浅谈A319/320/321飞机APU自动关车故障排除

2014-04-27王国志

科技视界 2014年25期

王国志

（广州飞机维修工程有限公司，广东广州 510470）

0 背景

Auxiliary Power Unit辅助动力装置，简称APU，其作用是向飞机提供电力和压缩空气，也有少量的APU可以向飞机提供附加推力。飞机在起飞前，APU提供电力和压缩空气，保证客舱和驾驶舱内的照明与空调；当飞机准备起飞时，由APU供电和供气来启动主发动机；在飞机起飞阶段，APU继续提供电力和压缩空气，让发动机功率全部用于地面加速和爬升，改善起飞性能。通常在飞机爬升到一定高度（5000米以下）APU关闭。但在飞行中当飞机主发动机空中停车时，APU可在一定高度（一般为10000米）以下的高空中及时启动，为发动机重新启动提供动力。飞机降落后，仍由APU供应电力照明和空调，使飞机主发动机提早关闭，节省燃油，降低机场噪声。

当APU故障不能启动时，对一些无地面电源和气源保障的机场，APU故障的飞机不能飞，影响航空公司的航班计划。同时APU又是保证飞机停在地面时，客舱舒适的必要条件，这会影响旅客对航空公司的选择和评价。在空中，APU是保证发动机空中停车后再启动的主要装备，它直接影响飞行安全。因此在现代化的客机上，APU成为飞机上一个重要的不可或缺装置，快速、准确地排除APU自动关车故障，保障APU持续可用值得深入研究和探讨。

在现代民航A319/320/321客机中，最常用的APU型号为APS3200，仅中国南方航空公司就有165架飞机使用了此型号APU。本文将以APS3200型号APU为例，研究和探讨APU自动关车故障现象、故障原因、故障排除和预防措施。

1 APU自动关车故障现象、故障可能原因和排除参考

根据飞机制造厂家、航空公司和飞机维修公司的经验，表1较全面地总结出了APS3200型号APU自动关车的故障现象、故障可能原因和排除参考。

2 APU自动关车故障排除

2.1 故障现象

2014年3月16日，南航B-2366飞机APU启动不成功，出现ECAM警告信息：“APU AUTO SHUT DOWN”，航后报告有：“IGNITION UNIT”和“FUEL CTL UNIT”维护信息，故障代码：“042”（点火失败）。

根据上述故障描述，对应表一的序号5“APU自动关车-无火焰”故障现象，可能的故障原因为：点火嘴、线路、点火组件、点火导线、ECB、燃油分配器、FCU、Pilot燃油喷嘴、APU等，下面根据表一提供的TSM排故参考进行排故。

2.2 APU启动工作原理

排除上述故障，首先必须了解APU启动工作原理，如图1。

图1 APU启动工作原理

表1 APS 3200型APU自动关车故障现象、故障可能原因和排故参考

APU启动程序：当 MASTER SW电门接通后，ECB完成自检，APU进气门打开，接通START电门，ECB供电给启动电流接触器，控制启动机开始运转带动APU转动，同时ECB控制点火组件供电给点火嘴开始点火，APU进入启动加速。当APU转速达到55%时，ECB控制启动机脱开，切断点火，APU进入自加速启动阶段，直至启动成功。在这个过程中，ECB提供控制，维修人员可以打开APU舱门在外部观察，APU启动时启动机有没有工作，由此来判断启动机是否工作正常。

2.3 点火故障排除

当判断为点火故障时，首先，要检查APU空气进气口有无堵塞，如果空气进气口堵塞，无法将充足的空气提供给燃烧室燃烧，此时APU就会出现自动关车。第二，如果APU进气口无堵塞，检查点火嘴，如点火嘴有问题参考AMM更换点火嘴。第三，如果更换点火嘴故障还存在，参考ASM和ESPM手册检查从ECB到点火组件的线路，如线路故障，修理或更换线路。第四，如果线路没问题，故障还存在，检查点火组件，发现问题时，参考AMM更换点火组件。第五，如果点火组件正常，拆下点火导线，检查导线端头有无磨损、烧蚀，如果点火导线损坏，参考AMM更换点火导线。如果完成以上步骤后，故障还存在就需要考虑燃油系统故障的可能性了。

2.4 APU然油系统工作原理

排除燃油系统故障，必须了解APU燃油系统工作原理，如图2。

在APU启动过程中，燃油系统提供持续供油。APU燃油通常由飞机左发油路提供，当APU供油压力低于22PSI时，APU燃油泵会自动工作来保持稳定的供油压力。APU燃油供给是通过ECB控制FCU来完成的。ECB通过对APU工作参数（转速、EGT等）的监控以及负载需要控制FCU进行合理的调节，并将燃油通过燃油流量分配和排放活门组件分配给PILOT燃油喷嘴和主燃油喷嘴，供给燃烧室。在APU初始启动过程中，燃油流量分配和排放活门控制燃油通过PILOT喷嘴给燃烧室供油。当APU启动好后，主燃油喷嘴开始加入工作，给燃烧室持续供油。在这个过程中，如果FCU或者分油活门出现故障，都会导致供油出现问题而影响启动。初始启动过程中由三个PILOT油嘴喷油，油嘴堵塞也可能造成供油量不足，导致启动不成功。

图2 APU然油系统工作原理

2.5 燃油系统故障排除

根据燃油系统工作原理，排除上述故障现象.首先，要检查燃油流量分配活门，如果有问题，参考AMM更换燃油流量分配活门。第二，如果燃油流量分配活门没问题，故障依然存在，检查PILOT燃油喷嘴，如有问题，参照AMM更换PILOT燃油喷嘴。第三，如果PILOT燃油喷嘴没问题，故障还存在，检查FCU，如FCU故障，按照AMM更换FCU。第四，完成上面三步工作后，故障如果还存在，询问CFDS，找出故障代码并评估APU的速度，假如速度低于15%，按照TSM49-00-81-810-900执行排故工作，假如速度大于或等于15%，按照AMM更换ECB。

除了以上可能的因素外，ECB以及APU内部也是导致启动不成功的可能因素。如果除上述故障现象和代码外，还伴随有081/083的故障代码，此时应该首先考虑按照AMM更换ECB。如果完成上述所有排故步骤，故障依旧存在，那就应该是APU本身内部故障，只有按照AMM 49-11-11-000-003更换APU，送OEM厂家维修。