HPSOV的非计划拆换数量当然，从另一个角度来看，如果要在很短的时间内让航空公司一下子将旧型号的HPSOV全部地更换成新型号的部件显然是不可行的因为，这不但占用了航空公司一大部分的资金，影响到了航空公司其他部门的发展速度同时，由于机队飞机数量比较庞大，这使更换工作量相对比较巨大，而由此产生的工资费用也是影响到航空公司经济利益的一个方面。
另外，一味地将旧部件全部换掉也是一种浪费，因为在这些旧部件中仍然还有许多工作情况比较稳定的一部分所以，在更换的方法和进度上需要进行一系列的分析和研究运用可靠性理论对部件的拆换规律进行研究便是一个十分有效的方法3.2 制定合适的HPSOV拆换时间从研究部件拆换规律的角度来看，飞机零部件的拆装和更换主要是根据部件的使用状况来决定当部件的实际使用性能发生了明显的降低并且对整个系统工作的稳定性和安全性造成影响时，系统中的故障部件就需要拆卸下来再更换上新的部件或者是维修好的部件而其中这个拆换的过程与部件的使用时间又是具有一定的规律，这就是接下来需要研究的飞机零部件的拆换规律与可靠性规律是具有联系的航空零部件故障后必须要拆下来并换上功能正常的零部件，这就决定了航空零部件故障数据的母体是航空零部件拆换数据的母体的子集同时，航空零部件拆换数据还应包括排故工作中的误换件以及更换其它零部件时由于工作流程等原因对零部件的拆换和串件、改装、定检时对零部件的拆换对于一次试验同时得到的故障数据样本和拆换数据样本存在下面的关系：1) 故障数据的样本的子集2) 故障数据的样本容量小于或者等于拆换数据的样本容量3) 当故障数据的样本容量等于拆换数据的样本容量时，故障数据样本和拆换数据样本完全相同，这时没有误换件。
4) 故障数据的样本最大值等于拆换数据的样本最大值同时，航空零件拆换间隔时间的分布与可靠性分布又存在区别虽然航空零部件故障数据的母体是航空零部件拆换数据母体的子集，但是它们却不一定满足同一个模型故障数据分布完全取决于产品性能和使用环境有关，是客观的而拆换数据分布不仅与产品性能和使用环境有关，还与维修管理方法和维修管理人员管理能力、维修工作流程、机务人员牌故技能和工作态度、精神状态等因素有关即使是同一型号飞机在统一条航线上每天飞行相同数量的航班，它们的装机零部件的拆换规律也可能差别很大同时，寿命数据与拆换数据即使满足同一分布，它们的分布参数也不可能相同，因为寿命数据的数学期望一定大于拆换数据的数学期望[16]根据以上特点，在分析HPSOV拆换规律的过程中应当选择合适的数学模型并正确地进行数据计算因为，HPSOV是机械部件，机械产品的可靠性与电子产品的可靠性相比，机械产品的失效主要是耗损型失效而耗损型失效的失效率随时间增长，所以机械产品的实效率随时间的变化一般不是恒定值，符合这一特性的分布有：正态分布、威布尔分布、对数正态分布和极值分布[17]从航空公司得到的数据中整理出以下51个拆换数据样本：0,7,9,117,189,240,363,363,388,448,482,488,541,565,565,565,42,810,971,1025,1025,1043,1401,1448,1849,1944,2044,2177,2270,2389,2868,2935,3026,3433,3560,3583,3628,3628,3774,4006,4412,5028,5342,5944,6609,7163,7688,9836,24134,26705。
首先，使用计算机数理统计软件MINITAB 14做出以上数据样本散点图，得到下面可靠度与使用时间的关系图从图3.2上可以发现HPSOV的拆换时间是符合可靠性规律的图3.2 可靠度与使用时间关系图根据以上分布特点，采用威布尔模型进行分析[18]威布尔分布的累积分布函数： …………………………………………………………(3.1) -- 形状参数； -- 位置参数； -- 尺度参数；简单变换式（3.1）,且令为总坐标，为横坐标时，式（3.1）为的直线方程，为斜率，为截距，通过数据处理可得到以下线性拟合图从图3.3中可以看到，与之间存在着良好的线性关系，其中：=0.6594=-5.232R=0.936所以，HPSOV的拆换数据样本符合威布尔分布模型图3.3 线性拟合图将=0.6594，R(1849)=0.5098代入式（3.1）,得到： (>0) ……………………………………………………(3.2)形状参数 尺度参数 形状参数 可以表征分布模型的失效率的变化规律，<1说明失效率随时间没有显著增加，不属于耗损失效型，零部件在投入使用早期失效较少，而工作寿命达到一定程度后失效会有一定的增加所以，对于HPSOV此类故障规律的部件应该定时拆修或者更换，以预防功能故障或者多重故障[19]。
越大，失效率随时间增加越快，如图部件使用时间达到2000小时以后可靠度发生明显下降根据这一情况，下面做HPSOV拆换时间的概率分布图图3.4 HPSOV拆换时间的概率分布图如图3.4，当部件使用时间到2500小时之后，部件的失效概率已经达到了60%当部件使用时间达到5000小时，部件的失效概率已经超过80%根据以上分析可知：1）这种部件在某段时间之前发生故障的可能性比较小，到一定时间后发生故障的概率明显增加，比较适合进行定时维修2）在1000小时以前发生故障的概率很小，但存在着数量比较大的非故障的拆换数据，从拆换数据分析可以得到这一点，在排故时，如果HPSOV使用时间小于1000小时，则优先考虑该部件以外的部件发生故障，先对其他部件进行隔离，从而减少非计划拆换数量3）部件使用时间超过3433小时后，部件的故障概率达到了65.5%，建议使用时间超过此时间后对部件进行拆修或者更换，从而以预防功能故障或者多重故障3.3 优化HPSOV故障隔离程序从故障排除的层面来分析，当飞机飞行过程中或者在地面停放时，飞机的状态监控系统会自动检测飞机的故障飞机正常飞行时，CDU(控制显示组件)就会将各部件的工作状态参数显示出来。
如果某些部件发生异常的时候，那么CDU就会发出提示，甚至发出警告和灯光提醒与此同时，系统就会将故障记录自动记录下来当飞机着陆之后，飞机维修人员就需要针对性地根据故障信息进行故障排除而故障排除的主要任务就是针对故障的分析，只有准确地查找出故障位置才能有效排除故障所以首先就要对飞机进行故障分析故障的分析和排除需要借助于FIM（《故障隔离手册》）如图3.5，这是波音767飞机《故障隔离手册》中一张故障隔离程序的故障树从图中能够很清晰地看出需要通过每一项检测结果才能逐步的确定故障的确切位置这些检测步骤少则二三级故障树，多则五六级故障树，对于机务人员来说，这使快速准确的查找出故障位置成为非常困难的任务或者虽然工作难度不大，但是其中的工作量却是巨大的这不但增加了维修人员的负担，同时也影响到了飞机的正常飞行任务像HPSOV这类经常重复出现的故障，许多航空公司会根据以往的维修经验经常绕过《故障隔离手册》中的某些环节直接对一些故障率高的部件进行检。