王玉生

【摘? 要】737NG飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)故障率較高，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)失敗可能與起動(dòng)機(jī)、起動(dòng)活門、控制電路、燃油、氣源、點(diǎn)火、外界環(huán)境因素等多個(gè)方面有關(guān)，本文將重點(diǎn)探討與起動(dòng)機(jī)相關(guān)的故障，并結(jié)合案例從故障現(xiàn)象差異、測(cè)試判斷方法、處理應(yīng)對(duì)措施等為預(yù)防和排除起動(dòng)機(jī)故障提供參考。

【關(guān)鍵詞】737NG;CFM56-7B;起動(dòng)機(jī);徑向軸承失效;金屬屑

Abstract： 737NG aircraft engine start failure rate is high， engine start failure may be related to starter， start valve， control circuit， fuel source ignition， external environmental factors and many other aspects， this paper will focus on the starter related fault， and combined with the case from the fault phenomenon difference， start valve， control circuit， fuel source ignition， external environmental factors The test judgment method， treatment measures and so on provide reference for the prevention and elimination of starter fault.

Key words： 737ng;cfm56-7; starter ;radial bearing failure; Scrap metal

CFM56-7B 發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)機(jī)為單級(jí)軸流式渦輪空氣馬達(dá)，使用減速齒輪和一個(gè)制動(dòng)離合器連接至發(fā)動(dòng)機(jī)附件齒輪箱（AGB）的輸出軸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)活門打開(kāi)，高壓氣流帶動(dòng)起動(dòng)機(jī)內(nèi)的渦輪空氣馬達(dá)，渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪并接合離合器。離合器傳遞扭矩至起動(dòng)機(jī)的輸出軸，起動(dòng)機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)AGB，進(jìn)而轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)子。在約55%N2，起動(dòng)活門關(guān)閉，渦輪和減速齒輪減速且離合器脫開(kāi)，起動(dòng)機(jī)輸出軸隨AGB齒輪箱和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪和減速齒輪則減速直至停止。起動(dòng)機(jī)故障主要有三種類型：

（1）起動(dòng)機(jī)軸斷裂或卡死。起動(dòng)機(jī)軸斷裂或卡死多發(fā)生在剛起動(dòng)阻力力矩大時(shí)，現(xiàn)象是起動(dòng)指示正常，但無(wú)N2轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速上升很小就停止歸零。相關(guān)實(shí)例：某飛機(jī)過(guò)站推出后，機(jī)組反映起動(dòng)左發(fā)時(shí)，顯示“START VAVLE OPEN”信息及APU引氣壓力上升后，N2沒(méi)有轉(zhuǎn)速，起動(dòng)失敗，飛機(jī)滑回。檢查發(fā)現(xiàn)起動(dòng)機(jī)的1片葉片受損，起動(dòng)機(jī)卡死，更換左發(fā)起動(dòng)機(jī)后正常。

（2）起動(dòng)機(jī)性能下降。起動(dòng)機(jī)性能下降主要表現(xiàn)為N2轉(zhuǎn)速到20%后上升慢或基本不上升，其原因是渦輪葉片驅(qū)動(dòng)能力下降，但要與引氣壓力低導(dǎo)致的起動(dòng)慢區(qū)分開(kāi)。

（3）徑向軸承失效導(dǎo)致起動(dòng)機(jī)葉片與殼體摩擦斷裂。徑向軸承失效多發(fā)生在起動(dòng)的中后階段，軸承失效后造成轉(zhuǎn)子偏心，進(jìn)而導(dǎo)致渦輪葉片與殼體摩擦斷裂，主要現(xiàn)象表現(xiàn)為：N2轉(zhuǎn)速上升到20%以上突然下降，發(fā)動(dòng)機(jī)底部出現(xiàn)火花，風(fēng)扇整流罩底部出氣口噴出金屬顆粒，甚至觸發(fā)火警，起動(dòng)機(jī)磁堵有金屬屑。目前起動(dòng)機(jī)徑向軸承失效故障發(fā)生的最多。

起動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家HONEYWELL對(duì)起動(dòng)機(jī)徑向軸承失效分析了很久后發(fā)現(xiàn)失效模式無(wú)法預(yù)測(cè)，和使用時(shí)間沒(méi)有直接關(guān)系，目前無(wú)徹底解決方案。因徑向軸承失效時(shí)間點(diǎn)分布離散，難于通過(guò)制定翻修軟時(shí)限提前預(yù)防，失效屬于突變，想通過(guò)縮短檢查間隔來(lái)杜絕不可能，縮短檢查間隔只能增加早發(fā)現(xiàn)的幾率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，啟動(dòng)過(guò)程中起動(dòng)機(jī)故障曾多次觸發(fā)火警。起動(dòng)機(jī)失效觸發(fā)火警的原理如下：失效的起動(dòng)機(jī)無(wú)法帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)N2 轉(zhuǎn)速上升，損壞的渦輪葉片在氣流作用下與起動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)壁摩擦，產(chǎn)生高溫碎片及顆粒，并隨引氣排出，同時(shí)高溫高壓的引氣沒(méi)有帶動(dòng)起動(dòng)機(jī)的渦輪做功，從起動(dòng)機(jī)噴出的引氣溫度較高，導(dǎo)致風(fēng)扇機(jī)匣下方局部溫度較高，從而觸發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)火警警告。相關(guān)實(shí)例：某飛機(jī)啟動(dòng)左發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)N2突然不升反降，發(fā)動(dòng)機(jī)有異響，隨后觸發(fā)火警警告燈及火警鈴聲，機(jī)組釋放兩個(gè)滅火瓶。檢查起動(dòng)機(jī)內(nèi)部渦輪葉片損壞，起動(dòng)機(jī)排氣口及整流罩底部有金屬碎片，拆除起動(dòng)機(jī)磁堵發(fā)現(xiàn)磁堵上有大量金屬屑。檢查QAD發(fā)現(xiàn)金屬屑，沖洗左發(fā)滑油系統(tǒng)完成左發(fā)火警孔探，更換主輪倉(cāng)兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)滅火瓶及左發(fā)起動(dòng)機(jī)，試車測(cè)試正常。

起動(dòng)機(jī)相關(guān)故障的維護(hù)建議：

出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)失敗的情況要及時(shí)與機(jī)組咨詢相關(guān)信息，如：引氣壓力是否正常、起動(dòng)活門開(kāi)關(guān)指示、N2參數(shù)變化等，監(jiān)護(hù)人員也要關(guān)注起動(dòng)機(jī)附近狀況，注意發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇整流罩底部出氣口有無(wú)火花噴出，有無(wú)異常聲音等。這些信息對(duì)故障很重要。

因CFM56-7B發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油系統(tǒng)與其起動(dòng)機(jī)的滑油系統(tǒng)是相通的，如果起動(dòng)機(jī)故障時(shí)產(chǎn)生的金屬屑沒(méi)有清除干凈，則起動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的金屬屑可能會(huì)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)并被發(fā)動(dòng)機(jī)MCD收集，這將影響發(fā)動(dòng)機(jī)MCD檢查時(shí)的判斷，甚至觸發(fā)滑油濾旁通燈亮，機(jī)組會(huì)關(guān)斷發(fā)動(dòng)機(jī)造成空停。某航司就發(fā)生一起類似的問(wèn)題，因此起動(dòng)機(jī)故障時(shí)需進(jìn)行MCD檢查并按需處理。

如果發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)機(jī)組報(bào)告出現(xiàn)火警，并且觀察到風(fēng)扇整流罩底部出氣口有火花噴出，N2轉(zhuǎn)速迅速下降，可以確認(rèn)為起動(dòng)機(jī)失效，如果機(jī)組咨詢是否需要滅火，建議機(jī)組按檢查單操作，并迅速終止起動(dòng)關(guān)斷引氣，關(guān)斷引氣后溫度下降火警信號(hào)很快就會(huì)消失。由于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)滅火瓶?jī)?nèi)介質(zhì)為鹵代烴，釋放后對(duì)發(fā)達(dá)機(jī)本體無(wú)損壞，但需完成火警孔探。

除了起動(dòng)機(jī)故障外，在運(yùn)行中還遇到裝機(jī)新發(fā)在開(kāi)始使用十幾個(gè)循環(huán)之內(nèi)可能出現(xiàn)轉(zhuǎn)子卡滯的情況，根據(jù)737NG FIM 80-07 TASK 802中的注釋和發(fā)動(dòng)機(jī)修理廠的經(jīng)驗(yàn)，新發(fā)或新修發(fā)動(dòng)機(jī)裝機(jī)后運(yùn)行的前10幾個(gè)循環(huán)內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)N2轉(zhuǎn)不動(dòng)的現(xiàn)象（HPC葉片與機(jī)匣間隙比較小，同時(shí)上一次關(guān)車時(shí)冷車不足），通常運(yùn)行一段時(shí)間后就不會(huì)再出現(xiàn)此現(xiàn)象。歷史上已多次出現(xiàn)因?yàn)樾掳l(fā)原因?qū)е碌陌l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子卡滯問(wèn)題。這類故障首先目視檢查起動(dòng)機(jī)有無(wú)損傷的情況，如果無(wú)損傷，直觀上無(wú)法區(qū)分是起動(dòng)機(jī)故障還是核心機(jī)卡滯，需拆下AGB手搖驅(qū)動(dòng)口端蓋人工轉(zhuǎn)動(dòng)N2軸，如果轉(zhuǎn)動(dòng)阻力較大，拆下起動(dòng)機(jī)，如果轉(zhuǎn)動(dòng)阻力依然較大，則是核心機(jī)卡滯，否則就是起動(dòng)機(jī)的問(wèn)題。

起動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)相通，如起動(dòng)機(jī)出現(xiàn)滑油滲漏可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)滑油減少，進(jìn)一步導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)滑油低油量警告，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)滑油量低于4夸脫大于35S后，會(huì)出現(xiàn)低滑油量警告，在滑油量旁顯示LO信息，甚至出現(xiàn)滑油低壓或高溫的問(wèn)題，產(chǎn)生空停的嚴(yán)重后果，需引起注意。這類故障的最好的檢查方法就是打開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)蒙皮，冷轉(zhuǎn)觀察起動(dòng)機(jī)附近有無(wú)漏油的跡象。

另外，建議工程方面對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)機(jī)采取以下控制措施：1、每200飛行小時(shí)定期檢查起動(dòng)機(jī)磁堵并檢查起動(dòng)機(jī)滑油滲漏;2、結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)送修，對(duì)起動(dòng)機(jī)進(jìn)行翻修;3、每次起動(dòng)機(jī)送修更換全部殼體螺栓（維護(hù)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)殼體螺栓斷裂）。

參考文獻(xiàn)

[1]任仁良，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)（清華大學(xué)出版社）.2017-04-01.

[2]王重華、孫梅主編.民航基礎(chǔ)知識(shí).2013-08.