張志軍

(國(guó)航工程技術(shù)分公司呼和浩特維修基地,內(nèi)蒙古呼和浩特 010070)

CMF56-3發(fā)動(dòng)機(jī)常見故障淺談

張志軍

(國(guó)航工程技術(shù)分公司呼和浩特維修基地,內(nèi)蒙古呼和浩特 010070)

本文通過對(duì)CFM56-3發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)部分原理和部件進(jìn)行說明,找出飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)常見故障。通過對(duì)故障的分析,找出解決方法,便于在今后的飛機(jī)維護(hù)工作中遇到此類問題時(shí)能快速準(zhǔn)確的解決問題,保證航班的正常運(yùn)行。

MEC(主發(fā)動(dòng)機(jī)控制器) PMC(功率管理控制器) 感應(yīng)元件

CMF56-3發(fā)動(dòng)機(jī)是一種可靠性相當(dāng)高的發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)推力不僅大，而且由于我公司全部采用減推力使用，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的EGT裕度較大，部件的使用壽命較長(zhǎng)，因此發(fā)動(dòng)機(jī)本身原因出現(xiàn)的故障較少。然而，該發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油控制系統(tǒng)采用的是MEC/PMC雙重控制方式，通過MEC(主發(fā)動(dòng)機(jī)控制器)和PMC(功率管理控制器)控制燃油流量和發(fā)動(dòng)機(jī)通道可變幾何裝置來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速或推力。由于國(guó)內(nèi)燃油品質(zhì)問題，造成燃油控制系統(tǒng)故障增多，下面從燃油控制系統(tǒng)的部分原理和部件進(jìn)行說明，針對(duì)燃油系統(tǒng)常見故障找出解決方法。

1 推力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制原理

MEC是一個(gè)液壓機(jī)械式控制裝置，包括轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、燃油限制和計(jì)量活門三個(gè)系統(tǒng)。它以發(fā)動(dòng)機(jī)高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速N2為調(diào)節(jié)目標(biāo)，首先其調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)油門桿角度、發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇進(jìn)氣溫度T2和進(jìn)氣靜壓Ps12確定N2需求值，該值與實(shí)際N2之差決定了燃油計(jì)量活門的位置即供油量的大小，同時(shí)燃油限制系統(tǒng)根據(jù)瞬時(shí)N2轉(zhuǎn)速、高壓壓氣機(jī)進(jìn)口溫度CIT、出口壓力Ps3和飛機(jī)引氣需求量信號(hào)CBP諸參數(shù)，即綜合發(fā)動(dòng)機(jī)功率需求和壓氣機(jī)負(fù)荷能力，對(duì)供油量的變化進(jìn)行限制，以避免發(fā)動(dòng)機(jī)貧油、富油熄火或失速、超溫等不穩(wěn)定現(xiàn)象;MEC還根據(jù)N2轉(zhuǎn)速和CIT溫度的變化，利用伺服油壓力對(duì)壓氣機(jī)可調(diào)靜子葉片VSV和可變放氣活門VBV的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，以改善壓氣機(jī)通道負(fù)荷能力。

PMC是一個(gè)電控裝置，其作用是在MEC工作的基礎(chǔ)上控制N1轉(zhuǎn)速。該裝置根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣靜壓Ps12、進(jìn)氣溫度T12信號(hào)及來自MEC上的PLA傳感器的油門桿位置信號(hào)確定N1目標(biāo)值，根據(jù)該值與實(shí)際N1轉(zhuǎn)速信號(hào)的差給MEC輸送一個(gè)調(diào)整信號(hào)(力矩馬達(dá)電流)。MEC則根據(jù)此信號(hào)改變供油量，以達(dá)到PCM所要求的N1轉(zhuǎn)速。PCM的工作使反映發(fā)動(dòng)機(jī)推力大小的N1轉(zhuǎn)速在一定的環(huán)境大氣壓力和溫度條件下與油門桿角度相符。對(duì)MEC在燃油控制過程中出現(xiàn)的參數(shù)偏差可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，其調(diào)整權(quán)限范圍為3.85—5.1%N2。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)推力控制的幾個(gè)重要感應(yīng)元件

T2傳感器：是一個(gè)液壓機(jī)械式傳感器，它感受發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇進(jìn)口溫度，而MEC提供一個(gè)伺服燃油壓力P7與回油壓力Pb的壓差信號(hào)。當(dāng)風(fēng)扇的進(jìn)口溫度升高時(shí)，傳感器感應(yīng)元件及膜盒內(nèi)氦氣膨脹，作動(dòng)殼體內(nèi)計(jì)量活門使其開口變小，使兩端壓差P7—Pb增大，MEC感受T2的增大后，提高燃油的供量，保持發(fā)動(dòng)機(jī)功率的穩(wěn)定。

CIT傳感器：感受高壓壓氣機(jī)進(jìn)口溫度，其感溫原理同T2傳感器。其作用是通過MEC的調(diào)節(jié)和計(jì)算，改變VSV/VBV的工作狀態(tài)。在N2不變的情況下，當(dāng)CIT感受到較高溫度時(shí)，高壓壓氣機(jī)進(jìn)口空氣壓縮性差，壓氣機(jī)后級(jí)通道能力減小，為了保持發(fā)動(dòng)機(jī)功率的穩(wěn)定，MEC通過伺服燃油壓力調(diào)節(jié)壓氣機(jī)前可調(diào)靜止葉片，和低壓壓氣機(jī)出口的可變放氣活門，使VSV通道關(guān)小。VBV開大放氣，以協(xié)調(diào)壓氣機(jī)前后通道能力，防止喘振發(fā)生，保持發(fā)動(dòng)機(jī)工作穩(wěn)定。

Ps12傳感器：作為發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)推力時(shí)壓力高度的近似反映，風(fēng)扇進(jìn)口靜壓信號(hào)Ps12同時(shí)輸送給MEC和PMC。當(dāng)Ps12空氣信號(hào)管因破裂或接頭松動(dòng)而漏氣時(shí)，MEC和PMC感受Ps12比實(shí)際風(fēng)扇進(jìn)氣靜壓大，既發(fā)動(dòng)機(jī)感受壓力高度比實(shí)際低，造成供油量減小，轉(zhuǎn)速N1/N2偏低。

3 燃油控制系統(tǒng)常見的故障及解決方法

(1)啟動(dòng)高溫。MEC是此故障的主要原因。由于燃油的問題，MEC在使用到6000-8000小時(shí)以上時(shí)，會(huì)引起MEC內(nèi)針狀軸承和燃油控制連桿磨損，導(dǎo)致啟動(dòng)過程燃油流量偏高，造成啟動(dòng)溫度高。在證實(shí)VSV/VBV和T2/CIT系統(tǒng)工作正常后，更換MEC就可以解決。

(2)加/減速慢。加速慢主要是由發(fā)動(dòng)機(jī)性能衰退導(dǎo)致的，在證實(shí)VSV/VBV和引氣系統(tǒng)工作正常，對(duì)VSV進(jìn)行動(dòng)態(tài)校裝或調(diào)節(jié)燃油比重可以消除換緩解該故障。另外，在舊發(fā)動(dòng)機(jī)上裝新MEC都會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和MEC不匹配的問題，就會(huì)出現(xiàn)加速性慢的現(xiàn)象。

(3)起飛溫度高。主要原因是CIT傳感器的熱漂移和MEC故障。VBV活門的關(guān)不到位卡阻也能產(chǎn)生起飛溫度高，同時(shí)也應(yīng)該考慮發(fā)動(dòng)機(jī)是否有本體損傷，進(jìn)行必要的孔探檢查。

(4)油門桿不一致。油門桿不一致一般指空中使用自動(dòng)油門時(shí)左右油門桿不齊平，有時(shí)伴隨其他現(xiàn)象如一側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)慢、慢加速、起飛排氣溫度高等。對(duì)于自動(dòng)油門不一致，又分為兩種情況：如果油門桿不一致時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)也相應(yīng)不一致，則故障原因自動(dòng)油門伺服機(jī)構(gòu)失效或發(fā)動(dòng)機(jī)油門鋼索阻滯，飛行員需調(diào)節(jié)油門桿并監(jiān)視雙發(fā)參數(shù)使其保持一致;如果油門桿不一致但左右發(fā)動(dòng)機(jī)主要參數(shù)(推力指數(shù)N1等)保持一致，相應(yīng)如人工將油門桿推齊，則出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)不一致，則說明發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)校裝不當(dāng)或發(fā)動(dòng)機(jī)推力系統(tǒng)故障，而自動(dòng)油門系統(tǒng)有效保證了雙發(fā)推力匹配，工作正常。通常反映的油門桿不一致多數(shù)屬于后一種情況，并且多是由于發(fā)動(dòng)機(jī)推力(燃油)控制系統(tǒng)故障引起。

產(chǎn)生故障的原因有六點(diǎn)：T2/CIT傳感器失效、PS12管道漏氣、VSV/VBV校裝不正確、MEC功率部分調(diào)整不當(dāng)、PMC故障。其原因主要為T2傳感器產(chǎn)生了熱漂移，其次CIT傳感器熱漂移和部分功率調(diào)整不當(dāng)。部分功率調(diào)整不當(dāng)多半可能是故障開始反映時(shí)，維護(hù)人員對(duì)試車參數(shù)偏差原因判斷不準(zhǔn)，而一概對(duì)高、低慢車和部分功率轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，而當(dāng)真正故障因素進(jìn)一步惡化時(shí)，油門桿不一致現(xiàn)象進(jìn)一步重現(xiàn)，此時(shí)如排除原始故障原因，則已經(jīng)調(diào)節(jié)的部分功率參數(shù)可能超出正常范圍而成為新的故障原因。

[1]胡君.CFM56-3發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、加速慢故障分析[J].航空工程與維修,2002(04).

[2]敖良忠.CFM56-3發(fā)動(dòng)機(jī)控制參數(shù)傳感器故障分析[J].中國(guó)民航飛行學(xué)院學(xué)報(bào),2001(03).

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