A320飞机辅助动力装置故障研究

2016-10-19金冉

山东工业技术 2016年19期

关键词：进气口系统故障接触器

金冉

（南京航空航天大学金城学院，南京 211156）

A320飞机辅助动力装置故障研究

金冉

（南京航空航天大学金城学院，南京 211156）

本文研究了空客A320飞机辅助动力装置的主要故障，包括主启动接触器故障、进气口打不开故障、APU燃油控制组件故障、点火系统故障、电子控制盒的连接故障等，分析了导致各类故障的原因，详细描述了故障排除的流程。

A320；飞机辅助动力装置；故障；排故

1 引言

飞机辅助动力装置（以下简称“ΑPU”）是一台小型恒速燃气涡轮发动机。它采用单转子结构，转子轴上有两级离心式压气机和一级径流式涡轮，这种结构缩短了ΑPU的轴向尺寸。它的作用是在地面和空中向飞机各系统提供气源和电源［1］。

Α320系列飞机选装有三种型号的ΑPU，分别为GTCP36-300、131-9（Α）和ΑPS 3200，这三种ΑPU的构型和工作原理基本相同。本文以GTCP36-300型ΑPU为研究对象，研究其工作过程中出现的主要故障。

2 APU常见故障的排故方法

GTCP36-300型ΑPU故障的主要表现形式有以下几种［1-3］：主启动接触器故障、备用启动接触器故障、起动系统故障、传感器和油压开关故障、进气口打不开故障、ΑPU燃油控制组件故障、点火系统故障、速度传感器故障、电子控制盒的连接故障、速度指示系统故障等等。下面选取其中五个典型的故障，详细介绍导致故障的原因以及故障排除的方法。

2.1 主启动接触器故障

起动系统从飞机的直流电源系统上得到电源，将28伏直流电通过主启动接触器提供给起动发动机。当ΑPU启动时间较长时，很有可能是主接触器故障所导致的。一旦主接触器发生故障，将产生起动系统到起动发动机的供电问题，导致直流电无法供应给起动发动机。其次，线路接触器故障也可能导致ΑPU启动时间较长。如果线路接触器发生故障，将无法产生接地信号，影响电源的供应。另外，电子控制盒的故障也是导致ΑPU启动时间较长的重要原因。电子控制盒直接控制电流的输送，如果电子控制盒故障，电流也无法从电源系统输送到起动发动机上。

如果在启动过程中出现ΑPU自动关机，当ΑPU启动时间过长，此时就需更换主接触器。如果故障仍然存在，则需检查启动接触器的接地信号，如果没有检查到接地信号，就要重新做一个检查，修复线路接触器，如果只检查到接地信号，就要从电子控制盒开始检查，再维修主启动接触器。检查和维护备份启动接触器，再检查和维修从电子控制盒到起动发动机的部分，如果故障仍然存在，则更换电子控制盒。排故流程如图1所示。

2.2 进气口打不开故障

进气口位于ΑPU的前端，如进气口打不开，空气无法进入到ΑPU，ΑPU无法正常工作。进气口打不开很有可能是因为空气制动器故障，空气制动器主要控制进气口的打开与闭合，如不能正常打开的话，空气无法进入，使得ΑPU不得不停止工作。电子控制盒的故障也可能会造成进气口打不开，电子控制盒如有故障，将无法驱动空气制动器，也会使ΑPU关机。

如果测试到故障消息，需要对进气传动装置或电子控制盒进行检查，若ΑPU停止工作，则说明进气传动装置打不开，此时需要更换空气制动器。如果故障仍存在，则更换电子控制盒，若电子控制盒更换后故障仍存在，需要对电子控制盒以及连接器进行检查，修复从连接器到地面的线路。排故流程图如图2所示。

2.3 APU燃油控制组件故障

ΑPU燃油控制组件负责提供稳定的燃油流量，并保证发动机在要求的转速下稳定工作。燃油控制组件发生故障很有可能是由于燃料切断电磁阀故障所导致的。燃料切断电磁阀一旦故障，连接器将发生短路，燃油无法正常供给，迫使ΑPU停止工作。当连接器没有发生短路，但燃油控制组件仍存在故障的话，那就是由于燃油控制单元损坏所导致的。当电子控制盒到燃油控制单元的排线发生故障时，也会使燃油控制组件发生故障。

如果在启动和测试期间发生ΑPU关机，若燃料中央单元没有火焰，需要断开连接器并检查燃料切断电磁阀，如果连接器短路，需要更换燃料切断电磁阀，如果连接器不短路，需要更换燃料控制单元。如果故障仍存在，就要检查并修复从电子控制盒到燃料控制单元的排线，如果故障仍然存在，更换电子控制盒。排故流程如图3所示。

2.4 点火系统故障

点火系统为高能点火，通过离心电门控制。一旦点火系统发生故障，ΑPU将停止工作。点火单元是导致点火系统故障的重要原因，点火单元发生故障将无法点燃燃烧室内的油气混合物，无法使ΑPU正常运行。如果电子控制盒到点火单元之间的排线出现问题时，也将引起点火系统故障。排线一旦出现开路或者短路，电子控制盒无法把电流输送给点火单元，点火单元将无法正常工作。

如果在启动过程中出现ΑPU关机，此时点火单元没有火焰，需要更换点火单元，如果故障仍存在，检查从电子控制盒到点火单元的排线中是否存在开路或短路。如果故障仍存在，则更换电子控制盒。排故流程如图4所示。

2.5 电子控制盒的连接故障

在ΑPU运行期间，如电子控制盒发生故障，ΑPU将出现启动时间长、无法加速和低油压的状况。进口导向叶片作动筒和喘振控制阀无法正常工作很大一部分原因是电子控制盒故障。电子控制盒的故障很有可能是电子控制盒内部元件故障导致的，一旦内部元件故障，使得电流无法正常传递，导致ΑPU的很多组件无法正常运作。其次，电子控制盒内部元件与元件之间的连接故障也会导致ΑPU大部分组件无法正常运行，ΑPU将无法启动。

如果在操作测试期间出现ΑPU关机，若电子控制盒故障、开始时间过长、没有加速、低油压和速度损失，此时需要更换电子控制盒。如果故障仍存在，断开进口导向叶片作动筒的连接，再做ΑPU运行试验并且忽视进口导向叶片作动筒的故障信息。如果没有电子控制盒相关的故障消息，就更换进口导向叶片作动筒，如果故障仍存在，断开喘振中央活门，再做ΑPU运行试验并且忽视喘振中央活门的相关故障信息。如果没有电子控制盒相关的故障信息，就更换喘振控制阀。如果故障仍存在，断开燃油控制组件的连接，再做ΑPU运行试验并且忽视燃油控制组件有关故障信息。如果没有电子控制盒相关的故障信息，则更换燃料控制单元。排故流程如图5所示。