APU引氣活門(mén)卡阻引起啟動(dòng)失效的故障排除

王林林

（長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410124）

1 故障描述

某航空公司做航前工作時(shí)，飛機(jī)右發(fā)無(wú)法正常啟動(dòng)，在駕駛艙內(nèi)觀察到APU引氣壓力只有15PsI。機(jī)組嘗試通過(guò)啟動(dòng)左發(fā)交叉帶動(dòng)右發(fā)，飛機(jī)左發(fā)也無(wú)法啟動(dòng)。在監(jiān)控頁(yè)面發(fā)現(xiàn)防喘控制活門(mén)sCV角度不到50°。

2 故障處理

APU在正常工作時(shí)，防喘控制活門(mén)sCV角度應(yīng)為85°～90°，因檢查防喘控制活門(mén)sCV只有50°，對(duì)防喘控制活門(mén)sCV實(shí)施更換，更換完成后測(cè)試無(wú)滲漏，但發(fā)動(dòng)機(jī)仍然無(wú)法啟動(dòng)。打開(kāi)APU艙檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)各部件都正常。

APU正常工作時(shí)引氣壓力應(yīng)為40PsI，因APU引氣壓力只有15PsI，檢查APU引氣部分，未發(fā)現(xiàn)管路滲漏。在檢查APU引氣活門(mén)時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用空調(diào)時(shí)，引氣活門(mén)卡阻，其角度位置為正常位置的一半。更換APU引氣活門(mén)，更換完成后測(cè)試無(wú)滲漏，雙發(fā)啟動(dòng)正常，故障排除。

3 故障分析

發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)是指啟動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)加速到慢車(chē)轉(zhuǎn)速，其主要有啟動(dòng)部分和點(diǎn)火部分組成（見(jiàn)圖1），啟動(dòng)部分由啟動(dòng)機(jī)產(chǎn)生高扭矩傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子組件，從而帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)到慢車(chē)狀態(tài)，民航客機(jī)的啟動(dòng)機(jī)是空氣渦輪啟動(dòng)機(jī)，空氣渦輪啟動(dòng)機(jī)依靠空氣沖擊啟動(dòng)機(jī)渦輪葉片帶動(dòng)啟動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，沖擊的空氣可以來(lái)自地面氣源、APU引氣、發(fā)動(dòng)機(jī)交叉引氣，APU的引氣由引氣活門(mén)控制。點(diǎn)火部分的功用是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到點(diǎn)火轉(zhuǎn)速時(shí)，點(diǎn)火激勵(lì)器產(chǎn)生電流使點(diǎn)火電嘴產(chǎn)生電火花，使燃燒室產(chǎn)生高溫氣體帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而由渦輪和啟動(dòng)機(jī)一起帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)到慢車(chē)轉(zhuǎn)速。

APU主要為飛機(jī)提供電源和氣源,提供氣源的目的是滿(mǎn)足飛機(jī)增壓和空調(diào)的需要，以及用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)[1]。APU的引氣主要通過(guò)引氣活門(mén)控制。

引氣活門(mén)包括電磁活門(mén)、活門(mén)作動(dòng)筒和活門(mén)位置電門(mén)。電磁活門(mén)由引氣電門(mén)控制，當(dāng)接通引氣電門(mén)至ON位時(shí)，電磁活門(mén)接通，氣體通過(guò)電磁活門(mén)作動(dòng)活門(mén)作動(dòng)筒打開(kāi)引氣活門(mén)，輸出一定壓力的空氣到啟動(dòng)機(jī),活門(mén)位置電門(mén)將信號(hào)傳送到駕駛艙。

經(jīng)過(guò)APU引氣活門(mén)后的氣體壓力為40PsI,當(dāng)外界條件發(fā)生變化時(shí)，引氣活門(mén)提供的氣體流量與啟動(dòng)機(jī)所需的空氣不匹配，APU會(huì)發(fā)生喘振。為防止喘振進(jìn)一步擴(kuò)大，通過(guò)喘振防護(hù)系統(tǒng)將管路內(nèi)的氣體放出，防喘防護(hù)系統(tǒng)如圖2所示。防喘防護(hù)系統(tǒng)感受負(fù)載壓氣機(jī)引氣管道中氣流流量的變化，當(dāng)氣流流量降低或停止時(shí)，打開(kāi)位于負(fù)載壓氣機(jī)引氣管道的旁通排氣管道中的喘振控制活門(mén)，防止壓氣機(jī)喘振[2]。當(dāng)氣體通過(guò)防喘活門(mén)放出時(shí)，管道內(nèi)的壓力會(huì)有所下降，當(dāng)引氣流量與啟動(dòng)機(jī)所需要的空氣流量匹配時(shí)，防喘控制活門(mén)sCV關(guān)閉，管道內(nèi)壓力恢復(fù)到正常情況。

圖1 點(diǎn)火系統(tǒng)的組成

圖2 APU喘振防護(hù)系統(tǒng)

發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常啟動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)的故障主要有以下三方面。第一，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)部分出現(xiàn)故障，出現(xiàn)該故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)將不能轉(zhuǎn)動(dòng)，啟動(dòng)部分主要有啟動(dòng)電門(mén)、啟動(dòng)活門(mén)、啟動(dòng)機(jī)及連接管路，其故障源是啟動(dòng)電門(mén)是不能扳倒位、啟動(dòng)活門(mén)卡阻、啟動(dòng)機(jī)不能正常工作、管路未連接好。第二，點(diǎn)火部分出現(xiàn)故障，出現(xiàn)該故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)將一直維持在點(diǎn)火轉(zhuǎn)速附近即啟動(dòng)懸掛，點(diǎn)火部分的故障主要集中在點(diǎn)火激勵(lì)器不能產(chǎn)生足夠的電壓及點(diǎn)火電嘴出現(xiàn)老化。第三，當(dāng)啟動(dòng)部分和點(diǎn)火部分都沒(méi)有故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常啟動(dòng)的主要原因集中在氣路方面，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)采用APU引氣時(shí)，根據(jù)APU的引氣結(jié)構(gòu)圖，APU引氣故障主要表現(xiàn)在引氣活門(mén)和防喘控制活門(mén)這兩個(gè)部件，根據(jù)該故障現(xiàn)象，因防喘控制活門(mén)的角度只有50°，結(jié)合防喘控制系統(tǒng)的工作原理，當(dāng)防喘控制活門(mén)出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)引起APU引氣壓力降低，所以，認(rèn)定是防喘控制活門(mén)出現(xiàn)故障，但防喘控制活門(mén)并不是引起APU引氣壓力低的根本原因，當(dāng)引氣活門(mén)出現(xiàn)故障時(shí)同樣也會(huì)引起防喘控制活門(mén)打開(kāi)，導(dǎo)致引氣壓力低，所以，對(duì)該種類(lèi)型的故障要逐步排查，而且要先排除引氣活門(mén)的故障。

4 故障總結(jié)

該發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常啟動(dòng)的主要原因是引氣活門(mén)故障導(dǎo)致引氣量不足，為防止APU發(fā)生喘振，APU防喘控制活門(mén)sCV打開(kāi)到角度為50°，從而引發(fā)該故障。

在遇到相似故障時(shí)，首先應(yīng)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)是否能夠冷轉(zhuǎn)，如果不能冷轉(zhuǎn)，說(shuō)明啟動(dòng)部分出現(xiàn)了故障，根據(jù)啟動(dòng)部分的故障源進(jìn)行排查。其次，檢查發(fā)動(dòng)機(jī)是否能夠點(diǎn)火，如果不能點(diǎn)火，對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)所涉及的部件進(jìn)行排查，當(dāng)啟動(dòng)和點(diǎn)火系統(tǒng)都沒(méi)有問(wèn)題時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常啟動(dòng)的故障就是在氣路方面存在問(wèn)題，根據(jù)氣體的走向及駕駛艙顯示的參數(shù)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣各個(gè)涉及的部件進(jìn)行檢查，重點(diǎn)注意APU的引氣電門(mén)位置是否和活門(mén)位置相同、APU的引氣活門(mén)是否卡阻、APU防喘控制活門(mén)sCV是否處于正常位置?；谏鲜霾襟E，設(shè)計(jì)了發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常啟動(dòng)的排故流程，基于這一流程，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常啟動(dòng)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)快速排查，避免多走彎路，保障航班安全運(yùn)營(yíng)。