APU引氣活門卡阻引起啟動失效的故障排除

王林林

（長沙航空職業技術學院，長沙 410124）

1 故障描述

某航空公司做航前工作時，飛機右發無法正常啟動，在駕駛艙內觀察到APU引氣壓力只有15PsI。機組嘗試通過啟動左發交叉帶動右發，飛機左發也無法啟動。在監控頁面發現防喘控制活門sCV角度不到50°。

2 故障處理

APU在正常工作時，防喘控制活門sCV角度應為85°～90°，因檢查防喘控制活門sCV只有50°，對防喘控制活門sCV實施更換，更換完成后測試無滲漏，但發動機仍然無法啟動。打開APU艙檢查時發現各部件都正常。

APU正常工作時引氣壓力應為40PsI，因APU引氣壓力只有15PsI，檢查APU引氣部分，未發現管路滲漏。在檢查APU引氣活門時，發現當使用空調時，引氣活門卡阻，其角度位置為正常位置的一半。更換APU引氣活門，更換完成后測試無滲漏，雙發啟動正常，故障排除。

3 故障分析

發動機的啟動是指啟動機帶動發動機轉子從靜止狀態加速到慢車轉速，其主要有啟動部分和點火部分組成（見圖1），啟動部分由啟動機產生高扭矩傳遞到發動機轉子組件，從而帶動發動機從靜止狀態到慢車狀態，民航客機的啟動機是空氣渦輪啟動機，空氣渦輪啟動機依靠空氣沖擊啟動機渦輪葉片帶動啟動機轉動從而帶動發動機轉子轉動，其中，沖擊的空氣可以來自地面氣源、APU引氣、發動機交叉引氣，APU的引氣由引氣活門控制。點火部分的功用是當發動機達到點火轉速時，點火激勵器產生電流使點火電嘴產生電火花，使燃燒室產生高溫氣體帶動渦輪轉動，從而由渦輪和啟動機一起帶動發動機到慢車轉速。

APU主要為飛機提供電源和氣源,提供氣源的目的是滿足飛機增壓和空調的需要，以及用于飛機發動機啟動[1]。APU的引氣主要通過引氣活門控制。

引氣活門包括電磁活門、活門作動筒和活門位置電門。電磁活門由引氣電門控制，當接通引氣電門至ON位時，電磁活門接通，氣體通過電磁活門作動活門作動筒打開引氣活門，輸出一定壓力的空氣到啟動機,活門位置電門將信號傳送到駕駛艙。

經過APU引氣活門后的氣體壓力為40PsI,當外界條件發生變化時，引氣活門提供的氣體流量與啟動機所需的空氣不匹配，APU會發生喘振。為防止喘振進一步擴大，通過喘振防護系統將管路內的氣體放出，防喘防護系統如圖2所示。防喘防護系統感受負載壓氣機引氣管道中氣流流量的變化，當氣流流量降低或停止時，打開位于負載壓氣機引氣管道的旁通排氣管道中的喘振控制活門，防止壓氣機喘振[2]。當氣體通過防喘活門放出時，管道內的壓力會有所下降，當引氣流量與啟動機所需要的空氣流量匹配時，防喘控制活門sCV關閉，管道內壓力恢復到正常情況。

圖1 點火系統的組成

圖2 APU喘振防護系統

發動機不能正常啟動時，發動機出現的故障主要有以下三方面。第一，發動機啟動部分出現故障，出現該故障時，發動機將不能轉動，啟動部分主要有啟動電門、啟動活門、啟動機及連接管路，其故障源是啟動電門是不能扳倒位、啟動活門卡阻、啟動機不能正常工作、管路未連接好。第二，點火部分出現故障，出現該故障時，發動機將一直維持在點火轉速附近即啟動懸掛，點火部分的故障主要集中在點火激勵器不能產生足夠的電壓及點火電嘴出現老化。第三，當啟動部分和點火部分都沒有故障時，發動機不能正常啟動的主要原因集中在氣路方面，當發動機采用APU引氣時，根據APU的引氣結構圖，APU引氣故障主要表現在引氣活門和防喘控制活門這兩個部件，根據該故障現象，因防喘控制活門的角度只有50°，結合防喘控制系統的工作原理，當防喘控制活門出現故障時會引起APU引氣壓力降低，所以，認定是防喘控制活門出現故障，但防喘控制活門并不是引起APU引氣壓力低的根本原因，當引氣活門出現故障時同樣也會引起防喘控制活門打開，導致引氣壓力低，所以，對該種類型的故障要逐步排查，而且要先排除引氣活門的故障。

4 故障總結

該發動機不能正常啟動的主要原因是引氣活門故障導致引氣量不足，為防止APU發生喘振，APU防喘控制活門sCV打開到角度為50°，從而引發該故障。

在遇到相似故障時，首先應檢查發動機是否能夠冷轉，如果不能冷轉，說明啟動部分出現了故障，根據啟動部分的故障源進行排查。其次，檢查發動機是否能夠點火，如果不能點火，對點火系統所涉及的部件進行排查，當啟動和點火系統都沒有問題時，發動機不能正常啟動的故障就是在氣路方面存在問題，根據氣體的走向及駕駛艙顯示的參數，對發動機引氣各個涉及的部件進行檢查，重點注意APU的引氣電門位置是否和活門位置相同、APU的引氣活門是否卡阻、APU防喘控制活門sCV是否處于正常位置?；谏鲜霾襟E，設計了發動機不能正常啟動的排故流程，基于這一流程，當發動機不能正常啟動時，可以實現快速排查，避免多走彎路，保障航班安全運營。