APU启动过程中故障处理

林学伟

摘要：5728飞机，机组反映APU启动时fault灯亮，ECU自检有49-41012代码，航后更换启动发动机，该代码指向部件较多，FIM的程序也较多，大多为通过更换部件方法来排除。通过查看FIM手册，在APU启动过程中通常会有三大类的代码，49-41010 NO ACCELERATION SHUTDOWN，49-41011 NO FLAME SHUTDOWN，49-41012 NO APU ROTATION SHUTDOWN，这三类代码指向了APU启动过程中常出现的故障现象

关键词：APU启动;故障;处理

一、基本原理

首先看看APU的启动过程：

The ECU controls the APU start sequence. This is the start sequence：

·At 0 percent speed and before the start system is energized，the ECU energizes the ignition unit

·At 0 percent speed for start or 7 percent speed for restart，the ECU energizes the starter-generator

·At 7 percent speed，the fuel solenoid valve opens

·At approximately 30 percent speed，the Low oil pressure light（P5）goes out

·At 60 percent speed the ignition unit de-energizes

·At 70 percent speed，the starter-generator de-energizes

·At 95 percent speed，the APU can supply electrical power up to 41，000 feet（12，500 meters）. The APU can also supply air up to 17，000 feet（5183 meters）

·The APU accelerates to 100 percent speed.

（1）當APU 主电门放起动位，释放至接通位后，ECU和SCU对电负载短时检测它们是否存在短路或断路问题，如起动前自检通过，则点亮低APU滑油压力灯、打开进气门和APU燃油关断活门、APU点火系统投入工作，起动发电机进入起动模式。APU 电子控制组件ECU给起动转换组件SCU发送信号，起动转换组件SCU将从起动电源组件SPU处得到 270V 直流电，将 270V 高压直流电转换单相400HZ交流电供给SG励磁线圈产生感应电流经6个二极管整流后，在转子上产生磁场。解算器RESOLVER是将转子的位置及转速信号供SCU，将270V 高压直流电转换为三相可调的脉冲交流电（与励磁同步），供给起动发电机三相定子线圈产生旋转磁场，使启动发电机通过齿轮箱带动 APU 转子转动且平稳加速。

（2）当APU转速加速至7%，FCU内燃油关闭活门打开供油，起动发电机机和APU燃气动力为APU加速;APU转速加速至30%，低滑油压力灯灭;APU转速加速至60%，点火系统退出工作;APU转速加速至70%，起动机发电机SG退出工作，处于准备发电阶段。APU 电子控制组件从启动转换组件断开启动信号，当启动信号断开，SCU 和 SPU 给起动发电机断电，起动发电机退出启动模式，此后由 APU 涡轮单独带转 APU 转子加速至额定转速，95%时点亮“APU GEN OFF BUS”灯。

（3）：当APU 转速超过95%（RTL）、起动发电机的发电频率在范围内和无火警信号时AGCU 内的GCR 闭合，产生VR 调压许可信号，使SCU 中的GCR 闭合，SCU 中的电压调节器控制起动发电机的输出。

（4）ECU监控APU转速和排气温度，如有异常，则保护性自动停车，并设置相应故障代码，可通过CDU读取。

二、故障处理

总结以上启动过程，APU的启动可以分为三个阶段

1、APU启动0%-7%转速：该阶段FCU内燃油关断活门还未打开，仅靠启动发电机带转APU。（49-41012 NO APU ROTATION SHUTDOWN：当APU进口门打开20秒后，APU转速不能达到7%，则APU自动停车，点亮P5板FAUL灯，ECU设置并存储此故障代码，如果启动加速慢在该阶段发生，可以隔离点火供油系统的故障。）自检需要10秒，转速上升需要3秒

2、APU起动7%-70%转速：该阶段已经供油点火，启动发电机和燃气动力共同为APU加速。（49-41011 NO FLAME SHUTDOWN：起动转速大于7%，但APU排气温度小于100°F（37.8°C），超过23秒后，则自动停车，点亮P5板FAUL灯，ECU设置并存储此故障代码。）需要10秒

3、APU起动70%-100%转速：该阶段启4动发电机退出工作，仅靠涡轮单独带转APU加速。（49-41010 NOACCELERATION SHUTDOWN：起动电门放“START”位，如无转速信号或转速过慢，超过12.5秒后，则APU自动停车，点亮P5板FAUL灯，ECU设置并存储此故障代码。）需要30秒

针对49-41012 NO APU ROTATION SHUTDOWN，转速到7%过程，该过程中，ECU和SCU会首先对点火系统和其他部件进行测试，大概10秒钟，测试通过后，SPU、SCU产生励磁到启动发电机，启动发电机带动APU转动直到7%。参与主要部件有ECU、点火系统、SPU、SCU、启动发动机等。

ECU负责整个系统的监控和信号的发出，SPU有两条系统，SCU监控SPU并转换电源，

如何确认以上部件没有故障：再看FIM

电瓶：APU启动时发动机运转使用的是交流电，

SPU的AC-DC坏了，启动时电瓶放电灯会亮，DC-CD坏了，就会有49-41297代码

SCU：ECU会对SCU进行监控，同时SCU本身也是控制器，也会自检，注意ECU故障历史和维护历史的其他代码。

ECU：FIM里列出了ECU故障的相关代码。

启动发动机：启动发动机本身的轴承断裂，旋转二极管故障等，查看返修报告，启动机的旋转二极管，轴承都是易故障件，导致启动发动机故障。

APU本体：注意查看磁堵，本体有没有卡滞。

如出现启动加速慢自动关车后再次启动务必等待燃烧室余油拍完，并且有人在APU舱附近监控，保证出现火警情况能紧急关断APU。必须遵守手册中APU启动限制，15分钟内不能启动APU超过3次，之后每次至少等待15分钟再次启动