朱新煜/北京飞机维修工程有限公司成都分公司

1 背景介绍

GTCP131-9A/B 型APU 通常被选装在空客A319/320/321 型系列飞机和波音737NG 系列飞机上。该型APU 为三段式结构，由动力段、负载压气机以及一个包含齿轮箱和发电机的组件构成，通过一根涡轮轴上的两级涡轮直接驱动负载压气机和齿轮箱及其附件，涡轮轴由2 个轴承组件作为支撑，由一个装在飞机上的数字电子控制盒（ECB）来控制APU 的工作状态，并实现APU 与飞机之间的信号传输。

由于该型APU 的涡轮轴采用的是前后2 点轴承支撑结构形式，轴承在高速运转过程中需要润滑和冷却，因此在齿轮箱内安装了减速齿轮或从动齿轮来驱动发电机/起动机、滑油泵、冷却风扇等LRU 附件。除了2 个主轴承外，齿轮箱里还有12 个（131-9A 型）/10 个（131-9B 型）高速运转的轴承也需要冷却和润滑。正常使用过程中，滑油会产生消耗，按照波音和空客飞机的维护手册要求，滑油消耗量是维护飞机时需要关注的指标，当滑油消耗量出现异常增高时，需要进行故障排除。引起滑油消耗量异常的原因有很多，给航线维护和排故带来困难。习惯上航线维护中将滑油消耗量异常分为两类。一类为APU在使用过程中由维护人员可以直接目视观察到的在APU 外部的滑油渗漏，称为APU 滑油外漏；另一类是日常维护过程中无法直接目视观察到，但滑油消耗量明显高于正常消耗量的APU 滑油渗漏，称为APU 滑油内漏。

本文对APU 的两类滑油渗漏情况进行分析，并提出快速处理方法。

2 分析与处理

2.1 外漏的分析和处理

出现滑油外漏时，通常在APU 外部可以发现较多的滑油痕迹。应先清除油迹，再运转APU，以便目视检查滑油渗漏点。APU 外部与滑油渗漏相关的附件有：1）齿轮箱上的滑油附件，包括发电机、冷却风扇、滑油泵等LRU 件；2）齿轮箱上相关连接的滑油管路接头；3）齿轮箱上因制造工艺而加工的盲堵头。除第三种情况外，上述部位可以直接接近，因此，运转APU 后，从有油迹的位置开始仔细查找，目视就可发现相关渗漏部位和部件。前两种情况通过更换相关附件、零件间结合面的封圈、重新紧固相关连接接头即可实现故障的快速排除。当发现齿轮箱上的工艺盲堵发生滑油渗漏时，航线维护无法进行处理，但仍可进行快速判断，将APU 下发后返厂维修。

需要注意的是，后轴承回油管与后轴承座的连接，OEM 采用的是金属封严垫与短管连接后再与轴承座滑油孔紧密贴合的设计方式，此处的连接防滑油渗漏OEM 厂家已进行过多次的SB 改装升级，如果判断发现是滑油回油短管与后轴承座之间漏油，通常需要通知APU 修理厂家提供在翼支援，更换金属封严垫甚至回油短管。后轴承座回油短管及封严垫结构如图1 所 示。

图1 后轴承回油管及封严垫

图2 APU滑油路径分布图

2.2 内漏的分析和处理

APU 滑油路径分布图如图2 所示，包括冷却风扇（仅GTCP131-9A 有）、滑油泵、发电机（GTCP131-9B 为启动发电机）、齿轮箱组件、齿轮箱油气分离器及排气管路、APU 前后主轴承及润滑管路、滑油散热器等附件及管路。

如果APU 出现了内漏或者是由APU 外观目视检查不易发现的渗漏情况，每日滑油消耗量居高不下，飞机每飞行几个航段就需要添加滑油以维持APU 的正常运转，就可以判断APU 或其LRU 附件出现了滑油内漏，需要及时查找原因排除故障。

滑油内漏一般分为两种情况。第一种情况是在APU 余油排泄桅杆各余油管口处发现滑油渗漏；第二种情况是渗漏的余油从APU 排气后尾喷口处漏出。以GTCP131-9B 型APU 为例说明，由图2 可知，可能发生滑油内漏的地方有：齿轮箱油气分离器、前轴承碳封严、后轴承篦齿空气封严、后轴承碳封严、滑油散热器以及LRU 附件内部等，当这些部位发生内漏，渗漏的滑油大都通过APU 后尾喷排气管排入大气中，或者从余油排泄桅杆处流出并排入大气中，APU外表面没有滑油痕迹。因此，需要对各个可能发生滑油内漏的部位进行分析。

1）第一种情况

第一种情况是APU 余油排泄桅杆各余油管口处发现滑油渗漏。

根据图2，自左向右分别将三个余油管出口设为A、B、C。

余油管口A 连接进气导向器作动筒（IGVA）余油口、燃油调节器（FCV）、滑油泵余油口、防喘活门（SCV）余油口共4 个LRU 附件，其中任一附件发生内漏都会在A 出口处发现新鲜油迹。由于IGVA、SCV 是使用燃油作为液压传递介质作动的附件，因此可以排除滑油渗漏的可能性。而燃油调节器2 个轴承的润滑是由流过滑油泵的滑油来完成的，余油管收集的是燃油调节器2 个轴承之间的渗漏滑油，因此A 出口有滑油漏出时，最大的可能就是燃油调节器内部封严失效造成的渗漏，因此航线维护时可直接更换燃油调节器予以排除。

余油管口B 连接着APU 的负载压气机轴承封严腔，出现油迹的最直接原因就是封严组件出现问题。此处的封严只能在返厂修理时才能更换，因此，此处发现滑油渗漏超过AMM 手册标准时的航线解决办法只能是更换APU。

余油管口C 连接的是与滑油相关的部附件，主要有燃烧室壳体、后轴承封严组件、滑油散热器。由于燃烧室壳体处无滑油通道，只可能有燃油余油流出，因此可排除滑油渗漏的可能。后轴承封严和散热器处的余油管主要收集后轴承封严组件和滑油散热器处渗漏的滑油，可以通过断开与滑油散热器处相连的余油管接头后运转APU 来观察是否有滑油渗漏，快速判断渗漏是来自散热器还是后轴承封严组件。散热器出现渗漏时，通常会观察到散热器上的灰尘在滑油渗漏处附近是湿润的，其颜色与干燥的灰尘有明显区别，通过这个现象也可以帮助快速判断。如果是滑油散热器渗漏，可通过更换散热器来排除；如果是后轴承封严组件渗漏，则需尽快拆换APU。

2）第二种情况

第二种情况是渗漏的滑油从APU 后尾喷管随APU 燃烧后的高温气体排出。

从图2 可以看出，通过后尾喷管可能排出滑油的地方有两个。

一个是齿轮箱上的油气分离器，从滑油中分离出的空气经油气分离器空气出口及连接的排气管路排入APU 尾喷管，随APU的高温尾气一同排到大气中。如果油气分离器的封严效果不佳，可能出现较多的滑油通过油气分离器管路排放到尾喷管中，导致APU 运行时滑油消耗量增加，而且目视检查是无法在APU 外表发现渗漏痕迹的。这种情况的航线判断措施是将该通气管路在后尾喷管连接处的接头分开，目视检查管路接头处是否有滑油。也可以通过内窥镜从飞机尾部查看该通气管口在后尾喷口内壁处的情况，若有滑油渗漏，后尾喷管处应该会出现大量因高温产生的滑油积炭，而且尾喷管内壁上的油迹也应该十分明显，如图3 所示。航线处理办法应是尽快联系APU 修理厂家，希望能提供在翼支持服务，否则只有更换APU。

图3 油气分离器排气管口的积炭

另一个是后轴承腔渗漏的滑油。后轴承腔封严效果不佳时，滑油会通过后轴承腔渗漏到后尾喷管中，随高温气体排出，造成APU运行时滑油消耗量增加。这种故障在航线维护的例行检查中很难发现。严重时可能会在飞机尾部观察到APU 排除的白烟，这是因为随着APU停车时转速的逐渐降低，篦齿封严空气压力端的压力也不断降低，导致滑油渗漏到后尾喷口内，经高温尾气加热后雾化，随尾气排出。若出现这种情况需及时更换APU。

3）第三种情况

根据图2 以及上述分析可知，余油管口B 处滑油渗漏是前轴承滑油封严内漏造成的。前轴承滑油封严采用的是碳封严和空气篦齿封严结构形式，当碳封严或空气篦齿封严失效时都会出现滑油内漏。需要特别强调的是，前轴承区域的位置较为特殊，APU 的引气从负载段引出并送入飞机各系统中，而前轴承封严的位置就在引气口的正中间，当飞机空调使用APU 引气时，若引气中含有渗漏的滑油，滑油经高温引气加温后随空调系统送入飞机驾驶舱和客舱，导致油烟味漫布在飞机驾驶舱和客舱中，使飞行员和旅客的感受极差。也许此时余油管口B 处还看不到滑油油迹，但为了获得舒适的客舱体验，应该及时拆换APU 送厂家修理。

3 总结

从以上分析可以看出，航线运营中APU 出现滑油渗漏时，可通过目视检查快速地将故障分为外漏和内漏两种情况，外漏可通过直接更换渗漏的LRU件来处理，或重新拧紧松动的相关接头；内漏则需要增加一些辅助步骤进行判断，有条件的话可以向APU 修理厂家提出在翼支援要求。虽然APU 滑油消耗量大故障不会影响飞行安全，但仍可能造成航班延误以及机组和乘客的不适。希望通过本文的分析，帮助航线维护人员更加准确地判断APU 滑油消耗量高原因，减少航班延误，减少拆换APU 的次数，提高机组和乘客的舒适度。