飛機(jī) APU常見故障的分析

周俊華

摘要：波音737飛機(jī)使用的是ALLIEDSIGNAL公司生產(chǎn)的GTCP85129H型APU。APU的功用是地面或空中給飛機(jī)提供電源和氣源的，并且用于地面啟動大發(fā)。APU故障雖然對飛機(jī)的安全影響不是很大，但是，當(dāng)APU故障不能使用時，會影響到飛機(jī)飛小航站，尤其是沒有地面氣源設(shè)備的航站的放行.并且，在這炎熱的夏季，APU故障后地面不能使用空調(diào)系統(tǒng)，直接影響對旅客的服務(wù)質(zhì)量。所以，歸納總結(jié)APU常見故障的排故思想和思路，快速排除APU故障是必要的。

關(guān)鍵詞：APU的常見故障；起動失敗；APU自動停車；APU引氣壓力低

一、起動失敗

我們只有完全掌握了APU各系統(tǒng)的工作原理之后，思路才會清晰，才有利于排故。下面就APU起動過程中加速慢的故障先共同回顧一下APU起動過程的原理：

當(dāng)把APU起動電門放到起動位時，電瓶28伏直流電供給了APU控制組件M280。直流電通過M280中火警關(guān)斷繼電器K4到達(dá)左主輪艙的APU燃油關(guān)斷活門，使它通電全開。然后供電到APU進(jìn)氣門作動筒，使進(jìn)氣門全開。進(jìn)氣門全開后，門全開電門S284閉合，使R5起動繼電器閉合，起動機(jī)開始轉(zhuǎn)動。當(dāng)帶轉(zhuǎn)APU到10%轉(zhuǎn)速時，APU的滑油壓力應(yīng)該達(dá)到4psi，滑油壓力順序電門閉合。此電門的閉合使直流電分別供給了燃油電磁活門和點(diǎn)火勵磁器，燃油電磁活門打開給燃燒室噴油，同時點(diǎn)火電嘴點(diǎn)火，EGT開始上升。此時的APU加速供油計劃完全由FCU中的加速限制器控制，而加速限制器的上腔是通過未通電的三通活門與比例控制活門相連的。比例控制活門是由ETC來控制它的開關(guān)的。當(dāng)熱電偶將探測到的APU排氣溫度EGT傳送給ETC，ETC通過控制比例控制活門的開關(guān)來給加速限制器的上腔放氣，通過控制APU燃調(diào)的回油量來控制供油量，從而控制APU轉(zhuǎn)速正常上升和EGT不超溫。

當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到37%時，滑油壓力應(yīng)該超過55psi?；偷蛪弘婇T斷開，P5板上的低滑油壓力燈滅。

當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到50%時，起動機(jī)脫開。APU轉(zhuǎn)速在自主控制下繼續(xù)上升。達(dá)到95%時，三速電門中的95%電門閉合，點(diǎn)火系統(tǒng)斷開。并且三通電磁活門通電轉(zhuǎn)換，使引氣活門和比例控制活門相通，讓FCU工作在負(fù)載控制模式下。在負(fù)載控制模式下，ETC通過控制比例控制活門的開關(guān)來給APU引氣活門上腔放氣，使引氣活門開度關(guān)小，通過控制APU引氣量來控制APU、EGT不超溫。95%以后駕駛艙“APU GEN OFF BUS”燈亮，APU上的計時器開始計時。APU的起動程序完成。

在實(shí)際工作中，APU經(jīng)常出現(xiàn)的故障是不能在90秒延時器導(dǎo)通以前使轉(zhuǎn)速達(dá)到50%，不能使50%電門轉(zhuǎn)換而使R5繼電器斷電，起動機(jī)保護(hù)，退出工作，并且OVERSPEED燈亮。造成這一故障的原因很多，我們可以逐一檢查排除。

（一）電瓶電壓不足造成加速慢

當(dāng)電瓶電壓低于22伏時，起動機(jī)輸入電壓不足，所以輸出扭矩小，帶轉(zhuǎn)APU困難，造成加速慢。這個故障可以通過測量起動機(jī)輸入電壓來判斷排除。

（二）APU起動機(jī)和齒輪箱故障造成加速慢

起動機(jī)故障后產(chǎn)生扭矩不足，不能很好帶轉(zhuǎn)APU。在飛機(jī)后部APU下可聽到起動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)沉悶無力，不能很快聽到點(diǎn)火的聲音。這是因?yàn)槠饎訖C(jī)轉(zhuǎn)的慢，滑油壓力上升慢。在滑油壓力達(dá)不到4psi前是不會噴油點(diǎn)火的。等滑油壓力緩慢達(dá)到4psi后開始點(diǎn)火。EGT上升得也較慢，這是因?yàn)樵?0%以前APU是由起動機(jī)帶轉(zhuǎn)和APU自主加速共同控制轉(zhuǎn)速上升的。起動機(jī)馬力不足則轉(zhuǎn)速上升慢，從而使APU壓氣機(jī)出口壓力低，進(jìn)一步使加速限制器上腔壓力小，回油增多，供油增幅不夠，EGT上升慢。這就進(jìn)入了一個惡性循環(huán)，直到90秒延時器保護(hù)電路作動而停車。

另外，齒輪傳動系統(tǒng)的故障和三速電門的故障使50%電門提前閉合使起動機(jī)提前退出工作也可造成加速慢。

（三）點(diǎn)火系統(tǒng)的故障造成起動失敗

在航線維護(hù)中，我們經(jīng)常遇到APU啟動時，EGT一直不上升，在APU處聽到起動機(jī)帶轉(zhuǎn)了APU，但無點(diǎn)火聲音，并且可以從尾噴管處可以看到油霧，所以肯定是點(diǎn)火系統(tǒng)故障。通過檢查/更換點(diǎn)火電嘴、點(diǎn)火導(dǎo)線、點(diǎn)火勵磁器等可使故障排除。

（四）燃油控制系統(tǒng)故障造成加速慢

APU加速慢很大一部分是燃油系統(tǒng)的原因。當(dāng)懷疑燃油系統(tǒng)故障時，可以測量噴嘴前燃油管的燃油壓力：脫開噴嘴前燃油管，接一壓力表，起動APU，此時表壓力應(yīng)在60±3psi。不在此范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)燃調(diào)上的加速限制器活門調(diào)節(jié)螺釘（acceleration limiter valve adjustment screw）。這個調(diào)節(jié)螺釘見下圖。此螺釘調(diào)節(jié)一圈改變噴嘴前燃油壓力810PSI。

另外，APU 燃調(diào)出口燃油壓力也可憑經(jīng)驗(yàn)來判斷：脫開噴嘴前燃油管，接一容器，起動APU。此時燃油管噴燃油流應(yīng)在1米多，若油流細(xì)而無力，則一定是 壓力不足。此時可以考慮燃油電磁活門是否全開或燃調(diào)本身故障。另一個很大的可能是比例控制活門失效在開位。使加速限制器上腔壓力始終低，供油量不足造成加速慢。ETC是控制比例控制活門的放氣的，但它的故障率很低，可以最后考慮。

（五）滑油系統(tǒng)的故障造成加速慢

滑油系統(tǒng)的故障造成加速慢是間接的。當(dāng)滑油泵效率低時，滑油壓力很慢才達(dá)到4psi，則相應(yīng)的噴油點(diǎn)火時間就要延遲，在90秒內(nèi)完成起動就有可能失敗。但滑油系統(tǒng)的故障也會在滑油低壓自動停車上反映出來。

二 、APU自動停車

APU的自動停車有三種情況：

（一）滑油壓力低于45PSI

在實(shí)際維護(hù)中，由于真正的滑油壓力低而自動停車比較少見。它的工作原理是：在95%以后，當(dāng)滑油壓力低于45PSI時，低壓電門閉合，滑油低壓燈亮。在10秒延時后，K1繼電器的STOP線圈通電吸合，使K7繼電器無電斷開，從而使燃油電磁活門關(guān)閉，APU停車。把APU主電門放OFF位可使滑油低壓燈復(fù)位。我基地曾經(jīng)發(fā)生過由于APU漏油造成滑油量不足，駕駛艙‘維護(hù)燈和“滑油低壓”燈都亮而自動停車，補(bǔ)加滑油后即正常。另外，滑油低壓傳感器故障后或該線路斷路給出一個假的滑油低壓信號也是常見的故障，通過更換滑油低壓傳感器即可排故。

（二）滑油溫度高于250F

滑油高溫的故障主要是冷卻空氣路有堵塞或冷卻風(fēng)扇失效而造成的。當(dāng)APU起動電門扳到起動位，APU進(jìn)氣門打開，外界空氣一部分進(jìn)入APU壓氣機(jī)，另一部分到達(dá)冷卻空氣控制活門處。當(dāng)APU引氣活門上游壓力達(dá)到7PSI時，冷卻活門打開，冷氣流經(jīng)過冷卻風(fēng)扇進(jìn)口濾網(wǎng)，經(jīng)冷卻風(fēng)扇抽吸后給APU發(fā)電機(jī)和滑油散熱器散熱。如果冷卻控制活門打不開或冷卻風(fēng)扇進(jìn)口濾網(wǎng)堵塞，則會造成散熱空氣量不足，引起滑油高溫。

（三）超速停車

當(dāng)APU真正發(fā)生超速，三速電門中的110%電門閉合，則K2超速關(guān)斷繼電器吸合，使K1起動/停車?yán)^電器中的STOP線圈通電，使K7繼電器無電斷開，從而使燃油電磁活門關(guān)，APU停車，并且超速燈亮。

當(dāng)發(fā)生起動失敗時應(yīng)注意超速燈是否亮，超速燈亮后必須在M280上復(fù)位后才能再次起動。

如果APU正常停車后主電門放OFF位，而超速燈亮，說明超速自動保護(hù)電路可能失效。主電門放OFF位是通過超速電路關(guān)車的，但正常不觸發(fā)超速燈亮。如果燈亮說明超速電路有問題，就應(yīng)該檢查三速電門、FCU、M280、轉(zhuǎn)速表發(fā)電機(jī)等部件，并且分析超速燈亮的原因，從而對癥排故。

三、APU引氣壓力低

APU引氣壓力低以后使地面起動大發(fā)困難、N2懸掛、發(fā)動機(jī)起動高溫。引起APU引氣壓力低的原因有以下幾種可能：

1）APU引氣活門開不到位，或引氣壓力調(diào)節(jié)不正確使壓力低。一般通過檢查調(diào)節(jié)器氣濾或更換引氣活門來排故。

2）比例控制活門卡在開位，使APU引氣活門始終都趨向關(guān)位。

3）ETC失效給比例控制活門錯誤的高EGT信號，從而使比例控制活門放氣。

4）APU本體漏氣或引氣管道漏氣使額外負(fù)載增大，使管道內(nèi)壓力低。我們曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)在主輪艙中間梁處APU引氣管道的一個封嚴(yán)套管老化漏氣，使大發(fā)起動時APU壓力低。

5）APU本身性能下降無法滿足起動大發(fā)的引氣負(fù)載。2907機(jī)2002年因?yàn)樾蛱枮镻100896的APU本身性能下降，起動大發(fā)時放炮而換APU。

6）燃油系統(tǒng)故障使供油不足。當(dāng)起動大發(fā)大負(fù)載時不能保證相應(yīng)的油量增加，從而使轉(zhuǎn)速下降。嚴(yán)重時可使APU自動停車。

另外，在夏天，APU引氣壓力低時在地面給空調(diào)供氣會發(fā)生空調(diào)制冷差。這是因?yàn)榭照{(diào)里氣量不足，氣壓低，使ACM中的渦輪作功效率低，相應(yīng)降溫幅度小，結(jié)果制冷差。

參考文獻(xiàn)：

[1]波音公司維護(hù)手冊AMM49.

[2]波音公司維護(hù)手冊SSM49.

作者簡介：周俊華（1965），漢族，內(nèi)蒙古涼城縣人，供職于北京飛機(jī)維修工程有限公司呼和浩特分公司質(zhì)量管理，本科，現(xiàn)研究方向：飛機(jī)維修。