黄华　朱明　密世乾

摘要：进气导向叶片（IGV）作动筒是APU系统的关键组件，本文分析了进气导向叶片作动筒的原理及常见故障，并详细剖析了两种常见故障代码，为进气导向叶片作动筒的部件维修和航线排故提供技术指引。

关键词：进气导向叶片;进气导向叶片作动筒;APU;APS3200，故障代码;部件维修

0 引言

进气导向叶片作动筒简称IGVA，其作用是在APU低功率運转时，机械传输控制进气导向叶片的角度，降低进气攻角，减少APU引气流量，达到防止喘振的目的。APU电子控制盒（ECB）根据APU转速，发送电流指令控制IGVA内部的伺服阀，通过燃油液压力控制IGVA作动杆的行程，并机械传输控制进气导向叶片的角度;同时IGVA内部线性可变差动传感器，反馈IGVA作动杆的实际位置给ECB，形成闭环控制。鉴于IGVA是APU系统的关键部件，且APS3200型APU的IGVA故障率较高，本文对该型IGVA原理和常见故障进行剖析，为航线维护和附件维修工作提供技术支持，以减少排故时间，提高部件的可靠性。

1 进气导向叶片作动筒工作原理

该型IGVA为燃油系统液压力作动筒，由壳体、伺服阀、线性可变差动传感器（LVDT）、活塞、作动杆组成，油路接口包括回油口、供压口和干排口。回油口和供压口连接APU燃油系统，形成流量回路;活塞杆上采用双密封，当密封件磨损或失效时，燃油将通过干排口流至回油总管，航线排故时可通过检查干排口，来判断IGVA是否漏油。IGVA导线和原理如图1、图2所示。

伺服阀的电流由ECB控制，电流参数为0mA或100mA，伺服阀的零位电流为42～62mA。当电流为0mA时（小于零位电流），伺服阀的控制压力和供油压力一致，即图2活塞左右侧燃油压力一样，而活塞左侧液压力横截面积比右侧略大，根据流体力学公式：F（力）=P（压力）S（横截面积），故活塞左侧液压力大于右侧，活塞在液压力的作用下保持在伸出位置;当电流为100mA时（大于零位电流），伺服阀的控制压力等于回油压力，远小于供油压力，故活塞左侧液压力小于右侧，活塞在液压力的作用下保持在收回位置。LVDT初级线圈为供电线圈，由ECB提供3.5Vrms、3000Hz的正弦波电信号;LVDT和活塞一起随动，并反馈次级线圈的感应电压给ECB，用于计算IGVA位置是否一致，形成闭环控制。

2 进气导向叶片作动筒常见故障剖析

IGVA与其他燃油系统部件相比，结构简单，故障也相对单一，常见故障为伺服阀故障、LDVT失效、漏油等。

2.1 伺服阀故障

伺服阀是IGVA的执行控制元件，多由于零位电流超标或线圈断路导致失效。对于电阻线圈断路，可以通过检查电气插头1和2钉（见图1）的电阻来判断故障，CMM手册要求的电阻范围为75± 15Ω。零位电流超标在飞机上的故障表现为：进气导向叶片动作迟滞或完全不作动（上述故障也会由APU系统其他关联部件导致，这里主要针对IGVA故障源）;如果进气导向叶片动作迟滞，伺服阀的零位电流超差一般超过上限62mA，但仍小于100mA，所以功能正常，性能下降;如果进气导向叶片IGV完全不作动，则是由于伺服阀的零位电流已经超出100mA，导致其功能失效。具体的伺服阀零位电流数值可以在部件测试中检测。由于伺服阀故障导致IGVA故障拆换的比例高达70%，厂家也意识到该伺服阀故障率较高，已于2017年12月发布了专门针对该伺服阀的改装APS-49-320152，更换现有伺服阀，提高IGVA的可靠性。

2.2 LVDT失效

LVDT是IGVA的反馈元件，大多是由于线圈电阻超标或断路导致其故障。CMM手册要求的初级线圈电阻（3和4钉）范围为23±5Ω，次级线圈电阻（5和6钉）范围为47±10Ω。航线排故可以结合电阻要求，测量IGVA对应插钉，准确判断故障源。

2.3 漏油

IGVA漏油故障大多是由于动态密封件失效。伺服阀内部及作动杆处的密封都是动态密封，随着使用时间的增加或油液污染，导致动态密封件磨损失效，表现为伺服阀外漏或干排口漏油。由于该IGVA的伺服阀缺陷，装机使用时间偏低，动态密封件还没有到达使用寿命，所以漏油的故障明显低于同类燃油系统作动筒，漏油故障导致IGVA故障拆换的比例仅10%。如图3所示，常见漏油位置为伺服阀的结合面处和干排口。

2.4 常见故障代码

代码053，IGV ACTUATOR （8014KM）：意思是：加速率过低，同时IGV角度过小（或未打开），这种情况容易引起APU自动关车。当出现053故障代码时，TSM手册排故顺序如下：检查IGV在关闭位置;如通过，则脱开IGVA作动筒，检查进气导向叶片是否活动顺畅，若不顺畅则更换APU，若顺畅则直接更换IGVA作动筒;如果故障依旧，检查ECB至IGVA作动筒的导线。结合IGVA维修经验及上述分析，该故障代码更换的IGVA多由伺服阀故障引起。

代码118，IGV ACTUATOR （8014KM）意思是：IGV未在指令位，动作迟滞，这种情况容易引起负载压气机喘振或APU超温。当出现118故障代码时，TSM手册排故顺序如下：推拉检测进气导向叶片机械结构，若通过则检查ECB至IGVA作动筒（插钉3、4、5、6）之间的导线。该故障根源为LVDT反馈位置和ECB指令位置不一致，故障源包括ECB、IGVA作动筒和连接导线。结合CMM要求，航线排故时可以加入IGVA作动筒的LVDT电阻检测，以便准确判断和隔离故障件。

3 总结

本文介绍了进气导向叶片作动筒的原理及常见故障，同时针对性介绍了两个高发性故障代码，通过维修资料的结合使用，可以更加快速准确地判断故障源。航线排故依据文件是AMM和TSM等，需在不同的组件之间寻找故障源，即横向排故;附件维修排故的依据是CMM手册，需对单个组件进行深入排查，找到具体引发故障的源头，即纵向排故。通过横向排故和纵向排故的相互结合，分析总结故障的成因，即可以增加航线排故的深度，提高排故效率，也可指引车间的维修工作，提高部件维修质量。有助于提高部件的可靠性，并降低航空公司维护成本。

参考文献（略）

作者简介

黄华，工程师，主要从事气动燃油系统部件的维修及技术工作。

朱明，工程师，主要从事气动燃油系统部件的维修及管理工作。

密世乾，工程师，主要从事燃油系统部件的维修及管理工作。