飞机 APU常见故障的分析

周俊华

摘要：波音737飞机使用的是ALLIEDSIGNAL公司生产的GTCP85129H型APU。APU的功用是地面或空中给飞机提供电源和气源的，并且用于地面启动大发。APU故障虽然对飞机的安全影响不是很大，但是，当APU故障不能使用时，会影响到飞机飞小航站，尤其是没有地面气源设备的航站的放行.并且，在这炎热的夏季，APU故障后地面不能使用空调系统，直接影响对旅客的服务质量。所以，归纳总结APU常见故障的排故思想和思路，快速排除APU故障是必要的。

关键词：APU的常见故障；起动失败；APU自动停车；APU引气压力低

一、起动失败

我们只有完全掌握了APU各系统的工作原理之后，思路才会清晰，才有利于排故。下面就APU起动过程中加速慢的故障先共同回顾一下APU起动过程的原理：

当把APU起动电门放到起动位时，电瓶28伏直流电供给了APU控制组件M280。直流电通过M280中火警关断继电器K4到达左主轮舱的APU燃油关断活门，使它通电全开。然后供电到APU进气门作动筒，使进气门全开。进气门全开后，门全开电门S284闭合，使R5起动继电器闭合，起动机开始转动。当带转APU到10%转速时，APU的滑油压力应该达到4psi，滑油压力顺序电门闭合。此电门的闭合使直流电分别供给了燃油电磁活门和点火励磁器，燃油电磁活门打开给燃烧室喷油，同时点火电嘴点火，EGT开始上升。此时的APU加速供油计划完全由FCU中的加速限制器控制，而加速限制器的上腔是通过未通电的三通活门与比例控制活门相连的。比例控制活门是由ETC来控制它的开关的。当热电偶将探测到的APU排气温度EGT传送给ETC，ETC通过控制比例控制活门的开关来给加速限制器的上腔放气，通过控制APU燃调的回油量来控制供油量，从而控制APU转速正常上升和EGT不超温。

当转速达到37%时，滑油压力应该超过55psi。滑油低压电门断开，P5板上的低滑油压力灯灭。

当转速达到50%时，起动机脱开。APU转速在自主控制下继续上升。达到95%时，三速电门中的95%电门闭合，点火系统断开。并且三通电磁活门通电转换，使引气活门和比例控制活门相通，让FCU工作在负载控制模式下。在负载控制模式下，ETC通过控制比例控制活门的开关来给APU引气活门上腔放气，使引气活门开度关小，通过控制APU引气量来控制APU、EGT不超温。95%以后驾驶舱“APU GEN OFF BUS”灯亮，APU上的计时器开始计时。APU的起动程序完成。

在实际工作中，APU经常出现的故障是不能在90秒延时器导通以前使转速达到50%，不能使50%电门转换而使R5继电器断电，起动机保护，退出工作，并且OVERSPEED灯亮。造成这一故障的原因很多，我们可以逐一检查排除。

（一）电瓶电压不足造成加速慢

当电瓶电压低于22伏时，起动机输入电压不足，所以输出扭矩小，带转APU困难，造成加速慢。这个故障可以通过测量起动机输入电压来判断排除。

（二）APU起动机和齿轮箱故障造成加速慢

起动机故障后产生扭矩不足，不能很好带转APU。在飞机后部APU下可听到起动机运转沉闷无力，不能很快听到点火的声音。这是因为起动机转的慢，滑油压力上升慢。在滑油压力达不到4psi前是不会喷油点火的。等滑油压力缓慢达到4psi后开始点火。EGT上升得也较慢，这是因为在50%以前APU是由起动机带转和APU自主加速共同控制转速上升的。起动机马力不足则转速上升慢，从而使APU压气机出口压力低，进一步使加速限制器上腔压力小，回油增多，供油增幅不够，EGT上升慢。这就进入了一个恶性循环，直到90秒延时器保护电路作动而停车。

另外，齿轮传动系统的故障和三速电门的故障使50%电门提前闭合使起动机提前退出工作也可造成加速慢。

（三）点火系统的故障造成起动失败

在航线维护中，我们经常遇到APU启动时，EGT一直不上升，在APU处听到起动机带转了APU，但无点火声音，并且可以从尾喷管处可以看到油雾，所以肯定是点火系统故障。通过检查/更换点火电嘴、点火导线、点火励磁器等可使故障排除。

（四）燃油控制系统故障造成加速慢

APU加速慢很大一部分是燃油系统的原因。当怀疑燃油系统故障时，可以测量喷嘴前燃油管的燃油压力：脱开喷嘴前燃油管，接一压力表，起动APU，此时表压力应在60±3psi。不在此范围内可调节燃调上的加速限制器活门调节螺钉（acceleration limiter valve adjustment screw）。这个调节螺钉见下图。此螺钉调节一圈改变喷嘴前燃油压力810PSI。

另外，APU 燃调出口燃油压力也可凭经验来判断：脱开喷嘴前燃油管，接一容器，起动APU。此时燃油管喷燃油流应在1米多，若油流细而无力，则一定是 压力不足。此时可以考虑燃油电磁活门是否全开或燃调本身故障。另一个很大的可能是比例控制活门失效在开位。使加速限制器上腔压力始终低，供油量不足造成加速慢。ETC是控制比例控制活门的放气的，但它的故障率很低，可以最后考虑。

（五）滑油系统的故障造成加速慢

滑油系统的故障造成加速慢是间接的。当滑油泵效率低时，滑油压力很慢才达到4psi，则相应的喷油点火时间就要延迟，在90秒内完成起动就有可能失败。但滑油系统的故障也会在滑油低压自动停车上反映出来。

二 、APU自动停车

APU的自动停车有三种情况：

（一）滑油压力低于45PSI

在实际维护中，由于真正的滑油压力低而自动停车比较少见。它的工作原理是：在95%以后，当滑油压力低于45PSI时，低压电门闭合，滑油低压灯亮。在10秒延时后，K1继电器的STOP线圈通电吸合，使K7继电器无电断开，从而使燃油电磁活門关闭，APU停車。把APU主电门放OFF位可使滑油低压灯复位。我基地曾经发生过由于APU漏油造成滑油量不足，驾驶舱‘维护灯和“滑油低压”灯都亮而自动停车，补加滑油后即正常。另外，滑油低压传感器故障后或该线路断路给出一个假的滑油低压信号也是常见的故障，通过更换滑油低压传感器即可排故。

（二）滑油温度高于250F

滑油高温的故障主要是冷却空气路有堵塞或冷却风扇失效而造成的。当APU起动电门扳到起动位，APU进气门打开，外界空气一部分进入APU压气机，另一部分到达冷却空气控制活门处。当APU引气活门上游压力达到7PSI时，冷却活门打开，冷气流经过冷却风扇进口滤网，经冷却风扇抽吸后给APU发电机和滑油散热器散热。如果冷却控制活门打不开或冷却风扇进口滤网堵塞，则会造成散热空气量不足，引起滑油高温。

（三）超速停车

当APU真正发生超速，三速电门中的110%电门闭合，则K2超速关断继电器吸合，使K1起动/停车继电器中的STOP线圈通电，使K7继电器无电断开，从而使燃油电磁活门关，APU停车，并且超速灯亮。

当发生起动失败时应注意超速灯是否亮，超速灯亮后必須在M280上复位后才能再次起动。

如果APU正常停车后主电门放OFF位，而超速灯亮，说明超速自动保护电路可能失效。主电门放OFF位是通过超速电路关车的，但正常不触发超速灯亮。如果灯亮说明超速电路有问题，就应该检查三速电门、FCU、M280、转速表发电机等部件，并且分析超速灯亮的原因，从而对症排故。

三、APU引气压力低

APU引气压力低以后使地面起动大发困难、N2悬挂、发动机起动高温。引起APU引气压力低的原因有以下几种可能：

1）APU引气活门开不到位，或引气压力调节不正确使压力低。一般通过检查调节器气滤或更换引气活门来排故。

2）比例控制活门卡在开位，使APU引气活门始终都趋向关位。

3）ETC失效给比例控制活门错误的高EGT信号，从而使比例控制活门放气。

4）APU本体漏气或引气管道漏气使额外负载增大，使管道内压力低。我们曾经发现在主轮舱中间梁处APU引气管道的一个封严套管老化漏气，使大发起动时APU压力低。

5）APU本身性能下降无法满足起动大发的引气负载。2907机2002年因为序号为P100896的APU本身性能下降，起动大发时放炮而换APU。

6）燃油系统故障使供油不足。当起动大发大负载时不能保证相应的油量增加，从而使转速下降。严重时可使APU自动停车。

另外，在夏天，APU引气压力低时在地面给空调供气会发生空调制冷差。这是因为空调里气量不足，气压低，使ACM中的涡轮作功效率低，相应降温幅度小，结果制冷差。

参考文献：

[1]波音公司维护手册AMM49.

[2]波音公司维护手册SSM49.

作者简介：周俊華（1965），汉族，内蒙古凉城县人，供职于北京飞机维修工程有限公司呼和浩特分公司质量管理，本科，现研究方向：飞机维修。