淺析GTCP131—9A/B型APU試車(chē)中低滑油壓力故障

梁濱

摘 要：成都分公司發(fā)動(dòng)機(jī)部對(duì)GTCP131-9A/B型APU進(jìn)行翻修后試車(chē)，常遇到滑油系統(tǒng)的故障，文章根據(jù)GTCP131-9A/B型APU滑油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理，結(jié)合工作中遇到的滑油系統(tǒng)故障，找到導(dǎo)致故障的原因，提出相應(yīng)的排故措施，供大家參考。

關(guān)鍵詞：GTCP131-9A/B型APU；滑油系統(tǒng)功能介紹；故障排除

中圖分類號(hào)：TH17 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）20-0163-02

在大、中型飛機(jī)和大型直升機(jī)上，為了減少對(duì)地面（機(jī)場(chǎng)）供電設(shè)備的依賴，都裝有獨(dú)立的小型動(dòng)力裝置，稱為輔助動(dòng)力裝置即APU。

APU的作用是向飛機(jī)獨(dú)立地提供電力和壓縮空氣，也有少量的APU可以向飛機(jī)提供附加推力。飛機(jī)在地面上起飛前，由APU供電來(lái)啟動(dòng)主發(fā)動(dòng)機(jī)，從而不需依靠地面電、氣源車(chē)來(lái)發(fā)動(dòng)。在地面時(shí)，APU提供電力和壓縮空氣，保證客艙和駕駛艙內(nèi)的照明和空調(diào)；在飛機(jī)起飛時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)功率全部用于地面加速和爬升，改善了起飛性能；降落后，仍由APU供應(yīng)電力照明和空調(diào)，讓主發(fā)動(dòng)機(jī)提早關(guān)閉，從而節(jié)省了燃油，降低了機(jī)場(chǎng)噪聲。通常情況下飛機(jī)爬升到一定高度（5000米以下）APU關(guān)閉，但在飛行中當(dāng)主發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車(chē)時(shí)，APU可在一定高度（一般為10000米）以下的高空中及時(shí)啟動(dòng)，為發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)提供動(dòng)力，因此APU成為飛機(jī)上一個(gè)重要的不可缺少的裝置。在此就APU試車(chē)中的滑油系統(tǒng)中的低滑油壓力故障作一個(gè)簡(jiǎn)單的探討和分析。

1 APU滑油系統(tǒng)的組成及簡(jiǎn)介

APU滑油系統(tǒng)由下列部件組成，具體包含的部件有：潤(rùn)滑組件（滑油供油油濾、電機(jī)伺服油濾、高滑油溫度傳感器等）、滑油冷卻器、齒輪箱/油泵、低滑油量傳感器、磁堵、溫度控制活門(mén)、低滑油壓力電門(mén)、油氣分離器、管道及相應(yīng)的指示系統(tǒng)組成。

2 滑油系統(tǒng)的功用

（1）潤(rùn)滑：減少摩擦力，減小摩擦損失。相互運(yùn)動(dòng)的零部件表面被一定厚度的油膜所覆蓋，金屬與金屬不直接接觸，而是油膜與油膜接觸，在相互運(yùn)動(dòng)中減小了摩擦和磨損，延長(zhǎng)了零部件的使用時(shí)間，提高了零部件的可靠性。（2）冷卻：降低溫度，帶走熱量?；蛷妮S承和其他溫度高的部件吸收了熱量，并通過(guò)滑油冷卻器進(jìn)行降溫，達(dá)到冷卻的目的，改善了零部件的工作環(huán)境。（3）清潔：帶走磨損的微小顆粒?；驮诹鬟^(guò)軸承或其他部件時(shí)將磨損下來(lái)的金屬微粒帶走，在滑油濾中將這些金屬微粒從滑油中分離出來(lái)，達(dá)到清潔的目的。（4）防腐：金屬部件表面有一層一定厚度的油膜所覆蓋，將金屬與空氣隔離開(kāi)，使金屬不直接與空氣接觸，從而防止氧化和腐蝕。

3 相關(guān)部件分析

3.1 APU潤(rùn)滑組件

APU的潤(rùn)滑組件由一根驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)的七個(gè)油泵（三級(jí)增壓泵和四級(jí)回油泵）和其他零部件組成。增壓泵的作用是使滑油增壓，回油泵的作用是將滑油抽回油箱。當(dāng)APU起動(dòng)，通過(guò)齒輪箱中的齒輪傳動(dòng)軸與滑油泵中的壓力泵，滑油從齒輪箱中的油槽、發(fā)電機(jī)油腔與渦輪軸承腔中被吸起，壓力為67.5±7psi潤(rùn)滑油通過(guò)滑油冷卻器后到達(dá)滑油油濾，經(jīng)過(guò)過(guò)濾的滑油到達(dá)APU的起動(dòng)發(fā)電機(jī)、齒輪箱和渦輪軸承進(jìn)行潤(rùn)滑；如果滑油油濾堵塞，油濾旁通活門(mén)被打開(kāi)，提供50-70psi壓力的潤(rùn)滑油，以維持APU的運(yùn)行。在運(yùn)行中，如果滑油壓力變化，減壓活門(mén)保證恒定的潤(rùn)滑油到達(dá)發(fā)電機(jī)、齒輪箱和主要的軸承，以預(yù)防潤(rùn)滑系統(tǒng)的損壞。

3.2 滑油冷卻器

APU的滑油冷卻器安裝在APU尾部左側(cè)的一個(gè)鋁合金件，通過(guò)垂直氣流流過(guò)將熱滑油進(jìn)行的冷卻，經(jīng)冷卻后的滑油通過(guò)溫度控制活門(mén)流向APU?；屠鋮s器使滑油保持一個(gè)低于滑油溫度電門(mén)限制值的工作溫度。熱的滑油被回油泵從渦輪和齒輪箱收油池中抽回，送入滑油散熱器，將滑油導(dǎo)入內(nèi)部擋板隔開(kāi)的管路，流過(guò)殼體的內(nèi)側(cè)進(jìn)行冷卻。

3.3 低滑油量傳感器

此附件為APU試車(chē)時(shí)提供三種信號(hào)的信息：FULL、ADD和LOW，可以根據(jù)電腦測(cè)試的情況進(jìn)行判斷，同時(shí)結(jié)合油量觀察窗進(jìn)行補(bǔ)充。

3.4 磁堵

磁性金屬屑探測(cè)器裝有一個(gè)桿柄，插在管路上的拔棍式自動(dòng)封嚴(yán)插座里，向內(nèi)推，反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，即可取下。磁性金屬屑探測(cè)器安裝在回油路上，用來(lái)探測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件的工作情況，判斷軸承和齒輪的磨損情況。其內(nèi)部的永久磁鐵和濾網(wǎng)吸附鐵性的粒子，碎塊。磁屑探測(cè)器有自封活門(mén)防止磁性堵塞拆下時(shí)滑油流出。它們還可能接通駕駛艙的警告系統(tǒng)，提供飛行中的指示。

3.5 溫度控制活門(mén)

溫度控制活門(mén)決定滑油是否通過(guò)散熱器，當(dāng)滑油溫度低不需要散熱時(shí)，溫度控制活門(mén)打開(kāi)，滑油旁通；反之，溫度控制活門(mén)關(guān)閉。溫度控制活門(mén)有一個(gè)熱靜壓減壓閥和殼體組件，有四個(gè)油口，被用來(lái)控制APU的滑油溫度，如果滑油溫度較低，滑油直接從進(jìn)口到出口；如果滑油溫度升高超過(guò)限定值，則控制滑油經(jīng)滑油冷卻器冷卻后再流到油濾。

3.6 低滑油壓力電門(mén)

滑油低壓警告電門(mén)，連接在滑油供油管和油箱氣管之間，感受供油路上滑油壓力和油箱通氣壓力之間的壓力差，給出滑油壓力低壓警告。當(dāng)通往發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油壓力過(guò)低時(shí)，將接通此電門(mén)，APU停車(chē)，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。

3.7 油氣分離器組成

為防止滑油箱、齒輪箱和軸承腔中的壓力過(guò)高，在滑油系統(tǒng)中有通大氣的通氣口，在空氣通往機(jī)外之前，通過(guò)油氣分離器，去除氣泡、蒸汽，防止供油中斷，減少滑油消耗，空氣中的油滴將被油氣分離器分離出來(lái)，收集在殼體底部，經(jīng)油泵返回滑油箱，滑油繼續(xù)循環(huán)使用，空氣通到機(jī)外。

3.8 指示系統(tǒng)

滑油指示系統(tǒng)的功用是指示發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)工作是否正常，指出可能出現(xiàn)的故障?；椭甘鞠到y(tǒng)包括：滑油溫度、滑油壓力、滑油消耗量、壓差電門(mén)和警告燈等。

4 典型故障及分析、排故步驟

故障描述：APU冷轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)滑油壓力或APU進(jìn)入RTL狀態(tài)后，ECU監(jiān)測(cè)到低滑油壓力持續(xù)20秒。

2015年4月14日，在對(duì)P-7189APU（GTCP131-9B）進(jìn)行冷轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)了17秒后才有滑油壓力指示，而且滑油壓力只有14psi（手冊(cè)要求此狀態(tài)下的滑油壓力≥20psi），分析原因可能的潤(rùn)滑組件內(nèi)部沒(méi)有滑油進(jìn)行相應(yīng)的封嚴(yán)，抽油能力還沒(méi)有建立所致，經(jīng)檢查確認(rèn)后再次進(jìn)行冷轉(zhuǎn)，滑油壓力正常。

2015年5月6日，在進(jìn)行P-8113APU（GTCP131-9B）試車(chē)時(shí)，起動(dòng)成功后APU自動(dòng)停車(chē)，電腦顯示滑油濾故障，更換滑油濾杯上的壓力電門(mén)故障排除。同樣是這樣的故障現(xiàn)象，2015年7月13在進(jìn)行P-4868APU（GTCP131-9A）試車(chē)，該APU起動(dòng)成功后自動(dòng)停車(chē)，電腦自檢顯示滑油濾故障，根據(jù)提示更換了APU滑油濾杯上的的壓力電門(mén)，再次進(jìn)行試車(chē)起動(dòng)，起動(dòng)成功后APU又自動(dòng)停車(chē)，在此情況下，又更換了起動(dòng)發(fā)電機(jī)滑油濾杯上的壓力電門(mén)，起動(dòng)后APU運(yùn)轉(zhuǎn)正常，故障排除。這兩臺(tái)APU起動(dòng)成功后均是自動(dòng)停車(chē)，電腦顯示的故障信息也是一樣，但排除故障的最終地方卻不是同一處，根本上的原因是兩者的結(jié)構(gòu)不同，前者是單一線路，而后者是并聯(lián)線路，因此實(shí)際的排故措施視具體情況而定。同樣的故障現(xiàn)象，2015年3月5日在進(jìn)行P-3263 APU（GTCP131-9A）試車(chē)時(shí)，起動(dòng)成功后自動(dòng)停車(chē)，更換滑油濾，起動(dòng)后再次停車(chē)；經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是連接發(fā)動(dòng)機(jī)油濾濾杯上的壓力電門(mén)線路裸露短路造成，針對(duì)此線路進(jìn)行處理后起動(dòng)試車(chē)，APU沒(méi)有停車(chē)，故障排除。

2015年9月10日，在進(jìn)行P-9496APU（GTCP131-9B）試車(chē)?yán)滢D(zhuǎn)時(shí)，電腦顯示滑油系統(tǒng)無(wú)滑油壓力，經(jīng)分析與查找故障，最終更換了潤(rùn)滑組件后排除故障。

通過(guò)對(duì)滑油系統(tǒng)部件的分析，當(dāng)APU在試車(chē)中出現(xiàn)低滑油壓力故障時(shí)，采取的排故步驟：（1）完成車(chē)臺(tái)臺(tái)架電腦系統(tǒng)的自測(cè)。按檢測(cè)到LRU信息進(jìn)行處理：在進(jìn)行此工作時(shí)，我們要首先確定APU的工作狀態(tài)，是在進(jìn)行冷轉(zhuǎn)時(shí)還是在起動(dòng)階段還是在正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，不同的狀態(tài)有不同的指示，根據(jù)不同的指示完成相應(yīng)的檢查工作。APU起動(dòng)過(guò)程中，只要滑油壓力小于55psi，低滑油壓力電門(mén)使得該指示燈一直保持亮。APU運(yùn)轉(zhuǎn)工作中，只要滑油壓力低于45psi，低滑油壓力電門(mén)該指示燈就會(huì)亮起或使APU關(guān)車(chē)。（2）檢查滑油量是否不足。對(duì)滑油量不足的判斷稍加困難一些：觀察滑油觀察窗滑油平面的情況，在確認(rèn)滑油量不足的情況下，要首先明確我們加注滑油時(shí)是否按要求加注適量的滑油，運(yùn)轉(zhuǎn)中各管路有無(wú)大量漏油的情況存在，在試車(chē)中通過(guò)目視觀看或監(jiān)控監(jiān)視器顯示APU的尾氣情況：是否存在啟動(dòng)APU噴管后持續(xù)冒黑煙或運(yùn)轉(zhuǎn)中大量冒白煙，如有拆下燃燒室進(jìn)行檢查。（3）檢查APU外部管路滑油滲漏或滑油冷卻器損傷。此方法用目視的檢查就能發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樾×康臐B漏不會(huì)引起滑油壓力低的故障，只有較大的漏油故障才會(huì)導(dǎo)致故障的出現(xiàn)。（4）檢查滑油濾和磁堵是否有銀色或大量金屬顆粒。（5）檢查低滑油壓力電門(mén)（LOP）導(dǎo)線束是否破損。導(dǎo)線束有問(wèn)題則要使排故工作走很多彎路，此狀況的出現(xiàn)有一定的隱蔽性，這點(diǎn)在排故工作中要充分考慮到。（6）檢查潤(rùn)滑組件（壓力調(diào)節(jié)部分故障）。因潤(rùn)滑組件構(gòu)造復(fù)雜，引起故障的原因就要多些，要從七個(gè)泵，兩個(gè)油濾、釋壓活門(mén)、溫度傳感器等入手，綜合考慮。（7）檢查或更換ECU。

5 結(jié)束語(yǔ)

希望可以通過(guò)以上分析可以為試車(chē)排故起到一定的借鑒作用，同時(shí)也應(yīng)注意：不能死板地依據(jù)手冊(cè)，有的故障現(xiàn)象在手冊(cè)中是沒(méi)有的，要根據(jù)實(shí)際情況，準(zhǔn)確了解、掌握故障現(xiàn)象，全面考慮，綜合分析。

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