某型APU排气超温故障分析及排除

张坤莲

（中航飞机西安飞机分公司，陕西西安　710000）

某型APU排气超温故障分析及排除

张坤莲

（中航飞机西安飞机分公司，陕西西安710000）

APU作为飞机的辅助动力装置，是单轴燃气涡轮发动机。主要功能是为飞机电网供电、向空调系统提供压缩空气等。当APU启动后，可以在电源参数显示器上显示涡轮后排气温度，温度异常时将直接影响APU的正常启动，及启动后的正常工作。本文简要介绍了APU起动系统的原理，系统的分析了造成此故障的几种可能性，从最简单的情况入手，逐步排除APU排气超温故障，并总结了经验教训。

APU排气温度燃油调节

1　故障情况

某型APU进行蓄电瓶电源起动时，观察到电源参数显示器上涡轮后排气温度（APU排气温度）值剧增到710℃，立即停止起动APU。

2　APU起动工作原理简述

APU是作为飞机的辅助动力装置，是单轴燃气涡轮发动机。主要功能是为飞机电网供电、向空调系统提供压缩空气等。当APU起动时由起动机带动发动机转子转动，并向燃烧室内供油，使其形成油气混合气，这时点火设备工作，点燃混合气，油气混合气在燃烧室内燃烧，使涡轮发出功率与起动机一起带动发动机加速转动，直到发动机转速达到独立工作转速。起动时，通过参数检测系统调整泵调节器的供油量，防止起动时涡轮后燃气温度超过规定值，确保发动机起动成功。

3　故障分析及排除

APU在起动过程中APU排气温度允许急增至不大于680℃，而该APU起动排气温度达到了710℃，明显超出了所规定的数值。故障出现后，根据此APU起动工作原理及故障现象，以下几点可能导致该故障。

3.1蓄电池故障

此APU起动状态有两种：地面电源起动和蓄电池起动。由于此架机的APU在用地面电源起动时一切正常，此故障只在蓄电池起动时存在。当蓄电池电压过低或容量不够而出现虚电压时，起动电机的转速将会受到影响，而起动程序机构还是按照起动时间喷油、点火，这样会造成起动机涡轮尚未达到规定转速而造成APU排气超温。

经过以上分析，更换机上蓄电池，进行APU地面试车检查，故障依然存在，因此排除了蓄电池故障的可能性。

3.2热电偶故障

APU排气温度是通过热电偶的热电势随温度的变化而变化的原理来测量温度的。温度升高，热电偶产生的热电势升高；反之降低。当排气温度发生变化时，热电偶的热电势随之发生变化，电源参数采集器采集热电势的变化后进行处理，转换为对应的温度值送电源参数显示器及发参进行显示。分别对两路热电偶的接线和外观进行了检查，未发现异常，排除了热电偶故障的可能性。

3.3起动电机转矩较小或发动机静阻力矩较大

发动机转子是由电力起动机带动的。因发动机转子惯性很大，为了不使起动机和发动机的附件损坏，起动电机采用逐步加大电机的输出功率。因此，发动机的起动过程是分级进行的，也就是分级起动。在起动时，电动机提高输出力矩的具体方法有以下几种：

（1）降压起动。在电枢电路中串联一个起动电阻，它将起动电源电压降压后加到电机上，做为第一级起动。（2）短接起动电阻起动。在第一级起动之后短接起动电阻，提高加在起动机上的起动电压，增加起动电流。也叫两组电源并联起动。（3）两组电源串联起动。两组电源串联后加到电机上，提高起动电压。（4）减小磁通增大电动机的力矩。在分级起动的每一级起动中，起动电流、发动机转速、起动时间都是相对应的。通过对比故障件与正常情况下的数据，发现在空气流量一定、起动时间一定情况下，转速上不去，APU内高温气体排不出去，造成排气温度过高。

发动机转速上不去的原因就是发动机供油量过小，因此决定增加发动机供油量。对供油量进行调整后，进行地面APU蓄电池起动检查，APU起动正常，各项参数符合要求，故障排除。

4　结语

通过排除此故障，使我们对此型APU电气控制部分及燃油起动系统的工作原理有了进一步的认识和提高。同时也使我们认识到：在排除故障过程当中，不能只考虑到某个单独的系统，也应考虑与其交联的其它系统，对故障的分析应全面考虑，敢于大胆猜测、合理想象。

［1］张晓刚.排气超温故障分析［J］.民营科技，2010（8）：26.

［2］秦海勤，徐可君.某型航空发动机工作超温故障研究与分析［J］.燃气轮机技术，2015（3）：44-48.

张坤莲（1982—），女，陕西西安人，本科，工艺员，研究方向：工程技术。