内容发布更新时间 : 2024/12/26 4:07:07星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
737NG飞机APU的引气系统和故障浅析
在我们日常维修工作中,737NG飞机APU系统的故障是比较常见的故障。飞机在地面发动机关车以后,靠APU或地面设备为飞机提供电源和气源。如果APU失效,飞机就得通过地面气源和电源设备为飞机供气供电,并且在发动机启动时还得靠地面气源车提供气源启动发动机,飞机得在机位上启动一台发动机,然后在用这台发动机的气源去启动另一台发动机,增加了安全风险。在炎热的夏日,APU失效,飞机就失去了空调系统的气源,降低了飞机的舒适度。所以为了提高飞机的舒适度,就需要我们维修人员能够快速排除故障。下面我就来介绍一下飞机的引气系统的构成和典型故障,希望能为各位同行快速排故提供帮助。
737NG APU概述 737NG飞机使用的APU为联信(Alliedsignal)131-9B,APU发电机在32000英尺(9754米)能供应90KVA的电能,在41000英尺(12500米)高度以下能供应66KVA的电能,在15000英尺(4572米)高度以下能同时供应电源和气源。在17000英尺(5183米)高度以下时,可以单独供应气源。在41000英尺高度以下APU可被启动。
737NG飞机APU引气系统的构成 在737NG的引气系统中,主要有这些部件组成,分别为负载压气机、进气导向叶片(IGV)、进气导向叶片作动器(IGVA)、引气活门(BAV)、压力传感器(PT、DP、P2)和防喘控制活门(SCV)。其中压力传感器又分为总压传感器(PT)、压差传感器(DP)和进气压力传感器(P2),在所有的这些部件当中,除了负载压气机和进气导向叶片,其他部件均为航线可更换件。下图给出了各部件的具体位置。
APU引气系统的控制 APU电子控制组件(ECU)是APU整个系统中的核心部件。ECU会发送信号到IGVA来控制IGV的角度。通常在关车状态下,IGV的角度为15°。在APU的转速达到95%,APU引气活门关闭,IGV的角度会关到20-24°,以保证在空载时有足够的空气进入来冷却负载压气机,当引气电
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门打到ON位,ECU就会发送一个信号到BAV,打开BAV。ECU也会发送信号到SCV,确保有足够的空气流过负载压气机,防止负载压气机喘振,SCV上的线性可变差动变压器(LVDT)会把当前SCV的位置反馈回ECU。当APU引气电门打到ON位,ECU接到引气信号控制BAV打开,同时燃油控制组件(FCU)将增压的伺服燃油送到IGVA,驱动IGV转过一个合适的角度,将气体引到负载压气机,通过APU引气关断活门将气体输送到飞机气源系统,同样IGVA上的LVDT会把IGV的位置信号反馈给ECU。ECU同时输送一个信号给SCV,当有引气需求时,SCV关闭,当无引气需求时,SCV打开,将负载压气机的引气从APU尾部排放出去。APU的供气量多少由ECU控制IGVA,进而控制IGV来实现的,而ECU的控制又取决于压力传感器等信号。下图为APU引气系统的控制简图
APU引气系统的故障分析 根据APU系统的组成,在遇到APU引气故障时,我们可以初步判断可能的原因有:APU引气电门故障、APU引气活门故障、ECU故障、SCV故障、IGV故障、IGVA故障、负载压气机故障、压力传感器故障。在排故前首先要在驾驶舱CDU上进行APU自检,根据故障代码,通过故障隔离手册(FIM)进行排故。当没有故障代码时,应该根据部件特性进行判断,确定部件和线路是否有故障。
APU引气系统部件故障分析 1 、APU引气电门
APU引气电门是一个两位开关,只有ON和OFF两个位置;当将该电门放到ON位时,将引气信号送到ECU,ECU再控制其他部件,将气体引到飞机用气系统。如果ECU接受不到该电门发出的引气信号,那么BAV不会打开,APU将不会有引气输出。可以通过直接测量电门通断来判断电门是否工作,当然,更好的办法则是测量电门输出到ECU的电压是否正常来判断。
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2 、APU引气活门
APU引气活门是一个电控气动型活门,由弹簧加载保持在关位;当ECU输出引气信号时,活门本体上的电磁活门打开,将气体引到弹簧负载作动筒的上腔,在气体压力的作用下,碟形活门打开,APU引气通过该活门进入飞机气源系统。我们可以通过BAV本体上的活门位置指示来判断活门工作是否正常。当APU引气电门打到ON位时,引气活门应该打开,此时活门位置指示应指在OPEN位;否则,表示活门工作异常。造成活门不能完全打开或关闭的原因可能是:APU引气长时间流过活门,会在蝶形活门上堆积污染物,造成活门卡阻,使得活门不能打开或完全打开,产生APU无引气或引气压力低的故障现象。活门的老化也会造成引气活门本体的失效。平时工作中可用扳手转动活门的驱动轴来检查活门的顺滑性。 3 、ECU
ECU是APU工作的核心部件,它控制着APU的所有功能,如启动,加速,停车,引气,供电等以及电路探测和故障隔离,我们可通过在驾驶舱里CDU上进行APU自检,以判断ECU的工作状态。 4、 IGCA/IGV
IGVA是一个电控液动型作动筒,接受来自ECU的电信号。进口导向叶片作动筒根据ECU的信号驱动进口导向叶片打开一定的角度。当进口导向叶片作动筒接受到ECU的信号后,来自FCU的伺服燃油到达IGVA的头端,驱动IGV在15°~115°自由转动,气体经过IGV进入负载压气机,然后通过APU引气活门输送引气到飞机气源系统。一个LVDT将进口导向叶片作动筒的位置信号反馈到ECU,ECU根据其他信号精确地控制IGV的角度,以合适的引气量满足飞机用气系统的需要。
如何判断IGVA工作是否正常,首先要确定来自FCU的伺服燃油能否到达作动筒的头端;第二就是判断控制作动筒本体上的电磁活门的电压是否接通;判断第一种情况就是断开作动筒上燃油进口管,接通APU引气电门,若有燃油流出,说明来自FCU的伺服燃油能够进入作动筒,反之亦然;对于第二种情况,就是接通APU引气电门,用万用表测量电器插头,看是否有电压通过,若有电压通过,说明从ECU到IGVA的整个电路是通路;反之亦然;上述两种情况有存在,而APU仍然没有引气,我们就可以断定是IGVA的问题。
另外一种判断IGVA的好坏是通过LVDT,但是我们首先要确定LVDT是正常工作,可以用万用表测量;然后我们在CDU上查看IGV的角度是否随着用气系统负载的改变而改变,如果IGV的角度不变,则可以确定是IGVA的问题。IGV和负载压气机都在APU的核心机里,我们只能通过孔探判断其好坏。 5、 SCV
SCV是一个碟型活门,由一个电控液动的作动筒驱动,以防止APU负载压气机在工作时发生喘振。在APU正常工作时,当APU引气电门打到OFF位时,SCV是打开的;当APU引气电门打到ON位时, SCV是关闭的。如果,当APU引气电门打到ON位时,SCV一直保持在开位而未能关闭,那么APU负载压气机的引气就会通过SCV排出到APU尾部,APU引气活门自然就没有引气提供给飞机的气源系统了。
APU出现故障也可按照“最低设备放行清单(MEL)”放行。但APU故障会使旅客的舒适性上大打折扣,因此,航空公司在运营过程中也非常注重APU故障的处理效率,能够及时排除的,不会按照MEL保留。这就要求维修人员要及
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