關于一起特殊的737NG飛機發動機啟動慢故障分析

周飛

摘 要：波音737NG飛機發動機起動慢原因很多，可能由啟動部件，引氣壓力，氣源管道系統故障或相關部件失效引起。本文對一起特殊的發動機啟動慢故障現象進行分析，并給出相關的結論，以對其他維修人員提供了可借鑒的經驗，謹供參考。

關鍵詞：特殊；737NG；故障分析

0 故障現象

2013年7月，我公司一架737NG飛機航前出港推出啟動發動機時，機組反映左發啟動慢。航后通過查看譯碼數據，數據顯示確實左發啟動時間要比右發長，從啟動到慢車，右發45秒左右，左發60秒左右。航后更換了左發啟動機，地面試車啟動左發試車測試正常。次日機組反映第一發啟動時正常，第二發啟動時慢，航后更換了APU IGV作動筒后試車驗證，第一次先啟動左發正常，再啟動右發時啟動慢且引氣壓力基本不上升，將左發引氣電門關閉后，再啟動右發則正常；第二次先啟動右發也正常，再啟動左發時同樣啟動慢且引氣壓力也不上升，將隔離活門或右發引氣電門關閉時，再啟動左發也正常了。通過地面試車驗證，故障現象變的清晰了，即先啟動的發動機啟動正常，后啟動的發動機啟動慢。

1 發動機正常啟動原理介紹

737NG飛機發動機啟動過程如下：將啟動電門置于GROUND位，啟動活門打開使來自APU的引氣通過并使啟動機轉動進而驅動發動機的高壓轉子（N2轉子）加速。與此同時高壓轉子（N1轉子）也跟隨轉動轉速上升。當觀察到N2轉速上升到25%以上，或者N2轉速達不到25%以上時，N2轉速到達其最大冷轉轉速（指的是N2在5秒之內的上升小于5%）時，將發動機的啟動手柄上提至慢車位。EEC將控制點火并供油，當燃燒室點火成功后，渦輪發出功率將于啟動機一起帶動轉子轉速上升。當N2轉速達到55%時，啟動機自動脫開，啟動活門關閉，啟動機慢慢停轉。自此以后，發動機轉子的加速僅是由于渦輪產生的功率大于壓氣機所消耗的功率，它將帶動發動機的轉速繼續上升，直到發動機穩定工作在慢車轉速。

2 故障分析

對于737NG飛機來說，導致發動機啟動慢的故障原因大概可歸納為以下三類：

（1）發動機啟動部件性能下降。

（2）APU引氣壓力低。

（3）氣源管道滲漏。那么此架飛機這種奇怪的故障現象屬于以上哪一類，接下來我們逐步進行分析：如果是第一類啟動部件性能下降，很明顯如果一臺發動機的啟動部件性能下降時肯定不會影響到另一臺發動機的，所以這種可能可以排除。如果是第二類APU引氣壓力低的話，因為正常啟動發動機時APU是唯一的引氣來源，所以無論啟動哪一臺發動機都應該出現啟動慢的現象，所以也可以排除第二種可能。那么可能的原因就只有氣源管路滲漏這一種可能了，根據我們航后排故試車驗證的故障現象來分析，由于關閉已經啟動好一臺發動機的引氣電門后，啟動另一發則正常，我們認為應該是先啟動的一臺發動機的引氣管路或部件存在滲漏，進一步分析可知滲漏點應該在發動機PRSOV（引氣壓力調節）活門的上游。當使用APU引氣啟動發動機時 ，啟動活門打開后，反流保護功能會通過ACAU里的啟動繼電器關閉引氣調節器電磁活門從而使PRSOV保持在關閉位，防止APU引氣反流導致引氣壓力降低，因此先啟動的一臺發動機就可以正常啟動；而當先啟動的一臺發動機啟動好后，正常情況下發動機引氣電門是放在ON位的，這時PRSOV打開，再啟動另一臺發動機時， APU引氣會經過已經啟動好的發動機的PRSOV反流到上游存在滲漏的管路和部件，使APU引氣壓力降低從而導致后啟動的發動機啟動慢。

通過以上故障分析可知，既然無論先啟動哪一臺發動機而后啟動的一臺發動機都會出現啟動慢的現象，那么應該是左右兩臺發動機的氣源管道或部件都存在滲漏的情況。而且滲漏點就應該出在左右發動機PRSOV上游的管路或部件。從圖1可看出：五級引氣單向活門、高壓機活門、高壓級調節器、引氣調節器這幾個部件都是位于PRSOV的上游。那么如何判斷是哪個部件存在滲漏，我們分析認為高壓級調節器的回流機械裝置故障的可能性較高，原因是當啟動好一臺發動機后，使用APU引氣啟動另一臺發動機時，由于啟動好的發動機處于慢車轉速（N1，20%），從圖2中可以看出，當N1<26%時，發動機引氣系統使用未調節壓力的9級引氣，此時引氣壓力低于32±6psi，一般在20psi左右。而當使用APU引氣啟動另一臺發動機時，APU負載加大，引氣壓力會上升到30psi以上，APU的引氣壓力顯然高于慢車時的發動機引氣壓力。正常情況下，當高壓引氣調節器下游氣流壓力大于第九級引氣壓力時，調節器上的回流機械裝置打開，控制關斷的引氣壓力到達高壓引氣活門，關閉高壓引氣活門，這樣就能防止較高壓力的APU引氣通過高壓級活門回流到發動機內部。如果高壓級調節器的回流機械裝置故障，那么高壓級活門不能正常關閉，就會導致 APU引氣通過先啟動好的發動機已經打開的PRSOV活門和不能正常關閉的高壓級活門回流到該發動機內部，從而導致啟動另一臺發動機時引氣壓力不夠，所以出現發動機啟動慢的現象。經過以上分析，我們把故障原因鎖定在左右發動機的高壓引氣調節器，最后更換左右發的高壓引氣調節器后故障順利排除。

3 總結

737NG飛機發動機啟動慢故障比較常見，通常都是由于啟動部件性能衰退導致，然而引氣系統部件故障導致發動機啟動慢的故障比較少見，而由于一臺發動機的部件滲漏導致啟動另一臺發動機出現啟動慢的故障就更少見，此次故障是由于雙發同一個引氣部件故障導致這種奇怪故障現象還是我公司第一次遇到。根據后續跟蹤此次故障拆下的兩個高壓引氣調節器的返修報告，返修廠家給出的結論是高壓調節器內部的回流膜盒裝置磨損。這個結論和我們當時的分析判斷一致，波音的一份737NG-FTD-36-05001也指出，高壓引氣調節器低使用壽命的原因正是由于回流膜盒裝置嚴重磨損導致。本次故障的排故經驗也值得廣大擁有737NG機隊的兄弟航空公司借鑒，希望通過該故障分析為飛機維修人員提供參考從而在以后類似的故障處理中提高排故效率。

參考文獻：

[1]戴伯鴻. 淺析737NG型飛機發動機引氣系統及其故障[J]. 科技創新與應用，2013（11）.