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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