APU启动不成功罕见案例 APU启动不成功罕见案例"

最近排除了一起罕见的案例，发生的概率可谓极其的低，之所以写这篇文章跟大家分享，并不是希望你们也有幸碰到，只是想大家作为参考，通过我们排故及判断过程顺带科普一下该APU的大致控制原理，所谓触类旁通，我想任何先进型号的APU都是在前辈基础上发展而来，万变不离其宗。虽然该APU也随着737CL退出中国的客运市场，但货运航空的蓬勃发展势必使它还要在中国航空发展中添砖加瓦！

故障现象：

该APU启动故障现象颇多，有时候能启动成功（但启动中的各主要要素并不正常），有时候启动不成功，增加了后续排故的难度，但大致的现象如下；

1. APU启动开始，LOW OIL PRESSURE灯随即熄灭，APU GEN BUS OFF灯有时候点亮、有时候不亮，十秒后启动停止，EGT下降，LOW OIL PRESSURE灯点亮。此时如果启动初期APU GEN BUS OFF灯亮的情况，电接不上，但该灯不灭。

2. APU启动开始，大致20或30秒，EGT 300℃左右（该数值只作为参考），LOW OIL PRESSURE灯熄灭，伴随APU GEN BUS OFF灯点亮，但此时启动机并未脱开还在继续工作，EGT继续上升，随后启动机脱开，APU继续加速直至工作稳定，可以接电及引气。--该情况比较少，多日运行及排故中只出现3次

维护措施历史：

1. 2018/01/06航后，测量APU转速表发电机至APU三速电门之间线路正常，检查启动机、点火系统工作正常，对串M280，故障依旧，判断为转速信号相关部件故障。

2. 2018/01/07更换三速电门，故障依旧；更换转速发电机，故障依旧；

3. 2018/01/08更换FCU和滑油低压电门后故障依旧；

4. 2018/01/10航后，根据大量数据采集及原理分析，确定了排故方案，排查线束总成（harness assy）PN：304443-1的完整性，排查中发现APU本体计时器N128供电线路在距计时器15厘米左右处磨损，金属丝搭接在启动机的供电桩上，导致APU间歇性启动不成功，修复破损线路，测试APU启动正常。

APU启动简述：

接通电瓶电门，将APU启动电门瞬时放在 START位上，启动程序开始。APU燃油关断活门打开，当APU进气门完全打开，APU控制组件（M280）接通启动机工作电路，启动机工作电路使APU三速电门，90秒延时器，R5继电器通电，当R5继电器导通时，APU开始转动。

启动机可从电瓶或外接直流电源接头获得电源，随着APU的转动，APU滑油压力逐渐增加。当转速大约在 10％（滑油压力4PSI），顺序滑油压力电门闭合，使电源按顺序输到点火激励器和燃油电磁活门上。

当转速大约在 37％时，滑油压力到达 55 PSI（开始启动后大致30秒以上），滑油低压电门闭合，P5 前头顶板上的琥珀色滑油低压信号灯熄灭。APU在起动机的协助下继续加速。当转速 50％时，三速电门的50%开关工作，R5继电器和启动机断电，APU依靠自身独立工作继续加速到95%RPM。当APU转速达到95%RPM时，三速电门的95%开关接通，使点火激励器断电，低滑油压力自动关车保护电路预位，APU GEN OFF BUS蓝灯点亮等

起动机的操作受时间限制电路的限制，如果APU在90秒内没有达到50% RPM转速时APU将自动停车。自动停车电路将断开R5继电器，关闭燃油电磁活门，点火电路断电，关闭APU进气门，关闭APU燃油关断活门。

APU正常启动过程

故障分析：

启动前检查电瓶电压28V，启动过程中直流电压有压降，直流电流表为负值，当EGT达到300℃左右时，LOW OILPRESSURE灯熄灭，APU GEN BUS OFF蓝灯点亮，大约10秒后LOW OIL PRESSURE 灯重新点亮，APU自动关车。

结合相关原理和故障现象，通过对进气门，点火系统，APU转动，EGT等进行监控，可验证起动机，点火系统工作正常。EGT能达到300℃，证明有供油（供油量不一定正常，所以曾更换FCU验证）。

通过排除上述相关部件故障可能性后，排故组的侧重点放在了APU GEN BUS OFF蓝灯提前点亮上了，正常情况只有APU达到正常工作转速后，才会使该灯点亮，所以排故的重心放在了M280、三速电门、转速发电机（该APU三速电门有转速丢失保护功能，10秒设定自动关车，这也是前期排故重心往该方向的重要考量，相关信息请参考航佳前期文章）及它们之间的线路上，犹如上面维修措施前期结果，各方面均正常，这使排故组陷入困境。

但技术组成员并没有气馁，在跟踪各要素情况时又发现一个奇怪现象：LOW OIL PRESSURE灯熄灭的时间有问题！

LOW OIL PRESSURE灯熄灭为什么说是非正常的呢？从LOW OILPRESSURE灯熄灭的时间及启动时间上来看，当时滑油压力应该是没有建立起来的，但灯居然灭了，是滑油压力真的到了或压力电门故障？还是由于某些原因抑制了？

我们来看看LOW OIL PRESSURE灯点亮的逻辑。

从上下图能看出，低滑油压力灯点亮有两个条件：

1. 当滑油压力低（上升时低于55PSI，下降时低于45PSI），APU转速没有达到95%时（三速电门没给出28V直流），低滑油压力灯正常点亮，但启动过程中低压灯亮灭与否都不会导致APU保护性自动关车

2. 滑油压力低出现，APU转速达到95%，低滑油压力灯延时10秒点亮，并接通APU保护性自动关车逻辑。

通过文章最开始记录的故障现象（一）来看，启动初始，LOWOIL PRESSURE灯熄灭就灭了，而且10秒后又点亮，随之启动终止，倒是很像APU正常工作时的低滑油压力保护性自动关车，说明不是压力电门故障（已通过更换压力电门验证过），应该是被抑制了，且造成APU保护性自动关车，但如上所述，三速电门和转速发电机是好的，不可能在这个时候就给出95%的工作正常信号！难道是在后续线路上有个假信号，那能不能通过某种方式来验证？技术组采用了保守方案，直接拔下低压电门插头，绕过低滑油压力保护功能，操作APU多次均正常启动！

排故组迅速展开对三速电门D1245 F钉后的线路普查，功夫不负有心人,守得云开见明月,技术组工程师火眼金睛终于发现了APU计时器的供电线破损且搭接在APU启动机的供电桩上！就是它了！修复该导线，多次启动APU正常，故障得于彻底排除！世界真是无奇不有，此故障也是无敌了，这样的机缘巧合都赶到一块去了，APU计时器正极线路磨损与启动机正极线路搭接相连且均是28V直流，但凡改变其中任何一个条件，该故障绝不会出现

结合上面的情况，我们模拟推演一下两种故障现象发生的过程：

从下图来看，正常情况（红线）下当三速电门95%逻辑条件满足后，会从D1245插头F钉输出28V直流。这个直流从APU防火罩D452插头S钉进入后，从D452插头的N钉输出给M280,在APU本体里经过很多部件，其中一个就是APU计时器。

对于故障现象（一）：由于计时器供电导线与启动机供电桩搭接，当APU启动时，启动机供电桩有28V直流，这个直流电直接从计时器的供电导线通过D452插头的N钉输入到M280，直接造成APU启动成功的假象并使APU GEN BUS OFF灯亮（由于搭接不是很稳定，有时又会出现搭接电压低无法激活继电器至蓝灯亮，而该电压又高于逻辑电路门电位，这种特殊情况），抑制低滑油压力灯熄灭，10秒后导致保护性关车。（蓝线）

对于故障现象（二）：由于APU计时器正极线路磨损与启动机正极线路搭接，连接上不是很稳定，搭接是在启动20-30秒之后产生，这时虽然滑油压力低保护电路启动并成功抑制低滑油压力灯，但这时候APU已到一定转速，滑油压力正逐步建立，在保护电路开始工作时不到10秒的情况下达到55PSI，终止了保护性关车，APU启动成功，但还是会出现APU GEN BUS OFF灯提前亮的不正常情况。（蓝线）

总结：

这个故障刚开始反映时，针对故障现象，快速锁定了故障相关系统。但由于这个故障是很有偶然性的，各种机缘巧合同时达到了多重条件才会导致故障出现，且故障根源比较隐蔽，脱离了常规思维下的分析，难以发现具体故障，导致我们走了很多的弯路。

遇到此类故障，要善于总结，善于分析，除了按常规先排除最可能的故障根源，还需大胆假设各种诡异故障源的可能性，也要更加注重团队的协作，拓展思维！发散思维！三个臭皮匠胜过诸葛亮！在日常工作中不断的积累基础知识，正所谓不积跬步无以至千里，抓好业务基础知识才是根本！希望这次的排故过程对大家有所启发！