737NG飛機APU 供電啟動系統(tǒng)排故淺析
王 磊
737-700飛機設計較為成熟，部件的可靠性較高，因此故障發(fā)生率一直保持在一個較低的水平，但近來我們保障的某架該機型飛機 APU啟動發(fā)電機卻接連發(fā)生故障，通過參與該故障的排除工作，使本人對 737-700 飛機 APU啟動和供電系統(tǒng)的工作有了更深層次理解，現(xiàn)將本人在排故過程中的一些心得寫出，供大家參考。
一、 APU 供電控制和啟動系統(tǒng)的組成和原理簡介
1 、 APU 供電控制系統(tǒng)
APU 供電控制系統(tǒng)主要由 APU 發(fā)電機控制組件、啟動轉(zhuǎn)換組件、啟動發(fā)電機和 APU 電子控制組件組成。 APU 發(fā)電機控制組件提供APU 發(fā)電機 1 號電門和 2 號電門的位置給匯流條電源控制組件，輸出接通電壓調(diào)節(jié)器信號給啟動轉(zhuǎn)換組件，給出 APU電源可用信號給匯流條電源控制組件，并提供過壓、欠壓、過頻、欠頻、過流、欠速和差動等保護控制。啟動轉(zhuǎn)換組件把直流電轉(zhuǎn)換成交流電供給啟動發(fā)電機，并在發(fā)電機發(fā)電階段提供勵磁電壓。啟動發(fā)電機在啟動過程中作為電動機帶轉(zhuǎn)APU 轉(zhuǎn)子，在發(fā)電過程中作為發(fā)電機提供電源給飛機用電系統(tǒng)。 APU 電子控制組件向通用電子組件提供 APU 信息。
2 、 APU 啟動系統(tǒng)
APU 啟動系統(tǒng)主要由 APU 電子控制組件、啟動發(fā)電機、啟動電源組件和啟動轉(zhuǎn)換組件組成。當 APU 主電門接通后， APU電子控制組件發(fā)出啟動信號給啟動轉(zhuǎn)換組件，啟動轉(zhuǎn)換組件將從啟動電源組件處得到 270伏的直流電，轉(zhuǎn)換成三相交流電提供給啟動發(fā)電機，由啟動發(fā)電機通過齒輪箱帶轉(zhuǎn) APU 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，當 APU 轉(zhuǎn)速達到 70% 額定轉(zhuǎn)速時， APU電子控制組件取消對啟動轉(zhuǎn)換組件的啟動信號輸入，啟動轉(zhuǎn)換組件不再從啟動電源組件處得到直流電，啟動發(fā)電機退出啟動狀態(tài)，此時由 APU 渦輪單獨帶轉(zhuǎn)APU 轉(zhuǎn)子加速至額定轉(zhuǎn)速。
二、故障分析與排除
該飛機在杭州短停時， APU 出現(xiàn)掉電，機組停車后再啟動 APU 不成功， APU 電壓、電流指示為 0 。在通用電子組件上做 APU 自檢有“ NO APU ROTATION SHUTDOWN ”、“ SCU SHOWS FAILED GEN DIODE ”、“ SCU SHOWS GEN UNDERVOLTAGE”維護信息，根據(jù)故障現(xiàn)象我們首先拆檢了磁堵，磁堵上干凈無金屬屑，這樣排除了齒輪箱機構(gòu)機械損傷產(chǎn)生卡阻使啟動發(fā)電機無法轉(zhuǎn)動的可能性；接著我們從原理分析可知，如果啟動轉(zhuǎn)換組件故障同樣會導致APU 掉電和啟動不成功現(xiàn)象，在更換啟動轉(zhuǎn)換組件后故障仍未排除；此時故障部件的最大可能性定格在啟動發(fā)電機上，通常啟動發(fā)電機的損壞有兩種情況，一是線路故障，如線圈出現(xiàn)斷路，此種故障可通過測量啟動發(fā)電機相關線路的阻值加以判斷；二是內(nèi)部機械損傷，建議拆檢啟動發(fā)電機回油濾，因為對啟動發(fā)電機軸承的潤滑在其回油路上有獨立的油泵和油濾，如果啟動發(fā)電機軸承出現(xiàn)磨損或損壞可直接通過拆檢啟動發(fā)電機的回油濾得知，所以為判定故障原因我們對比測量了即將拆下和裝上的啟動發(fā)電機相應線圈電阻，阻值基本相同，緊接著我們拆檢了啟動發(fā)電機回油濾，發(fā)現(xiàn)有大量雜質(zhì)和少量金屬屑，據(jù)此判定啟動發(fā)電機內(nèi)部損傷造成此次APU 故障。
三、排故回顧
這起 APU故障得以在較短時間內(nèi)徹底排除，一是源于機組人員對故障現(xiàn)象的詳細描述，其次是排故人員對故障系統(tǒng)構(gòu)造和原理較為熟悉，準備工作充分。在排除本起故障過程中，我們認為有一些值得注意的地方：
1 、 APU 故障類型很多，有時由于機組對故障現(xiàn)象觀察不夠仔細，有價值的故障信息反饋少，此時排故人員為進一步了解故障情況，個別會再次啟動APU （這種情況在 737-300 飛機 APU 的排故中較為常見），而對于部分 APU 故障，在未做相關檢查前，盲目啟動 APU ，可能會造成APU 相關部件的再次損傷，如本次 APU 故障，在通用顯示組件上做 APU 自檢有“ NO APU ROTATION SHUTDOWN”維護信息，如果故障原因是啟動發(fā)電機內(nèi)部機械故障，此時啟動 APU ，有可能出現(xiàn) APU阻轉(zhuǎn)力矩很大，啟動電流也很大，而啟動發(fā)電機轉(zhuǎn)速很小甚至不轉(zhuǎn)動的情況，此類情況嚴重時會造成啟動發(fā)電機內(nèi)部過熱，燒毀線圈，形成部件的二次損傷。
2 、此外在對啟動轉(zhuǎn)換組件進行更換時，手冊中有明確要求，件號為 1151858-245以下型號的啟動轉(zhuǎn)換組件在未判明是啟動轉(zhuǎn)換組件或啟動發(fā)電機故障時，不能先更換啟動轉(zhuǎn)換組件，否則如果是啟動發(fā)電機損壞，可能會造成啟動轉(zhuǎn)換組件的再次損壞，而對于件號為1151858-250 以上型號的啟動轉(zhuǎn)換組件由于經(jīng)過相應改裝，則無需擔心此類情況發(fā)生。
四、小結(jié)
作為一名機務人員要想快速、準確、徹底地排除故障，筆者認為應該努力做好以下幾點：
1、排故時應注重與機組的溝通，及時、清楚地了解故障發(fā)生的過程，出現(xiàn)故障時的視覺、聽覺警告信號。作為排故人員詳盡掌握故障發(fā)生時的第一手資料，對故障的判斷往往起著至關重要的作用，尤其是一些間歇性的故障。
2 、加強對手冊相關知識的理解和運用。熟練掌握各系統(tǒng)的工作原理，部件間的相互關系可以幫助我們迅速準確判明發(fā)生故障的部件及部位。
3 、加強排故信息交流，充分利用波音網(wǎng)站、機務論壇等信息平臺以獲知更多有價值的信息。
4 、注重排故經(jīng)驗的總結(jié)與積累，每次排故結(jié)束后應將個人的一些排故心得及時記錄下來，供大家交流分享。

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