一起典型的 APU 引气活门卡阻导致起动发动机失效的故障分析

jlhuang_05 · 发表于 2016-7-15 21:30:10

一起典型的 APU 引气活门卡阻导致起动发动机失效的故障分析，通过APU数据监控页面的参数发现了问题，但还是出现些小插曲，走了些弯路。

一起典型的APU 引气活门卡阻导致起动发动机失效的故障分析
一、故障现象
航前B-5XXX 飞机启动右发时，机组反映右发无法启动，APU引气压力只有15PSI 左右，机组尝试启动左发，故障现象依旧。地面观察左右发启动时转子转动很慢.
二、航材清单

三、排故流程
1，为避免影响其它飞机正常推出，将飞机拖回原桥位，联系机组检查P6 和P18 跳开关面板正常，用地面气源车启动左发正常，推出后交叉启动右发正常。MEL 保留放行飞机。
2，航后根据FIM 49-55 TASK 807：
做E 项初始评估，APU 当前无故障，进入监控页面（APU 运行限制页面）发现使用双空调高流量时防喘控制活门SCV 角度最大不到50度（正常应为85-95 度）。更换APU 防喘控制活门，测试无渗漏，但故障依旧。下图为使用双空调时B-5419 飞机和正常飞机的SCV 开度：

做F 项故障隔离：
（1）检查APU 引气部分管路未发现渗漏
（2）检查APU 引气活门位置时，发现在使用空调高流量时引气活门位置大概只打开正常位置的一半左右。
更换APU 引气活门，测试正常。双发干冷转测试，双发N2 至25%时间均为18 秒左右，测试正常，关闭保留。
四、故障分析
用APU 引气起动发动机时引气压力低，仅有15PSI 左右，可能是APU 提供的引气有问题,也可能是管路有渗漏。后用地面气源起动正常，基本可以排除管路渗漏的可能性，以下重点分析APU 引气问题。
首先我们来了解发动机起动过程中的冷转部分。APU 引气电门打在开位，引气活门在开位，起动电门打到地面位时，ECU 接收到起动大发信号，ECU 输出信号控制APU,使其运行起动大发模式， IGV 开度增大，SCV 关闭，APU 给发动机提供高压力高流量的引气，起动活门打开，发动机转动，N2 转速上升。

根据FIM 手册及结合线路图分析，起动大发时引气压力低可能的故障件是：发动机起动电门，ECU，APU 引气活门，防喘活门（SCV），APU 压缩机导向叶片（IGV）及其作动筒，压差传感器（DP），总压传感器(PT)，或者这些部件之间的连接线路有问题。如下图：

APU 自检当前无代码，维护历史无近期故障代码，无相关的引气故障代码。这说明APU 当前并未检测到任何故障信息。事实上，从此故障原因也可以看出，APU 引气活门卡在半开位，而ECU 检测到APU 引气活门已经在开位，所以并不能检测当前引气活门有问题。打开APU舱，目视检查各部件正常。

启动APU，供电正常，能提供引气，地面冷转发动机故障现象依旧。使用APU 引气可以正常使用空调，但发现当使用单组件空调时，引气总管压力最高只有25PSI。对比其他飞机，使用单组件时引气总管压力最高能达到40PSI.进入APU 监控页面发现使用双空调高流量时防喘控制活门SCV 角度最大为50 度（对比其他飞机及手册参数，正常应为85-95 度，接近关位），其他参数正常（可以排除其他故障件的可能性）。怀疑SCV 卡阻在50 度，无法正常关闭，导致APU 引气漏气从而输入到总管的压力低。为确定SCV 有无问题，观察SCV 指示器，发现最大只能关到50 度左右（因发现认为SCV 卡阻，此时未注意观察APU 引气活门指示器情况）。更换SCV，但故障依旧。

更换SCV 后,观察其在双空调高流量状态下依旧只能关到50 度左右。后检查APU 引气活门位置时，发现在使用单空调高流量时引气活门位置大概只是打开正常位置的一半左右。更换APU 引气活门，故障排除。分析SCV 失效打开原因如下。
首先我们来了解SCV 的目的及工作原理。

可见，SCV 打开放气的目的是从压缩机排出足够的气流，防止喘振。换句话说，压缩机排气流量过低时SCV 打开，以防止喘振。而只有引气管路不顺畅时才会出现排气流量低的情况（引气渗漏并不会导致SCV 打开放气）。起动大发时，压缩机IGV 开度大，提供的引气多，流量大，而APU 引气活门卡在半开位，没有完全打开，压缩机未能排出足够的气流，ECU 通过DP 和PT 计算出压缩机排气流量过低，发出指令控制SCV 打开放气。
5，经过查找可靠性网站，在南航机队已经发生19 起因APU 引气活门卡阻在半开位而引气压力低的故障（因APU 引气活门失效而引气压力低或者无引气的故障有76 起）。其中7 起是在起动发动机过程中才发现的。其他12 起是在使用APU 引气开空调时发现。可见在使用APU 时注意观察引气压力是非常重要的，能提早主动的发现问题并排除故障，从而提高航班的正常率。

五、注意事项
1， SCV 正常开度为10（开位）到90（关位）
2，引气活门在APU 监控页面上只有开和关位，没有打开的角度，即使只在半开位，也会显示开位。所以除了要在监控页面查看指示状态外，还要在活门实体上观察活门指示器的位置。活门正常情况下要么在全开位，要么在全关位。
3，建议使用APU 的时候，使用APU 引气打开单组件空调查看总管压力最高能达到多少，一般最高能达到30 到40PSI,如果达不到这个值，很有可能是APU 引气压力有问题。下图是正常情况下单组件空调APU能提供的最高压力。外界气温不同时单组件空调下APU 提供最高的压力也不一样。

六、排故结论
此故障因为APU 引气活门卡在半开位，起动大发时，虽然ECU控制APU 输出高流量和高压力的引气，却也发现引路不顺畅（通过DP 和PT 数据算出压缩机排流量）而控制SCV 打开放气，所以发动机起动过程中未得到足够的引气压力和引气流量，故无法正常起动。所以发动机起动不成功的原因是APU 引气活门故障。

快速排除此故障的技巧：查看APU 运行参数，检查APU 引气活门位置与APU 引气电门是否一致；同时还得查看APU 引气活门动作有无卡阻现象，能否打到全开位。正常情况APU 引气活门要么全开要么全关。若发现不在全开或全关，可能是活门有问题。另外从此故障得出，SCV指示不正常，开度没有符合要求，并不能以此判定是SCV 的问题，而应该结合整个APU 引气系统分析SCV 失效打开或者关闭的原因。

一心相悬 · 发表于 2016-7-15 22:34:45

好文先顶了

NiQuitinCQ · 发表于 2016-7-15 23:39:21

引气活门开度不够，导致气路堵塞，管路压力升高，ECU控制SCV开大开度放气，是这个原理吗？

tcg75 · 发表于 2016-7-16 06:41:36

引气压力低怎么不先检查APU引气问题？

jlhuang_05 · 发表于 2016-7-16 07:21:56

niquitincq 发表于 2016-7-15 23:39
引气活门开度不够，导致气路堵塞，管路压力升高，ECU控制SCV开大开度放气，是这个原理吗？ ...

是的，所以看了APU数据监控以为是SCV的问题，因为活门在数据监控已经显示打开了

xinger437 · 发表于 2016-7-16 08:36:38

总结的好到位，谢谢分享！！！！

NiQuitinCQ · 发表于 2016-7-16 09:10:56

jlhuang_05 发表于 2016-7-16 07:21
是的，所以看了APU数据监控以为是SCV的问题，因为活门在数据监控已经显示打开了
...

737的APU的BAV的开度在FMC看不到啊？？

爱飞的小学徒 · 发表于 2016-7-16 10:10:00

很好的一片经验分享，学习了

tcg75 · 发表于 2016-7-16 12:17:19

jlhuang_05 发表于 2016-7-16 07:21
是的，所以看了APU数据监控以为是SCV的问题，因为活门在数据监控已经显示打开了
...

检查不够全面，不够具体，导致走弯路

ryn_82 · 发表于 2016-7-16 14:18:14

niquitincq 发表于 2016-7-15 23:39
引气活门开度不够，导致气路堵塞，管路压力升高，ECU控制SCV开大开度放气，是这个原理吗？ ...

其实就是这样的

NiQuitinCQ · 发表于 2016-7-16 14:43:11

ryn_82 发表于 2016-7-16 14:18
其实就是这样的

BCV监控不到开度吗？

ryn_82 · 发表于 2016-7-16 14:48:26

niquitincq 发表于 2016-7-16 14:43
BCV监控不到开度吗？

APU引气活门只有开和关2个位置~

NiQuitinCQ · 发表于 2016-7-16 14:52:07

ryn_82 发表于 2016-7-16 14:48
APU引气活门只有开和关2个位置~

从SCV角度就能反映BCV的角度吗？

ryn_82 · 发表于 2016-7-16 14:55:48

niquitincq 发表于 2016-7-16 14:52
从SCV角度就能反映BCV的角度吗？

看不出来~

接完啦 · 发表于 2016-7-16 18:16:44

问一下，为什么引气减少，会导致压气机压力升高？

jlhuang_05 · 发表于 2016-7-17 02:03:29

接完啦发表于 2016-7-16 18:16
问一下，为什么引气减少，会导致压气机压力升高？

三楼的回复，引气压力低，是因为引气活门开度不够，导致气路堵塞，管路压力升高，ECU控制SCV开大开度放气

接完啦 · 发表于 2016-7-17 03:47:16

jlhuang_05 发表于 2016-7-17 02:03
三楼的回复，引气压力低，是因为引气活门开度不够，导致气路堵塞，管路压力升高，ECU控制SCV开大开度放气 ...

嗯嗯，我一开始以为是进气活门呢

接完啦 · 发表于 2016-7-17 05:27:18

这个duck press指的具体哪个管路的压力啊

ykchan · 发表于 2016-7-17 08:29:28

非常棒总结!学习了!谢谢

烈-焰 · 发表于 2016-7-17 09:43:27

总结的太好了，长知识了，谢谢楼主分享

jlhuang_05 · 发表于 2016-7-17 10:56:08

接完啦发表于 2016-7-17 05:27
这个duck press指的具体哪个管路的压力啊

文中提到的引气压力均为总管的引气压力

expensive · 发表于 2016-7-17 18:54:26

很好的一片经验分享，学习了

贺唯 · 发表于 2016-7-18 21:15:48

学到了，谢谢，好文章

Jon · 发表于 2016-7-20 10:42:06

学习了好有用的总结

zrp1920241335 · 发表于 2016-7-22 07:45:16

好文章，学习了！！！！

一直在路上ing · 发表于 2016-7-23 15:32:43

好文，不能单一的看一项要全盘考虑，时间也是成本

greentree5406 · 发表于 2016-7-23 15:58:15

这个弯路应该归结与检查不够仔细，发现APU引气压力过低，只有十几个psi，应该重点怀疑bcv，可以先一边开着APU，一边检查一下BCV，省事

jlhuang_05 · 发表于 2016-7-24 00:58:51

greentree5406 发表于 2016-7-23 15:58
这个弯路应该归结与检查不够仔细，发现APU引气压力过低，只有十几个psi，应该重点怀疑bcv，可以先一边开着 ...

那如果是SCV有问题，那不是又走弯路了？

jiaoqian5211 · 发表于 2016-7-24 15:10:26

学习了，好文

greentree5406 · 发表于 2016-7-24 21:47:56

jlhuang_05 发表于 2016-7-24 00:58
那如果是SCV有问题，那不是又走弯路了？

2，航后根据FIM 49-55 TASK 807：
做E 项初始评估，APU 当前无故障，进入监控页面（APU 运行限制页面）发现使用双空调高流量时防喘控制活门SCV 角度最大不到50度（正常应为85-95 度）。更换APU 防喘控制活门，测试无渗漏，但故障依旧。下图为使用双空调时B-5419 飞机和正常飞机的SCV 开度：

1、上面是你文章中原话，这开着空调看SCV角度不对，在此处更换SCV略显大意。应该关PACK之后在看SCV。（如果BCV故障，但是能正常关闭，就能发觉SCV正常）

2、SCV的作动，其实是一随动系统，是跟随气流变化而变化。重点在气流变化

3、APU使用时间长了之后，不同的APU都开空调，SCV的打开角度也是不一样的，我见过SCV角度相差达到30多度的（空客飞机）

若有不对之处，欢迎提出指正，共同探讨学习，谢谢

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