APU引气活门卡阻引起启动失效的故障排除

王林林

（长沙航空职业技术学院，长沙 410124）

1 故障描述

某航空公司做航前工作时，飞机右发无法正常启动，在驾驶舱内观察到APU引气压力只有15PsI。机组尝试通过启动左发交叉带动右发，飞机左发也无法启动。在监控页面发现防喘控制活门sCV角度不到50°。

2 故障处理

APU在正常工作时，防喘控制活门sCV角度应为85°～90°，因检查防喘控制活门sCV只有50°，对防喘控制活门sCV实施更换，更换完成后测试无渗漏，但发动机仍然无法启动。打开APU舱检查时发现各部件都正常。

APU正常工作时引气压力应为40PsI，因APU引气压力只有15PsI，检查APU引气部分，未发现管路渗漏。在检查APU引气活门时，发现当使用空调时，引气活门卡阻，其角度位置为正常位置的一半。更换APU引气活门，更换完成后测试无渗漏，双发启动正常，故障排除。

3 故障分析

发动机的启动是指启动机带动发动机转子从静止状态加速到慢车转速，其主要有启动部分和点火部分组成（见图1），启动部分由启动机产生高扭矩传递到发动机转子组件，从而带动发动机从静止状态到慢车状态，民航客机的启动机是空气涡轮启动机，空气涡轮启动机依靠空气冲击启动机涡轮叶片带动启动机转动从而带动发动机转子转动，其中，冲击的空气可以来自地面气源、APU引气、发动机交叉引气，APU的引气由引气活门控制。点火部分的功用是当发动机达到点火转速时，点火激励器产生电流使点火电嘴产生电火花，使燃烧室产生高温气体带动涡轮转动，从而由涡轮和启动机一起带动发动机到慢车转速。

APU主要为飞机提供电源和气源,提供气源的目的是满足飞机增压和空调的需要，以及用于飞机发动机启动[1]。APU的引气主要通过引气活门控制。

引气活门包括电磁活门、活门作动筒和活门位置电门。电磁活门由引气电门控制，当接通引气电门至ON位时，电磁活门接通，气体通过电磁活门作动活门作动筒打开引气活门，输出一定压力的空气到启动机,活门位置电门将信号传送到驾驶舱。

经过APU引气活门后的气体压力为40PsI,当外界条件发生变化时，引气活门提供的气体流量与启动机所需的空气不匹配，APU会发生喘振。为防止喘振进一步扩大，通过喘振防护系统将管路内的气体放出，防喘防护系统如图2所示。防喘防护系统感受负载压气机引气管道中气流流量的变化，当气流流量降低或停止时，打开位于负载压气机引气管道的旁通排气管道中的喘振控制活门，防止压气机喘振[2]。当气体通过防喘活门放出时，管道内的压力会有所下降，当引气流量与启动机所需要的空气流量匹配时，防喘控制活门sCV关闭，管道内压力恢复到正常情况。

图1 点火系统的组成

图2 APU喘振防护系统

发动机不能正常启动时，发动机出现的故障主要有以下三方面。第一，发动机启动部分出现故障，出现该故障时，发动机将不能转动，启动部分主要有启动电门、启动活门、启动机及连接管路，其故障源是启动电门是不能扳倒位、启动活门卡阻、启动机不能正常工作、管路未连接好。第二，点火部分出现故障，出现该故障时，发动机将一直维持在点火转速附近即启动悬挂，点火部分的故障主要集中在点火激励器不能产生足够的电压及点火电嘴出现老化。第三，当启动部分和点火部分都没有故障时，发动机不能正常启动的主要原因集中在气路方面，当发动机采用APU引气时，根据APU的引气结构图，APU引气故障主要表现在引气活门和防喘控制活门这两个部件，根据该故障现象，因防喘控制活门的角度只有50°，结合防喘控制系统的工作原理，当防喘控制活门出现故障时会引起APU引气压力降低，所以，认定是防喘控制活门出现故障，但防喘控制活门并不是引起APU引气压力低的根本原因，当引气活门出现故障时同样也会引起防喘控制活门打开，导致引气压力低，所以，对该种类型的故障要逐步排查，而且要先排除引气活门的故障。

4 故障总结

该发动机不能正常启动的主要原因是引气活门故障导致引气量不足，为防止APU发生喘振，APU防喘控制活门sCV打开到角度为50°，从而引发该故障。

在遇到相似故障时，首先应检查发动机是否能够冷转，如果不能冷转，说明启动部分出现了故障，根据启动部分的故障源进行排查。其次，检查发动机是否能够点火，如果不能点火，对点火系统所涉及的部件进行排查，当启动和点火系统都没有问题时，发动机不能正常启动的故障就是在气路方面存在问题，根据气体的走向及驾驶舱显示的参数，对发动机引气各个涉及的部件进行检查，重点注意APU的引气电门位置是否和活门位置相同、APU的引气活门是否卡阻、APU防喘控制活门sCV是否处于正常位置。基于上述步骤，设计了发动机不能正常启动的排故流程，基于这一流程，当发动机不能正常启动时，可以实现快速排查，避免多走弯路，保障航班安全运营。