某型APU排氣超溫故障分析及排除

張坤蓮

（中航飛機(jī)西安飛機(jī)分公司，陜西西安　710000）

某型APU排氣超溫故障分析及排除

張坤蓮

（中航飛機(jī)西安飛機(jī)分公司，陜西西安710000）

APU作為飛機(jī)的輔助動(dòng)力裝置，是單軸燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。主要功能是為飛機(jī)電網(wǎng)供電、向空調(diào)系統(tǒng)提供壓縮空氣等。當(dāng)APU啟動(dòng)后，可以在電源參數(shù)顯示器上顯示渦輪后排氣溫度，溫度異常時(shí)將直接影響APU的正常啟動(dòng)，及啟動(dòng)后的正常工作。本文簡(jiǎn)要介紹了APU起動(dòng)系統(tǒng)的原理，系統(tǒng)的分析了造成此故障的幾種可能性，從最簡(jiǎn)單的情況入手，逐步排除APU排氣超溫故障，并總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

APU排氣溫度燃油調(diào)節(jié)

1　故障情況

某型APU進(jìn)行蓄電瓶電源起動(dòng)時(shí)，觀察到電源參數(shù)顯示器上渦輪后排氣溫度（APU排氣溫度）值劇增到710℃，立即停止起動(dòng)APU。

2　APU起動(dòng)工作原理簡(jiǎn)述

APU是作為飛機(jī)的輔助動(dòng)力裝置，是單軸燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。主要功能是為飛機(jī)電網(wǎng)供電、向空調(diào)系統(tǒng)提供壓縮空氣等。當(dāng)APU起動(dòng)時(shí)由起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，并向燃燒室內(nèi)供油，使其形成油氣混合氣，這時(shí)點(diǎn)火設(shè)備工作，點(diǎn)燃混合氣，油氣混合氣在燃燒室內(nèi)燃燒，使渦輪發(fā)出功率與起動(dòng)機(jī)一起帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)加速轉(zhuǎn)動(dòng)，直到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到獨(dú)立工作轉(zhuǎn)速。起動(dòng)時(shí)，通過參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)調(diào)整泵調(diào)節(jié)器的供油量，防止起動(dòng)時(shí)渦輪后燃?xì)鉁囟瘸^規(guī)定值，確保發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)成功。

3　故障分析及排除

APU在起動(dòng)過程中APU排氣溫度允許急增至不大于680℃，而該APU起動(dòng)排氣溫度達(dá)到了710℃，明顯超出了所規(guī)定的數(shù)值。故障出現(xiàn)后，根據(jù)此APU起動(dòng)工作原理及故障現(xiàn)象，以下幾點(diǎn)可能導(dǎo)致該故障。

3.1蓄電池故障

此APU起動(dòng)狀態(tài)有兩種：地面電源起動(dòng)和蓄電池起動(dòng)。由于此架機(jī)的APU在用地面電源起動(dòng)時(shí)一切正常，此故障只在蓄電池起動(dòng)時(shí)存在。當(dāng)蓄電池電壓過低或容量不夠而出現(xiàn)虛電壓時(shí)，起動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速將會(huì)受到影響，而起動(dòng)程序機(jī)構(gòu)還是按照起動(dòng)時(shí)間噴油、點(diǎn)火，這樣會(huì)造成起動(dòng)機(jī)渦輪尚未達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)速而造成APU排氣超溫。

經(jīng)過以上分析，更換機(jī)上蓄電池，進(jìn)行APU地面試車檢查，故障依然存在，因此排除了蓄電池故障的可能性。

3.2熱電偶故障

APU排氣溫度是通過熱電偶的熱電勢(shì)隨溫度的變化而變化的原理來測(cè)量溫度的。溫度升高，熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)升高；反之降低。當(dāng)排氣溫度發(fā)生變化時(shí)，熱電偶的熱電勢(shì)隨之發(fā)生變化，電源參數(shù)采集器采集熱電勢(shì)的變化后進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的溫度值送電源參數(shù)顯示器及發(fā)參進(jìn)行顯示。分別對(duì)兩路熱電偶的接線和外觀進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)異常，排除了熱電偶故障的可能性。

3.3起動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩較小或發(fā)動(dòng)機(jī)靜阻力矩較大

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子是由電力起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的。因發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子慣性很大，為了不使起動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的附件損壞，起動(dòng)電機(jī)采用逐步加大電機(jī)的輸出功率。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過程是分級(jí)進(jìn)行的，也就是分級(jí)起動(dòng)。在起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)提高輸出力矩的具體方法有以下幾種：

（1）降壓起動(dòng)。在電樞電路中串聯(lián)一個(gè)起動(dòng)電阻，它將起動(dòng)電源電壓降壓后加到電機(jī)上，做為第一級(jí)起動(dòng)。（2）短接起動(dòng)電阻起動(dòng)。在第一級(jí)起動(dòng)之后短接起動(dòng)電阻，提高加在起動(dòng)機(jī)上的起動(dòng)電壓，增加起動(dòng)電流。也叫兩組電源并聯(lián)起動(dòng)。（3）兩組電源串聯(lián)起動(dòng)。兩組電源串聯(lián)后加到電機(jī)上，提高起動(dòng)電壓。（4）減小磁通增大電動(dòng)機(jī)的力矩。在分級(jí)起動(dòng)的每一級(jí)起動(dòng)中，起動(dòng)電流、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、起動(dòng)時(shí)間都是相對(duì)應(yīng)的。通過對(duì)比故障件與正常情況下的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在空氣流量一定、起動(dòng)時(shí)間一定情況下，轉(zhuǎn)速上不去，APU內(nèi)高溫氣體排不出去，造成排氣溫度過高。

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上不去的原因就是發(fā)動(dòng)機(jī)供油量過小，因此決定增加發(fā)動(dòng)機(jī)供油量。對(duì)供油量進(jìn)行調(diào)整后，進(jìn)行地面APU蓄電池起動(dòng)檢查，APU起動(dòng)正常，各項(xiàng)參數(shù)符合要求，故障排除。

4　結(jié)語

通過排除此故障，使我們對(duì)此型APU電氣控制部分及燃油起動(dòng)系統(tǒng)的工作原理有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和提高。同時(shí)也使我們認(rèn)識(shí)到：在排除故障過程當(dāng)中，不能只考慮到某個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)，也應(yīng)考慮與其交聯(lián)的其它系統(tǒng)，對(duì)故障的分析應(yīng)全面考慮，敢于大膽猜測(cè)、合理想象。

［1］張曉剛.排氣超溫故障分析［J］.民營(yíng)科技，2010（8）：26.

［2］秦海勤，徐可君.某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作超溫故障研究與分析［J］.燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，2015（3）：44-48.

張坤蓮（1982—），女，陜西西安人，本科，工藝員，研究方向：工程技術(shù)。