某型APU排氣超溫故障分析及排除

張坤蓮

（中航飛機(jī)西安飛機(jī)分公司，陜西西安　710000）

某型APU排氣超溫故障分析及排除

張坤蓮

（中航飛機(jī)西安飛機(jī)分公司，陜西西安710000）

APU作為飛機(jī)的輔助動(dòng)力裝置，是單軸燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。主要功能是為飛機(jī)電網(wǎng)供電、向空調(diào)系統(tǒng)提供壓縮空氣等。當(dāng)APU啟動(dòng)后，可以在電源參數(shù)顯示器上顯示渦輪后排氣溫度，溫度異常時(shí)將直接影響APU的正常啟動(dòng)，及啟動(dòng)后的正常工作。本文簡要介紹了APU起動(dòng)系統(tǒng)的原理，系統(tǒng)的分析了造成此故障的幾種可能性，從最簡單的情況入手，逐步排除APU排氣超溫故障，并總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

APU排氣溫度燃油調(diào)節(jié)

1　故障情況

某型APU進(jìn)行蓄電瓶電源起動(dòng)時(shí)，觀察到電源參數(shù)顯示器上渦輪后排氣溫度（APU排氣溫度）值劇增到710℃，立即停止起動(dòng)APU。

2　APU起動(dòng)工作原理簡述

APU是作為飛機(jī)的輔助動(dòng)力裝置，是單軸燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。主要功能是為飛機(jī)電網(wǎng)供電、向空調(diào)系統(tǒng)提供壓縮空氣等。當(dāng)APU起動(dòng)時(shí)由起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，并向燃燒室內(nèi)供油，使其形成油氣混合氣，這時(shí)點(diǎn)火設(shè)備工作，點(diǎn)燃混合氣，油氣混合氣在燃燒室內(nèi)燃燒，使渦輪發(fā)出功率與起動(dòng)機(jī)一起帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)加速轉(zhuǎn)動(dòng)，直到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到獨(dú)立工作轉(zhuǎn)速。起動(dòng)時(shí)，通過參數(shù)檢測系統(tǒng)調(diào)整泵調(diào)節(jié)器的供油量，防止起動(dòng)時(shí)渦輪后燃?xì)鉁囟瘸^規(guī)定值，確保發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)成功。

3　故障分析及排除

APU在起動(dòng)過程中APU排氣溫度允許急增至不大于680℃，而該APU起動(dòng)排氣溫度達(dá)到了710℃，明顯超出了所規(guī)定的數(shù)值。故障出現(xiàn)后，根據(jù)此APU起動(dòng)工作原理及故障現(xiàn)象，以下幾點(diǎn)可能導(dǎo)致該故障。

3.1蓄電池故障

此APU起動(dòng)狀態(tài)有兩種：地面電源起動(dòng)和蓄電池起動(dòng)。由于此架機(jī)的APU在用地面電源起動(dòng)時(shí)一切正常，此故障只在蓄電池起動(dòng)時(shí)存在。當(dāng)蓄電池電壓過低或容量不夠而出現(xiàn)虛電壓時(shí)，起動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速將會受到影響，而起動(dòng)程序機(jī)構(gòu)還是按照起動(dòng)時(shí)間噴油、點(diǎn)火，這樣會造成起動(dòng)機(jī)渦輪尚未達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)速而造成APU排氣超溫。

經(jīng)過以上分析，更換機(jī)上蓄電池，進(jìn)行APU地面試車檢查，故障依然存在，因此排除了蓄電池故障的可能性。

3.2熱電偶故障

APU排氣溫度是通過熱電偶的熱電勢隨溫度的變化而變化的原理來測量溫度的。溫度升高，熱電偶產(chǎn)生的熱電勢升高；反之降低。當(dāng)排氣溫度發(fā)生變化時(shí)，熱電偶的熱電勢隨之發(fā)生變化，電源參數(shù)采集器采集熱電勢的變化后進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的溫度值送電源參數(shù)顯示器及發(fā)參進(jìn)行顯示。分別對兩路熱電偶的接線和外觀進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)異常，排除了熱電偶故障的可能性。

3.3起動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩較小或發(fā)動(dòng)機(jī)靜阻力矩較大

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子是由電力起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的。因發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子慣性很大，為了不使起動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的附件損壞，起動(dòng)電機(jī)采用逐步加大電機(jī)的輸出功率。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過程是分級進(jìn)行的，也就是分級起動(dòng)。在起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)提高輸出力矩的具體方法有以下幾種：

（1）降壓起動(dòng)。在電樞電路中串聯(lián)一個(gè)起動(dòng)電阻，它將起動(dòng)電源電壓降壓后加到電機(jī)上，做為第一級起動(dòng)。（2）短接起動(dòng)電阻起動(dòng)。在第一級起動(dòng)之后短接起動(dòng)電阻，提高加在起動(dòng)機(jī)上的起動(dòng)電壓，增加起動(dòng)電流。也叫兩組電源并聯(lián)起動(dòng)。（3）兩組電源串聯(lián)起動(dòng)。兩組電源串聯(lián)后加到電機(jī)上，提高起動(dòng)電壓。（4）減小磁通增大電動(dòng)機(jī)的力矩。在分級起動(dòng)的每一級起動(dòng)中，起動(dòng)電流、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、起動(dòng)時(shí)間都是相對應(yīng)的。通過對比故障件與正常情況下的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在空氣流量一定、起動(dòng)時(shí)間一定情況下，轉(zhuǎn)速上不去，APU內(nèi)高溫氣體排不出去，造成排氣溫度過高。

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上不去的原因就是發(fā)動(dòng)機(jī)供油量過小，因此決定增加發(fā)動(dòng)機(jī)供油量。對供油量進(jìn)行調(diào)整后，進(jìn)行地面APU蓄電池起動(dòng)檢查，APU起動(dòng)正常，各項(xiàng)參數(shù)符合要求，故障排除。

4　結(jié)語

通過排除此故障，使我們對此型APU電氣控制部分及燃油起動(dòng)系統(tǒng)的工作原理有了進(jìn)一步的認(rèn)識和提高。同時(shí)也使我們認(rèn)識到：在排除故障過程當(dāng)中，不能只考慮到某個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)，也應(yīng)考慮與其交聯(lián)的其它系統(tǒng)，對故障的分析應(yīng)全面考慮，敢于大膽猜測、合理想象。

［1］張曉剛.排氣超溫故障分析［J］.民營科技，2010（8）：26.

［2］秦海勤，徐可君.某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作超溫故障研究與分析［J］.燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，2015（3）：44-48.

張坤蓮（1982—），女，陜西西安人，本科，工藝員，研究方向：工程技術(shù)。