楊 緒　賈興華

（北京三聯宇（yǔ）航（háng））

摘　要：以典型APU自動停車和客艙油煙味的故障為研究對象，從（cóng）在翼內外部漏油點的檢查和金屬屑檢查，分析出冷卻風扇組件導致（zhì）故障的可能性和影響。通（tōng）過對大量冷卻風扇組件的修理過程進行分析，提出（chū）增（zēng）加風扇組（zǔ）件修（xiū）理可靠（kào）性的建議。並對APU修理過程中與風扇組件相關工序分析，提（tí）出風扇組（zǔ）件的清（qīng）洗、封存和安裝的分析和建議。本文較全麵的分析了風扇組件（jiàn）在使用、修（xiū）理、安裝等環節的技術細節，為降低風扇組件的故障率提供了可行的方（fāng）案。

空客A320係列飛機是航空公司的主（zhǔ）力機型，國內大部分（fèn）航空公司選裝GTCP131-9[A]型APU（飛機輔助動力裝置，Auxiliary Power Unit，簡稱APU）。據某（mǒu）大型航空公司維修數據統計顯示，近年來因為APU上的冷卻風扇組件故障而導致的更換APU的數量增加，由原來每年的2、3起增加到近10起。而更換APU不僅給（gěi）航空公司航班運營造成（chéng）壓力，每次約200萬的修理費（fèi）用還造成較大（dà）的成本壓力。

冷卻風扇組件的典型故障（zhàng）現象是在APU磁堵探測到大量（liàng）銀色片狀或塊狀的金（jīn）屬（shǔ）屑，一般會導致APU自動停車，嚴重時會導致客艙有油煙味。客艙（cāng）有油煙味時，也（yě）會（huì）造成駕（jià）駛艙或貨艙有油煙，甚至會（huì）觸發煙霧警告係統。

例如2018年B-****飛機起飛以後出現後貨艙煙（yān）霧警報，機組按下滅火（huǒ）瓶後（hòu）返（fǎn）航，直接影響該航班延誤3個小時，後續航班更換（huàn）飛（fēi）機執行，為排除該故障飛機停場了2天，Z終清潔空調係（xì）統和更換APU後恢複運力。如何盡快排除（chú）在翼風扇組件故障，如何提高（gāo）風扇組件修理和使用的（de）可靠（kào）性，值得深入研究（jiū）。

風扇組件故障原因分析

以B-****飛機（jī）上文描述故障為例，該飛行記錄本和（hé）央故障（zhàng）顯示組件（Centralized Fault Display System，簡稱CFDS）的信息（xī）顯示APU自動停車，詳細報告有“OIL COOLER (8079KM) / COOLING FAN (8053KM)， FCN 211” 和“Oil filter shows clogged ! GEN SCAV + LUBE FILTERS (8069KM) / (8076KM)， FCN 102 ”，同（tóng）時機組反（fǎn）映客艙（cāng）油煙味。導致客艙有油煙味是（shì）滑油係統故障的大敵，不僅需要排除APU上的故障，還需要清潔空調係統的管路（lù）和（hé）部件。這（zhè）是一起故障現象較（jiào）複雜的故障，涉及（jí）到了故障的多方麵影（yǐng）響，以下是詳細分析（xī）和故障排除過（guò）程。

首先需要檢查 APU進氣（qì）道，該機進氣道發現有大量滑油，拆下負載引氣活門（mén）可見明顯油跡，這一現象證實了客艙（cāng）有油煙味的汙染來源。進氣道發現滑油原因有內部（bù）泄漏和外部（bù）泄漏（lòu）兩種，內部泄漏大部分因為前軸承封嚴損壞導致，外部泄露因為外（wài）部LRU（Line Replaceable Unit的縮寫，表（biǎo）示裝在APU外圍的航線可更換件）或管路漏油（yóu）導（dǎo）致。

APU滑油外部泄漏後，被重新吸入進氣道後，混合空氣後通過（guò）負載引氣通路形成油煙後，進入飛機（jī）空調係統，會造成客艙、駕駛艙和後貨艙的油煙（yān）味（wèi）。按照（zhào）由易到難排故（gù）順序（xù），外部泄漏比較容易檢查（chá），哪裏（lǐ）有漏油點就進（jìn）一步檢查，該機在（zài）冷卻風扇組件附近發現到大量滑油，疑點Z大的初步鎖定冷卻風扇組件故障。

其次，考慮（lǜ）到故障代碼（mǎ）顯（xiǎn）示有“滑油散熱器、風扇組件、滑油（yóu）率堵塞”，共同點就是檢查磁堵。拆下磁堵檢查發現有少（shǎo）量金屬屑，拆下冷卻風扇組件，發現風扇組（zǔ）件卡阻，葉片損傷嚴重。風扇組件（jiàn）是齒輪箱的從動部件，因此風扇組件故障（zhàng）是導致APU自動停車的直接原因。

磁（cí）堵上的金屬屑來自風扇內部磨損產生的金屬屑，同時（shí）金屬屑隨著滑油係統循環，對APU前後封嚴和軸承會造成二（èr）次（cì）損傷，這可能會導致封嚴處漏油，軸承損（sǔn）壞等其它情況（kuàng）發生。按照以往經（jīng）驗，該風扇組件損傷還不是Z嚴重情況，更（gèng）嚴重的是（shì）曾發現其他故時風扇軸承保持架（jià）斷裂掉塊，風扇下（xià）遊的滑油散熱器冷卻空氣進口都有金屬屑。

再次，進一步分解齒輪箱和風扇組件檢查，冷卻（què）風扇驅動軸有磨損，風扇（shàn）組件內部的軸承損壞，齒輪箱相對應的齒輪上有啃邊現象。這些損傷產生的金（jīn）屬屑進入APU的滑油係統中，被磁堵探（tàn）測到，堵塞油濾觸發APU的保護性自動停車信號。

同（tóng）時發現風扇組件的（de）內部封嚴損壞，會造成原本是內循環的滑油從冷卻風扇的氣路，流入APU艙和（hé）進（jìn）氣道入口，被吸入引氣（qì）係統，也（yě）會造成客艙（cāng）有油煙味。綜上分析和檢查，確定了是風扇組件故障導致（zhì）了APU自動停車（chē）和有客艙油（yóu）煙（yān）味故障的原因。

風扇組（zǔ）件修理的質量評估

如風扇結構圖1所示，冷?風扇組件是一個單級軸流風扇，安裝在齒（chǐ）輪箱上，風扇排出的空（kōng）氣通過管道進入滑油冷卻器和APU艙進行冷卻，滑油冷卻器用於冷卻整（zhěng）個滑油係（xì）統的溫度。風扇組件中包括的零件有鋁製（zhì）進（jìn）氣殼體（tǐ）、齒（chǐ）軸、軸（zhóu）承、碳封嚴、風扇轉子和（hé）靜子等。

風扇組件的潤滑方式是壓力供油潤滑，重力（lì）回油至齒輪箱內。軸承腔封（fēng）嚴方式如封嚴（yán）結構圖2和封嚴（yán）結構圖3所示，篦齒封嚴氣路，碳（tàn）封嚴油路，采用（yòng）空氣緩衝，防止油霧進入氣流通道（dào）。對（duì）於高轉速的現代動力裝置，篦齒封嚴和碳封嚴是Z常用也有效的封嚴方式，也是曆次檢（jiǎn）查的重點之一。

風扇組件（jiàn）內部損壞原因分析如下（xià）：風扇組件長時間的（de）運轉磨損，可能會造成偏心轉動和（hé）封嚴的磨損失效。封嚴（yán）失效後，滑油會進入冷卻氣路（lù），使得滑油耗量（liàng）大並汙染（rǎn）氣路通道。前麵滾珠軸承磨損後（hòu）會偏擺轉（zhuǎn）動，在潤滑不充（chōng）分（fèn）的情況下，脆弱的軸承保持（chí）架會率先（xiān）斷裂，產（chǎn）生的碎塊和金屬屑隨（suí）著滑（huá）油流回齒（chǐ）輪箱，積累到一定（dìng）程度即觸發APU保護性停（tíng）車。

通過分析風扇組件修（xiū）理報告（gào），可以用來初步確認和判斷風扇組件故障的來源，有助於APU修理維護方案的製定。經抽取一段時間的36次風扇組件的修理記錄數據，其中更換風扇組件內部子部件次數在（zài）10次以上的有8個子（zǐ）部件，參考分解圖4，分別是齒軸（圖3——130）修理或更換了25次，滾珠軸承（圖3——270）更換了22次，滾棒軸承（圖3——250）更換了20次，封嚴（圖3——190）修理或更換了14次，轉子封嚴（圖（tú）3——240）更換了11次，軸承墊（diàn）（圖3——260）、轉子（圖3——90）、耐磨殼體（圖3—— 125）各修理或更換了10次。

從更（gèng）換件的功能（néng）上分析（xī），主要修理工（gōng）作（zuò）是從轉動件及（jí）其軸承、封嚴等方麵著手進行修複。損傷率Z高的是齒軸，其（qí）次（cì）是滾珠軸承和滾棒（bàng）軸承。由此可見（jiàn），對（duì）於（yú）高轉速的（de）風扇組件，轉動件及其相關的封嚴（yán）組件是重（chóng）點檢查對象，在修理過程中需要對繼續使用的軸承進行嚴格的（de）檢查；其次需要關注轉動件（jiàn）的動平衡工序，使之處於可控狀（zhuàng）態；Z後在組裝完成後需要重點檢查氣密測試數據。

在APU修理過程中對風扇組件的處理及（jí）建議

U修（xiū）理過程中，在維修方案製定、拆卸清潔、安裝過程中，也需要注（zhù）意一些可能對風扇組件質量影響的細（xì）節。在（zài）維修方案的製定過程中，需（xū）要（yào）更加科（kē）學合理的判斷（duàn）和設立標準，尋找可靠性更高（gāo）的途徑來（lái）滿足快速增長的（de）修理量需求。建議根據風扇在翼使用的時間，損壞的（de）頻率等來判斷其修理範圍是修理、功能（néng）測試，或是操作測試（shì）。

在拆卸清潔的過程中，對於要做操作測試的風扇組件需（xū）要進行保護。風扇組件（jiàn）的齒軸和封嚴的潤滑保護如果不到位，可能（néng）會對齒軸的轉動、軸承的潤滑和封嚴造成破壞。與風扇關聯的齒輪箱、齒輪等部件屬於多（duō）孔（kǒng）洞設（shè）計，采用壓力供油，當出現積碳、雜質侵入時，其潤滑、傳動等都可能會影響風扇的正常運（yùn）轉。

在安裝過程中，齒輪箱的裝配精準度（dù），會影響齒（chǐ）輪間的齧合（hé）位置。由於裝配時APU齒輪箱（xiāng）部分處於幹燥狀態，周圍環（huán）境和人員產生的顆粒雜質（zhì）等會進入齒輪（lún）箱內部，當齒輪在幾萬轉的高速運（yùn）轉時，起動的初始幾秒（miǎo）中，阻力大，潤滑不足，雜質介入等影響（xiǎng）會造成磨合效果不良。因此，裝（zhuāng）配（pèi）過程的間隙調節精度和清潔、潤滑工作如果不到位，會影響風扇的初始（shǐ）磨合（hé）狀態。