浅析GTCP131—9A/B型APU试车中低滑油压力故障

梁滨

摘 要：成都分公司发动机部对GTCP131-9A/B型APU进行翻修后试车，常遇到滑油系统的故障，文章根据GTCP131-9A/B型APU滑油系统结构及工作原理，结合工作中遇到的滑油系统故障，找到导致故障的原因，提出相应的排故措施，供大家参考。

关键词：GTCP131-9A/B型APU；滑油系统功能介绍；故障排除

中图分类号：TH17 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）20-0163-02

在大、中型飞机和大型直升机上，为了减少对地面（机场）供电设备的依赖，都装有独立的小型动力装置，称为辅助动力装置即APU。

APU的作用是向飞机独立地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。飞机在地面上起飞前，由APU供电来启动主发动机，从而不需依靠地面电、气源车来发动。在地面时，APU提供电力和压缩空气，保证客舱和驾驶舱内的照明和空调；在飞机起飞时使发动机功率全部用于地面加速和爬升，改善了起飞性能；降落后，仍由APU供应电力照明和空调，让主发动机提早关闭，从而节省了燃油，降低了机场噪声。通常情况下飞机爬升到一定高度（5000米以下）APU关闭，但在飞行中当主发动机空中停车时，APU可在一定高度（一般为10000米）以下的高空中及時启动，为发动机重新启动提供动力，因此APU成为飞机上一个重要的不可缺少的装置。在此就APU试车中的滑油系统中的低滑油压力故障作一个简单的探讨和分析。

1 APU滑油系统的组成及简介

APU滑油系统由下列部件组成，具体包含的部件有：润滑组件（滑油供油油滤、电机伺服油滤、高滑油温度传感器等）、滑油冷却器、齿轮箱/油泵、低滑油量传感器、磁堵、温度控制活门、低滑油压力电门、油气分离器、管道及相应的指示系统组成。

2 滑油系统的功用

（1）润滑：减少摩擦力，减小摩擦损失。相互运动的零部件表面被一定厚度的油膜所覆盖，金属与金属不直接接触，而是油膜与油膜接触，在相互运动中减小了摩擦和磨损，延长了零部件的使用时间，提高了零部件的可靠性。（2）冷却：降低温度，带走热量。滑油从轴承和其他温度高的部件吸收了热量，并通过滑油冷却器进行降温，达到冷却的目的，改善了零部件的工作环境。（3）清洁：带走磨损的微小颗粒。滑油在流过轴承或其他部件时将磨损下来的金属微粒带走，在滑油滤中将这些金属微粒从滑油中分离出来，达到清洁的目的。（4）防腐：金属部件表面有一层一定厚度的油膜所覆盖，将金属与空气隔离开，使金属不直接与空气接触，从而防止氧化和腐蚀。

3 相关部件分析

3.1 APU润滑组件

APU的润滑组件由一根驱动轴带动的七个油泵（三级增压泵和四级回油泵）和其他零部件组成。增压泵的作用是使滑油增压，回油泵的作用是将滑油抽回油箱。当APU起动，通过齿轮箱中的齿轮传动轴与滑油泵中的压力泵，滑油从齿轮箱中的油槽、发电机油腔与涡轮轴承腔中被吸起，压力为67.5±7psi润滑油通过滑油冷却器后到达滑油油滤，经过过滤的滑油到达APU的起动发电机、齿轮箱和涡轮轴承进行润滑；如果滑油油滤堵塞，油滤旁通活门被打开，提供50-70psi压力的润滑油，以维持APU的运行。在运行中，如果滑油压力变化，减压活门保证恒定的润滑油到达发电机、齿轮箱和主要的轴承，以预防润滑系统的损坏。

3.2 滑油冷却器

APU的滑油冷却器安装在APU尾部左侧的一个铝合金件，通过垂直气流流过将热滑油进行的冷却，经冷却后的滑油通过温度控制活门流向APU。滑油冷却器使滑油保持一个低于滑油温度电门限制值的工作温度。热的滑油被回油泵从涡轮和齿轮箱收油池中抽回，送入滑油散热器，将滑油导入内部挡板隔开的管路，流过壳体的内侧进行冷却。

3.3 低滑油量传感器

此附件为APU试车时提供三种信号的信息：FULL、ADD和LOW，可以根据电脑测试的情况进行判断，同时结合油量观察窗进行补充。

3.4 磁堵

磁性金属屑探测器装有一个杆柄，插在管路上的拔棍式自动封严插座里，向内推，反时针转动，即可取下。磁性金属屑探测器安装在回油路上，用来探测发动机机件的工作情况，判断轴承和齿轮的磨损情况。其内部的永久磁铁和滤网吸附铁性的粒子，碎块。磁屑探测器有自封活门防止磁性堵塞拆下时滑油流出。它们还可能接通驾驶舱的警告系统，提供飞行中的指示。

3.5 温度控制活门

温度控制活门决定滑油是否通过散热器，当滑油温度低不需要散热时，温度控制活门打开，滑油旁通；反之，温度控制活门关闭。温度控制活门有一个热静压减压阀和壳体组件，有四个油口，被用来控制APU的滑油温度，如果滑油温度较低，滑油直接从进口到出口；如果滑油温度升高超过限定值，则控制滑油经滑油冷却器冷却后再流到油滤。

3.6 低滑油压力电门

滑油低压警告电门，连接在滑油供油管和油箱气管之间，感受供油路上滑油压力和油箱通气压力之间的压力差，给出滑油压力低压警告。当通往发动机的滑油压力过低时，将接通此电门，APU停车，以保证发动机的正常工作。

3.7 油气分离器组成

为防止滑油箱、齿轮箱和轴承腔中的压力过高，在滑油系统中有通大气的通气口，在空气通往机外之前，通过油气分离器，去除气泡、蒸汽，防止供油中断，减少滑油消耗，空气中的油滴将被油气分离器分离出来，收集在壳体底部，经油泵返回滑油箱，滑油继续循环使用，空气通到机外。

3.8 指示系统

滑油指示系统的功用是指示发动机滑油系统工作是否正常，指出可能出现的故障。滑油指示系统包括：滑油温度、滑油压力、滑油消耗量、压差电门和警告灯等。

4 典型故障及分析、排故步骤

故障描述：APU冷转时无滑油压力或APU进入RTL状态后，ECU监测到低滑油压力持续20秒。

2015年4月14日，在对P-7189APU（GTCP131-9B）进行冷转时，运转了17秒后才有滑油压力指示，而且滑油压力只有14psi（手册要求此状态下的滑油压力≥20psi），分析原因可能的潤滑组件内部没有滑油进行相应的封严，抽油能力还没有建立所致，经检查确认后再次进行冷转，滑油压力正常。

2015年5月6日，在进行P-8113APU（GTCP131-9B）试车时，起动成功后APU自动停车，电脑显示滑油滤故障，更换滑油滤杯上的压力电门故障排除。同样是这样的故障现象，2015年7月13在进行P-4868APU（GTCP131-9A）试车，该APU起动成功后自动停车，电脑自检显示滑油滤故障，根据提示更换了APU滑油滤杯上的的压力电门，再次进行试车起动，起动成功后APU又自动停车，在此情况下，又更换了起动发电机滑油滤杯上的压力电门，起动后APU运转正常，故障排除。这两台APU起动成功后均是自动停车，电脑显示的故障信息也是一样，但排除故障的最终地方却不是同一处，根本上的原因是两者的结构不同，前者是单一线路，而后者是并联线路，因此实际的排故措施视具体情况而定。同样的故障现象，2015年3月5日在进行P-3263 APU（GTCP131-9A）试车时，起动成功后自动停车，更换滑油滤，起动后再次停车；经检查发现是连接发动机油滤滤杯上的压力电门线路裸露短路造成，针对此线路进行处理后起动试车，APU没有停车，故障排除。

2015年9月10日，在进行P-9496APU（GTCP131-9B）试车冷转时，电脑显示滑油系统无滑油压力，经分析与查找故障，最终更换了润滑组件后排除故障。

通过对滑油系统部件的分析，当APU在试车中出现低滑油压力故障时，采取的排故步骤：（1）完成车台台架电脑系统的自测。按检测到LRU信息进行处理：在进行此工作时，我们要首先确定APU的工作状态，是在进行冷转时还是在起动阶段还是在正常运转状态下，不同的状态有不同的指示，根据不同的指示完成相应的检查工作。APU起动过程中，只要滑油压力小于55psi，低滑油压力电门使得该指示灯一直保持亮。APU运转工作中，只要滑油压力低于45psi，低滑油压力电门该指示灯就会亮起或使APU关车。（2）检查滑油量是否不足。对滑油量不足的判断稍加困难一些：观察滑油观察窗滑油平面的情况，在确认滑油量不足的情况下，要首先明确我们加注滑油时是否按要求加注适量的滑油，运转中各管路有无大量漏油的情况存在，在试车中通过目视观看或监控监视器显示APU的尾气情况：是否存在启动APU喷管后持续冒黑烟或运转中大量冒白烟，如有拆下燃烧室进行检查。（3）检查APU外部管路滑油渗漏或滑油冷却器损伤。此方法用目视的检查就能发现，因为小量的渗漏不会引起滑油压力低的故障，只有较大的漏油故障才会导致故障的出现。（4）检查滑油滤和磁堵是否有银色或大量金属颗粒。（5）检查低滑油压力电门（LOP）导线束是否破损。导线束有问题则要使排故工作走很多弯路，此状况的出现有一定的隐蔽性，这点在排故工作中要充分考虑到。（6）检查润滑组件（压力调节部分故障）。因润滑组件构造复杂，引起故障的原因就要多些，要从七个泵，两个油滤、释压活门、温度传感器等入手，综合考虑。（7）检查或更换ECU。

5 结束语

希望可以通过以上分析可以为试车排故起到一定的借鉴作用，同时也应注意：不能死板地依据手册，有的故障现象在手册中是没有的，要根据实际情况，准确了解、掌握故障现象，全面考虑，综合分析。

参考文献：

[1]波音公司.B737NG手册[Z].

[2]霍尼韦尔.ENGINE MANUAL 49-26-95 Rev. 9[Z].

[3]霍尼韦尔.ENGINE MANUAL 49-27-29 Rev. 9[Z].