浅析A320FAM飞机6KA保险熔断排故

田沛奇

摘要：APU是飞机上一个重要系统，其运行质量直接影响飞行品质。6KA保险熔断故障多发，因附件齿轮箱上安装的部件故障，造成6KA保险熔断极少见。本文重点对冷却风扇卡阻排故的典型案例分析，与同行分享维修经验和技术参考，以提高维修效率。

Abstract： APU is an important system on the aircraft， and its operation quality directly affects flight quality. The 6KA fuse blows frequently and the 6KA fuse is extremely rare due to the failure of the components installed on the accessory gearbox. This article focuses on the typical case analysis of the cooling fan jamming， sharing maintenance experience and technical reference with the peers to improve maintenance efficiency.

关键词：APU；6KA；启动机；冷却风扇

Key words： APU；6KA；starter；cooling fan

中图分类号：V267 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）33-0194-03

1 背景

APU（Airborne Auxiliary Power）是飞机辅助动力装置，主要为飞机提供电力和压缩空气。它的主要作用是：在地面时，给机舱提供照明和空调。在准备起飞时，提供电、气来启动主发动机。在起飞阶段继续提供电、气，让主发动机全部功率用在加速和爬升。遇空中主发动机停车，在规定高度内，为主发动机重新启动提供动力。

APU有多种型号，131-9A型是HONEYWELL公司为空中客车A320系列飞机设计的，由于其较高的可靠性、便捷的维护性、维修成本低、噪音和排放低等特点，被全球A320系列飞机广泛使用。

现在，东航共运行A320系列飞机297架，大部分APU使用这个型号。

2 APU相关部件简介

APU由三个主要部分——动力、引气和附件齿轮箱组成。动力部分是产生动力驱动负载压气机和附件齿轮箱。引气部分是为飞机提供空调系统气源和发动机启动气源。附件齿轮箱上装有启动机、交流发电机、燃油控制组件、滑油泵、冷却风扇等部件，为各个系统的正常运转提供动力支持。

2.1 附件齿轮箱

附件齿轮箱是APU附件传动系统的重要组成部分。APU启动时，由启动机带动各系统附件齿轮驱动APU主轴，为APU启动提供初始转速。启动完成后，APU主轴驱动附件齿轮箱上的交流发电机、燃油控制组件、滑油泵、冷却风扇等部件，保证APU电力输出、燃油供给、滑油润滑和冷却等系统正常运行。

2.2 APU启动系统

APU启动系统主要有以下部件：启动机（8KA）、启动接触器（5KA）、备份启动电流接触器（10KA）、电子控制盒ECB（59KD）。在APU启动时，满足启动逻辑后，启动接触器和备份启动电流接触器吸合，使28V直流电供给启动机，启动机通过离合器和齿轮箱驱动APU主轴，当转速达到50%时，ECB断开启动机电源，APU在ECB的控制下继续加速，当转速大于启动机转速时，离合器脱开启动机。

2.3 启动机（8KA）

APU的启动机是一个直流电动马达，由V型卡箍将其连接到附件齿轮箱上。启动机花键轴与启动机离合器的花键轴连接，当APU在启动阶段时，由启动机带动APU转速上升，当APU转速大于启动机转速时，离合器脱开。

启动机上有电刷磨损指示器，以显示启动马达内部的电刷是否可用。启动机安装到位后，可以使用工具从启动机头部的转子接头处人工转动启动机，以检查与启动机连接的离合器工作情况。

正常情况下，两个方向均可以转动，其中向启动机壳体标注的箭头方向转动时离合器咬合，启动机驱动附件齿轮箱从而转动APU主轴。相反方向时离合器脱开，启动机处于空转状态。当向箭头方向无法转动启动机时，说明离合器或附件齿轮箱连接的某个部件卡阻，导致附件齿轮箱无法运转。

2.4 6KA保险

6KA保险是APU启动电路的保险，在启动接触器和备份接触器闭合的状态下，28V直流电通过6KA保险和啟动机内阻接地，使启动机工作。由于启动机的内阻很小，在28V直流电供电的状态下，启动机有很大的启动电流。为了保护启动机以及沿路电器设备，在启动线路上游设置了400A的APU启动保险——6KA保险，防止线路过流。

空中客车公司针对A320系列机型的6KA保险熔断进行过研究，曾发现BUSSMANN公司的ANL400保险有部分参数不达标，出现未达到设定限值之前烧断，为此，空客推荐使用件号为NSA931130-12的保险。

131-9A型APU安装在A319飞机上，由于启动线路的导线长度相比A320和A321飞机都短，相应的线路电阻值降低，曾一度导致A319飞机的6KA保险熔断的情况显著高于A320和A321飞机。经空客和航空公司调查分析，在A319飞机启动线路上增加4米的导线长度可以增加线路的阻值，减少启动时的瞬时电流，减少6KA保险熔断频发的问题。

2.5 冷却风扇

冷却风扇是由附件齿轮箱驱动的单级轴流式风扇，它把从APU冲压风门进入的冷却空气，提供给滑油散热器和其他APU部件用来降温、冷却。在冷却风扇使用过程中，曾发现多起因风扇封严提前损坏，导致滑油内漏、转子叶片失衡、部件损伤现象，造成客舱异味、APU自动停车或APU无法启动的故障。

目前，飞机上广泛使用的冷却风扇（件号：3616140-7、3616140-10）采用一种双引导设计，这种设计对整个转动系统会作用一个不当的夹紧力矩，导致失衡。

经过HONEYWELL公司研究改进，采用单引导构型的封严，使得转动组件受力均匀分布，缓解振动的同时均衡了夹紧力矩，降低了轴承和封严的故障率。该构型冷却风扇（件号：3616140-11）已在2017年10月提供使用，同时发布TFU 49.26.00.009对冷却风扇问题进行说明。

3 典型排故步骤

3.1 故障描述

2018年6月25日，B-6470飞机地面滑行时APU自動停车，停车报告指示APU滑油滤堵塞。26日短停发现客舱异味，判断APU漏油，当天航后APU无法启动，6KA保险熔断。

3.2 排故过程

25日，检查APU磁堵时发现有金属屑，更换APU滑油滤和滑油后，运行15分钟检查没有金属屑产生飞机放行。

26日，该机短停时，客舱在使用APU引气时有异味，判断APU漏油，办理APU保留。当晚，APU无法启动，排故检查发现APU启动机控制电路6KA保险熔断。

28日，更换已熔断的6KA保险后，启动APU时，发现5KA启动接触器不能吸合，更换5KA后接触器正常吸合。但APU启动后6KA保险熔断，无法再次启动。

29日，更换启动机和离合器，故障依旧。

7月1日，与其它飞机交换ECB，故障现象依旧，排除ECB故障的可能性。并测量启动线路28V直流电压正常，启动机无短路现象。

2日，再次更换启动机和6KA保险，测试时6KA保险再次熔断。

3日，量线检查：启动线路导通、绝缘性均正常。从尾喷口检查：涡轮转子，未发现偏心现象。检查APU附件齿轮箱磁堵，有少量金属屑，更换滑油滤。检查启动机时，无法人工转动，发现附件齿轮箱卡阻。

为确认导致齿轮箱卡阻的原因，决定从冷却风扇开始逐一将连接在附件齿轮箱上的部件拆下判断。当拆下冷却风扇后，发现风扇叶片已严重破损，大量金属碎屑从风扇壳体内掉落出来，且风扇齿轮无法转动。

冷却风扇拆下后，附件齿轮箱可人工正常转动，卡阻现象消失。更换冷却风扇后APU启动正常，6KA保险没有再次熔断，客舱没有异味产生，故障彻底解决。

4 分析总结

本次故障最明显的现象是6KA保险不断熔断，APU不能工作。最初报告指示是：APU滑油滤堵塞。而实际故障根源是：冷却风扇卡阻。

在排查过程中，从更换APU滑油滤、滑油开始，到检查：启动线路导通、绝缘性、启动线路28V直流电压、启动机、尾喷口涡轮转子均都正常。再到依次更换可能触发故障的部件：5KA、启动机、离合器、与其它飞机交换ECB。

当排查到启动机时，发现齿轮无法人工转动，附件齿轮箱卡阻，拆到冷却风扇后，发现大量金属碎屑从风扇壳体内掉落出来，风扇齿轮无法转动。这时，才找到故障的真正原因。

该冷却风扇是TFU 49.26.00.009中提到的：使用双引导设计轴承封严的风扇，容易导致滑油内漏、转子叶片失衡、部件损伤。实际情况与TFU描述吻合，客舱出现异味，说明滑油内漏。部件破损，引发冷却风扇逐渐卡阻，使得APU在启动时需要更大的扭矩，引起启动机的电流超负荷运转，需要高电流，造成6KA保险过流熔断。冷却风扇完全卡死后，附件齿轮箱卡死，启动机不工作，APU无法启动。

在航线日常维修过程中，经常出现重复性的故障，维修人员都有经验解决。但是，遇到一些少见、罕见故障，在读取故障信息后，通过查找《手册》依然得不到有效的排故方法。只有依靠维修经验，运用排除法、梯次更换可能引起故障的部件，让排故范围由大变小，再通过飞机运行观察故障是否排除。最大限度的减少航材误拆，缩短维修时间，确保飞机安全正常运营。

5 结束语

APU的6KA保险熔断情况多样，据东航7年来数据显示，熔断主要集中在：70%是保险正常损耗熔断，20%是启动机短路或启动机离合器卡阻造成电流超限熔断，冷却风扇故障只占到2%，极少见。本文通过曲折的排故过程解读，为航线维修现场类似的排故提供经验和技术参考，以达到触类旁通、减少误换、节约成本、提高效率、确保适航、提升飞机部件品质之目的。

参考文献：

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