APU啟動過程中故障處理

林學偉

摘要：5728飛機，機組反映APU啟動時fault燈亮，ECU自檢有49-41012代碼，航后更換啟動發(fā)動機，該代碼指向部件較多，F(xiàn)IM的程序也較多，大多為通過更換部件方法來排除。通過查看FIM手冊，在APU啟動過程中通常會有三大類的代碼，49-41010 NO ACCELERATION SHUTDOWN，49-41011 NO FLAME SHUTDOWN，49-41012 NO APU ROTATION SHUTDOWN，這三類代碼指向了APU啟動過程中常出現(xiàn)的故障現(xiàn)象

關(guān)鍵詞：APU啟動;故障;處理

一、基本原理

首先看看APU的啟動過程：

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 主電門放起動位，釋放至接通位后，ECU和SCU對電負載短時檢測它們是否存在短路或斷路問題，如起動前自檢通過，則點亮低APU滑油壓力燈、打開進氣門和APU燃油關(guān)斷活門、APU點火系統(tǒng)投入工作，起動發(fā)電機進入起動模式。APU 電子控制組件ECU給起動轉(zhuǎn)換組件SCU發(fā)送信號，起動轉(zhuǎn)換組件SCU將從起動電源組件SPU處得到 270V 直流電，將 270V 高壓直流電轉(zhuǎn)換單相400HZ交流電供給SG勵磁線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流經(jīng)6個二極管整流后，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生磁場。解算器RESOLVER是將轉(zhuǎn)子的位置及轉(zhuǎn)速信號供SCU，將270V 高壓直流電轉(zhuǎn)換為三相可調(diào)的脈沖交流電（與勵磁同步），供給起動發(fā)電機三相定子線圈產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，使啟動發(fā)電機通過齒輪箱帶動 APU 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動且平穩(wěn)加速。

（2）當APU轉(zhuǎn)速加速至7%，F(xiàn)CU內(nèi)燃油關(guān)閉活門打開供油，起動發(fā)電機機和APU燃氣動力為APU加速;APU轉(zhuǎn)速加速至30%，低滑油壓力燈滅;APU轉(zhuǎn)速加速至60%，點火系統(tǒng)退出工作;APU轉(zhuǎn)速加速至70%，起動機發(fā)電機SG退出工作，處于準備發(fā)電階段。APU 電子控制組件從啟動轉(zhuǎn)換組件斷開啟動信號，當啟動信號斷開，SCU 和 SPU 給起動發(fā)電機斷電，起動發(fā)電機退出啟動模式，此后由 APU 渦輪單獨帶轉(zhuǎn) APU 轉(zhuǎn)子加速至額定轉(zhuǎn)速，95%時點亮“APU GEN OFF BUS”燈。

（3）：當APU 轉(zhuǎn)速超過95%（RTL）、起動發(fā)電機的發(fā)電頻率在范圍內(nèi)和無火警信號時AGCU 內(nèi)的GCR 閉合，產(chǎn)生VR 調(diào)壓許可信號，使SCU 中的GCR 閉合，SCU 中的電壓調(diào)節(jié)器控制起動發(fā)電機的輸出。

（4）ECU監(jiān)控APU轉(zhuǎn)速和排氣溫度，如有異常，則保護性自動停車，并設(shè)置相應(yīng)故障代碼，可通過CDU讀取。

二、故障處理

總結(jié)以上啟動過程，APU的啟動可以分為三個階段

1、APU啟動0%-7%轉(zhuǎn)速：該階段FCU內(nèi)燃油關(guān)斷活門還未打開，僅靠啟動發(fā)電機帶轉(zhuǎn)APU。（49-41012 NO APU ROTATION SHUTDOWN：當APU進口門打開20秒后，APU轉(zhuǎn)速不能達到7%，則APU自動停車，點亮P5板FAUL燈，ECU設(shè)置并存儲此故障代碼，如果啟動加速慢在該階段發(fā)生，可以隔離點火供油系統(tǒng)的故障。）自檢需要10秒，轉(zhuǎn)速上升需要3秒

2、APU起動7%-70%轉(zhuǎn)速：該階段已經(jīng)供油點火，啟動發(fā)電機和燃氣動力共同為APU加速。（49-41011 NO FLAME SHUTDOWN：起動轉(zhuǎn)速大于7%，但APU排氣溫度小于100°F（37.8°C），超過23秒后，則自動停車，點亮P5板FAUL燈，ECU設(shè)置并存儲此故障代碼。）需要10秒

3、APU起動70%-100%轉(zhuǎn)速：該階段啟4動發(fā)電機退出工作，僅靠渦輪單獨帶轉(zhuǎn)APU加速。（49-41010 NOACCELERATION SHUTDOWN：起動電門放“START”位，如無轉(zhuǎn)速信號或轉(zhuǎn)速過慢，超過12.5秒后，則APU自動停車，點亮P5板FAUL燈，ECU設(shè)置并存儲此故障代碼。）需要30秒

針對49-41012 NO APU ROTATION SHUTDOWN，轉(zhuǎn)速到7%過程，該過程中，ECU和SCU會首先對點火系統(tǒng)和其他部件進行測試，大概10秒鐘，測試通過后，SPU、SCU產(chǎn)生勵磁到啟動發(fā)電機，啟動發(fā)電機帶動APU轉(zhuǎn)動直到7%。參與主要部件有ECU、點火系統(tǒng)、SPU、SCU、啟動發(fā)動機等。

ECU負責整個系統(tǒng)的監(jiān)控和信號的發(fā)出，SPU有兩條系統(tǒng)，SCU監(jiān)控SPU并轉(zhuǎn)換電源，

如何確認以上部件沒有故障：再看FIM

電瓶：APU啟動時發(fā)動機運轉(zhuǎn)使用的是交流電，

SPU的AC-DC壞了，啟動時電瓶放電燈會亮，DC-CD壞了，就會有49-41297代碼

SCU：ECU會對SCU進行監(jiān)控，同時SCU本身也是控制器，也會自檢，注意ECU故障歷史和維護歷史的其他代碼。

ECU：FIM里列出了ECU故障的相關(guān)代碼。

啟動發(fā)動機：啟動發(fā)動機本身的軸承斷裂，旋轉(zhuǎn)二極管故障等，查看返修報告，啟動機的旋轉(zhuǎn)二極管，軸承都是易故障件，導致啟動發(fā)動機故障。

APU本體：注意查看磁堵，本體有沒有卡滯。

如出現(xiàn)啟動加速慢自動關(guān)車后再次啟動務(wù)必等待燃燒室余油拍完，并且有人在APU艙附近監(jiān)控，保證出現(xiàn)火警情況能緊急關(guān)斷APU。必須遵守手冊中APU啟動限制，15分鐘內(nèi)不能啟動APU超過3次，之后每次至少等待15分鐘再次啟動