何金凤

一、 故障现象

某日航前，APU启动成功后，检查APU电源频率390HZ，引气压力25PSI左右，APU排气温度正常，当接通空调后，电源频率在390HZ与380HZ（指示器的最低值）、引气压力在十几PSI与0 PSI之间摆动，因航前时间不够，按照MEL49-1放行飞机，航后，进一步检查，故障现象稳定，与航前所反映的一致。

二、 系统原理（如图）

737飞机的APU系统由APU本体发动机以及为维持发动机正常运转的起动点火、燃油、空气、滑油、ETC、ECU等辅助设备组成。由于APU的启动正常，信号牌无故障指示，基本上可以排除启动点火、滑油系统，从现象来看，问题出现在APU的运转过程中用来保持运转的因素，进气、供油、负载供给等方面。

1、 供油方面：在APU启动过程中，三位电磁活门打开，使比例控制活门与加速限制活门连通，加速限制活门参照压气机出口压力与燃油压力，通过作用在加速限制活门膜片来控制该活门的开度大小，以决定回油的多少，从而保持与控制压力对应所需的燃油流量，使启动排气温度限制在安全值内；当APU转速达到95%以上，三通电磁活门关闭，APU的转速由燃油控制器的离心飞重控制，它根据功率指令来调节进入燃烧室的燃油流量与功率匹配，如果转速由于负载大而降低，飞重使得控制回油减少，相应增大了进入燃烧室的燃油流量，以提高转速到设定值；反之，如果由于卸载而转速上升，飞重就使控制器回油增多，减少供向燃烧室的燃油，降低转速到设定值。

2、 进气系统比较简单，由进气道，进气门及作动器和门位置电门等组成，在APU工作期间把外界空气导引进入APU压气机、燃烧室，与燃油混合燃烧产生能量，维持APU的运行，也有部分气体用于冷却。

3、 下面重点从APU的负载供给方面进行一下分析：APU有两大功能：供电和供气。无论是供电还是供气，都是对APU的负载需求，对于我们公司737机队所选装的GTCP85-129H型APU而言，因为对发动机的转速、燃油流量、振动值等参数均没有监控显示，所以我们看其带负载能力如何就只能看它的排气温度、引氣压力和APU电源电压、频率。

EGT的是由发动机的涡轮出口的两个热电偶分别向ETC传送电压信号，ETC将这两个信号进行比较并输出其中的较大值到内部电路进行计算，经过平衡电阻配平后再将处理结果输出，并以此驱动驾驶舱P5板上的APU排气温度表，将正确的结果显示在表上。由于EGT的指示是正常的，而且在加负载的过程中没有明显的突变，说明EGT方面不存在问题，在这里就不做详细分析了。

当转速大于95%后，将APU引气电门置ON位，打开APU引气活门就可以向飞机提供45±5PSI的引气，由装在空调舱的引气压力传感器向驾驶舱的引气压力表提供指示。

引气系统向空调系统，发动机启动系统以及其他引气系统供气，同时引气系统还可以减少飞机在空中或没有引气负载时的压气机喘振，引气系统主要由引气活门、比例控制活门、压差调节器、防喘振活门、三位电磁活门等部件组成，

A、 引气活门：当APU转速大于95%，电源系统就向引气活门供电，把APU引气电门打ON位，引气活门电磁线圈通电活门开，从APU压气机来的引气供给飞机用气系统。压差调节器感受APU压气机出口的压力，由计量活门限制其到引气活门的控制气压稳定在19PSI，此时比例控制活门提供过载保护，在APU工作过程中，因某些需要，APU的电负载和引气负载被全部接通，APU极有可能出现过载的情况即EGT超出正常工作限制，此时，ETC系统将控制比例控制活门作动使APU回到正常的工作状态，

B、 比例控制活门：由ETC控制，正常是由弹簧加载在开位，当ETC有电时，信号输入给力矩马达使活门关闭；当EGT超温（650℃）时，ETC的输出信号减弱，活门打开，气流将由两边的小孔进入APU的排气管。

C、 三位电磁活门：在APU启动过程中，三位电磁活门打开，使比例控制活门与加速限制活门连通，当APU转速大于95%，三位电磁活门关闭，使比例控制活门与APU引气活门连通，用以调节引气活门开度，保持EGT在正常范围内。

D、 防喘振活门：它防止飞行中APU压气机喘振，它在地面总是关闭的，在空中，当引气活门打开时它关闭，引气活门关闭时它打开。

APU驱动的交流发电机可以在地面为飞机各系统提供交流电源，也可以在空中作为主发电机的备份。当APU转速大于95%后，接通APU GB，发电机就向机上系统提供115V三相400HZ交流电源，同时向电压、频率表输出指示；

三、 故障分析

从故障现象来看，初步判断为APU带负载能力差，从AMM手册里面的故障隔离程序来看，没有符合要求的程序，将故障现象分解来看其隔离程序，也较为牵强，对排除故障几乎没有任何帮助，只有依靠我们自己对系统原理的分析和整理了。由于APU的启动过程是正常的，我们主要需从维持APU正常运转的条件入手来分析，APU的正常工作主要靠油气混合物燃烧产生的能量来维持，供油、供气或是引气方面出现问题的可能性就比较大了，从下图来看，有以下几种可能：

A、 FCU的性能差，使得所调节的供给燃烧室的燃油流量减少，从而导致燃烧产生的动能不足，进而导致APU的带负载能力下降，APU发电机的频率以及引气压力小于正常值就不足为怪了，在以前的排故过程中，因为FCU性能差导致APU负载能力差，甚至使得APU自动关车或无法启动的现象是比较常见的，根据故障现象和以前的经验我们初步判断为FCU的故障，并要件FCU。

B、 燃油喷嘴堵塞或雾化不好，导致参与燃烧的燃油流量减小或燃烧不充分，也会使燃烧产生的动能不足，负载能力下降，引起该故障现象的出现，有时也会导致APU自动关车或无法启动。

C、 APU的进气系统工作不良导致进气量不足，油气燃烧产生动能不足，引起故障的出现。

D、 引气供给管路或引气活门控制管路漏气使得APU负载能力变差。

从以上几种情形来看，我们首先检查了APU进气系统，进气门位置稳定，开度良好，在运行过程中保持稳定，没有异动；供气管路没有漏气，根据经验，FCU的可能性最大，航后，我们先更换了FCU，但是在换完后启动APU，故障现象依旧，与其它飞机互串了燃油喷嘴，故障依然。此时我们迷惑了，正在我们一筹莫展的时候…，突然想到如果堵上比例控制活门的排气口看看结果如何，正常了，电源频率、引气压力都恢复了，接通空调也正常，为隔离故障，我们与其它飞机互串了比例控制活门，故障现象并没有转移，再串ETC后，故障仍然存在，到底是什么原因导致这样的现象的出现呢？排故工作遇到了想象不到的困难。进一步分析可知，在APU正常工作期间，比例控制活门应该有一定量的放气，堵上该活门的排气口故障现象消失正好说明了这点，当EGT过高时，只不过它的放气量回增加而已。在这种状态下，如果三位电磁活门不好，在APU正常运转期间，转速大于95%之后它不關闭或关不严，这样会导致来自压气机出口的FCU的加速限制活门控制气流会流失一部分，控制压力降低，因为加速限制活门是参照压气机出口压力与燃油压力，通过作用在加速限制活门膜片来控制该活门的开度大小，以决定回油的多少，从而保持与控制压力对应所需的燃油流量，两者之间成比例的，当控制压力降低时，使得加速限制活门的回油增多，FCU的供油量减少，这样APU的带负载能力就下降了，供电频率以及引气压力都下降了。当接通空调后，负载更大了，压气机出口压力更低了，加速限制活门的回油增多，供油更少，发电机频率和引气压力进一步降低，当低到一定程度时，频率就低于380HZ，引气活门的控制气压太低而导致引气活门关闭。引气活门关闭后负载降低，压气机出口压力增加，加速限制活门的回油减少，FCU的供油增加，发电机频率、引气压力回升，此时，如果APU引气电门和空调电门都在接通位，那么将重复上述现象，导致发电机频率、引气压力的摆动。与其它飞机串件后，故障现象消失，因航材无件办理APU保留，次日，航材到件，更换三位电磁活门后正常，运行至今，故障再没出现。

四、 思考

通过这次排故，我觉得应该注意以下问题：

首先我们不能只依据手册，有的故障现象在手册的故障隔离程序里是没有的，即使有，有的不一定对，不一定合适，要根据实际情况，准确了解、掌握故障现象，酌情考虑。

在排故过程中不能盲目相信经验，有经验是好事，可以借签别人或自己总结出来的一些规律、方法等，有时会起到事半功倍的作用，但是我们还是应该根据实际情况，区别对待，在这次排故过程中，经验可以说让我们走了更多的弯路。

总之，在排故过程中，对故障现象一定要研究清楚，不放过细节，有时细节才是关键，在故障分析时，力求做到全面，理由充分。