GTCP131—9B型APU引气系统故障浅析

摘要： 本文针对GTCP131-9B型APU引气系统故障，提出了相应的解决思路。

关键词： GTCP 131-9B；APU；引气系统

中图分类号：V267 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）33-0030-02

0 引言

GTCP 131-9B型APU（辅助动力装置）为飞机在地面及空中提供电源及气源。APU为飞机增压、空调系统及发动机启动提供气源，为娱乐系统、灯光、指示等机载设备提供电源。APU故障分为电源故障，引气故障，漏油及高滑耗，点火系统故障等等，其中引气系统故障率最高，对航班运行影响较大，如引气系统无法工作，则必须要依靠地面气源车才能启动发动机，这极易造成航班延误。

1 工作原理

APU引气系统主要部件为：①负载压气机；②进口导向叶片；③进口导向叶片作动器；④引气活门；⑤防喘活门；⑥压力传感器（PT、DP、P2）。

APU引气系统工作原理简介如下：飞机所需气源从负载压缩机进入APU。进口导向叶片作动器从ECU端接收飞机所需气源量大小的指令，利用伺服燃料作为动力，控制进口导向叶片的打开角度，从而控制APU进气量的大小。当APU转速达到95%之后，接通APU引气开关，ECU将发送一个打开信号至APU引气活门，使其作动并打开，为飞机提供气源。APU引气活门是一个电控气动式活门。APU运行过程中对负载压缩机的防喘保护是通过APU防喘活门来实现的，ECU利用APU和飞机的各项运行参数，计算出防喘活门的正确位置，并通过力矩马达来控制防喘活门，从而达到最佳的防喘效果。

P2传感器测量APU负载压气机的入口压力。PT传感器测量负载压气机的排放总压。DP传感器测量排放总压和扩散器处的静压。压差等于总压力减去静压力。三个压力传感器是为ECU提供压力参数，进而准确控制APU的各部件。简要图示请见图1。

2 案例解析

APU引气故障为最为常见，主要报告现象为APU无引气、引气压力低，引气时有时无等。表1是国航重庆基地近三年故障统计表，可以看出APU引气故障无论从发生次数还是所占比例都是逐年递增的。APU引气系统涉及部件较多，一旦出故障需要具体分析，下面我们将分析国航重庆基地曾发生的三起疑难引气故障，希望在遇到类似故障现象时能给排故工程师提供参考。

案例一：2012年5月11日B-5202机机组反映APU引气压力低，自检有代码49-52191 （IGV作动器与指令位置不一致）。根据故障代码所指和以往排故经验判断为IGV作动器故障，更换了IGV作动器后测试正常。但5月13日机组再次反映该故障，更换了APU引气活门，并再次更换IGV作动器，测试APU引气压力依旧偏低，这就让我们怀疑是什么原因造成了引气压力偏低，是否因为IGV的开度不够，造成进气量不足？检查APU状态监控，此时发现本机的IGV开度与其他飞机对比明显偏低，继续按手册要求拆开IGV连杆端，检查其伸缩量并不能满足手册要求的1英寸（25.4mm）（见图2）。

故障总结及建议：IGV卡阻导致进气量不足，使得引气压力偏低。因IGV不是航线可更换件，更换APU后送修排除了该故障。此故障现象为APU引气低，通常故障原因为IGV作动器卡阻，或APU引气活门卡阻，但该故障为IGV本体卡阻，原因较隐蔽，这为今后的排故提供了新的思路。

案例二：2012年12月3日B-5220机机组反映APU无引气，但供电正常，自检无故障代码。这种无代码的故障比较棘手，首先将ECU与其他飞机对串，地面测试故障依旧。进而检查APU状态监控发现IGV角度无变化，更换了IGV作动器后测试故障依旧。这让我们再次回到原点，因为引气部件较多，不能再盲目更换件，还是从APU状态监控入手。再次监控从APU启动到接通电源这一过程的参数变化，最终发现DP SENSOR参数自始至终都无变化。更换DP SENSOR后，引气正常，排除该故障。

故障总结及建议：APU引气压力低可能为引气活门，防喘活门或IGV作动器卡阻导致，但无引气则传感器故障可能性更大，如有故障代码则按手册完成排故，如无故障代码则可先观察APU状态监控，根据参数变化来判断故障件。

案例三：2013年7月28日B-5325机机组反映APU运行时突然无引气，多次操作引气电门后引气正常，自检无故障代码。当日更换APU引气单向活门，此后该故障多次反映，现象均为APU运行时突然无法引气，先后更换了IGV作动器及压差传感器，引气活门、防喘活门，控制面板，均无效。后经多次量线检查终于发现为压差传感器端头导线内部断裂，使得该压差传感器信号时断时续，从而造成该故障。

故障总结及建议：线路故障因接触时好时坏，故障现象不能在地面重现而干扰工程师排故思路，现随着机队机龄的增加线路故障也有增多的趋势，故今后排故特别针对此类时隐时现的故障，应加强线路检查。

3 总结

APU在飞机运行中起着重要的作用，在电气源不能保障的航站如APU故障会造成长时间延误。在处理此类故障时应当从维护手册中找出其工作原理，认真分析其可能发生故障的部件。特别是线路问题造成的故障现象时有时无，这给排故工程师的排故思路带来了较大干扰，需要仔细研究线路图册通过量线来判断部件及线路是否存在问题，为以后的排故积累更多的经验。

参考文献：

[1]The Boeing Company.B737-600/700/800/900 Aircraft Maintenance Mannual[Z].Illinois：The Boeing Company.2014.

[2]The Boeing Company.B737-600/700/800/900 System Schematic Mannual[Z].Illinois：The Boeing Company.2014.

[3]林贵平，袁修干，张成宽.飞机环控系统引气分系统动态性能分析[J].北京航空航天大学学报，1997（05）.