關(guān)于一起特殊的737NG飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)慢故障分析

周飛

摘 要：波音737NG飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)慢原因很多，可能由啟動(dòng)部件，引氣壓力，氣源管道系統(tǒng)故障或相關(guān)部件失效引起。本文對一起特殊的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)慢故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，并給出相關(guān)的結(jié)論，以對其他維修人員提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，謹(jǐn)供參考。

關(guān)鍵詞：特殊；737NG；故障分析

0 故障現(xiàn)象

2013年7月，我公司一架737NG飛機(jī)航前出港推出啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，機(jī)組反映左發(fā)啟動(dòng)慢。航后通過查看譯碼數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)顯示確實(shí)左發(fā)啟動(dòng)時(shí)間要比右發(fā)長，從啟動(dòng)到慢車，右發(fā)45秒左右，左發(fā)60秒左右。航后更換了左發(fā)啟動(dòng)機(jī)，地面試車啟動(dòng)左發(fā)試車測試正常。次日機(jī)組反映第一發(fā)啟動(dòng)時(shí)正常，第二發(fā)啟動(dòng)時(shí)慢，航后更換了APU IGV作動(dòng)筒后試車驗(yàn)證，第一次先啟動(dòng)左發(fā)正常，再啟動(dòng)右發(fā)時(shí)啟動(dòng)慢且引氣壓力基本不上升，將左發(fā)引氣電門關(guān)閉后，再啟動(dòng)右發(fā)則正常；第二次先啟動(dòng)右發(fā)也正常，再啟動(dòng)左發(fā)時(shí)同樣啟動(dòng)慢且引氣壓力也不上升，將隔離活門或右發(fā)引氣電門關(guān)閉時(shí)，再啟動(dòng)左發(fā)也正常了。通過地面試車驗(yàn)證，故障現(xiàn)象變的清晰了，即先啟動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)正常，后啟動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)慢。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)正常啟動(dòng)原理介紹

737NG飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程如下：將啟動(dòng)電門置于GROUND位，啟動(dòng)活門打開使來自APU的引氣通過并使啟動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓轉(zhuǎn)子（N2轉(zhuǎn)子）加速。與此同時(shí)高壓轉(zhuǎn)子（N1轉(zhuǎn)子）也跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)速上升。當(dāng)觀察到N2轉(zhuǎn)速上升到25%以上，或者N2轉(zhuǎn)速達(dá)不到25%以上時(shí)，N2轉(zhuǎn)速到達(dá)其最大冷轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速（指的是N2在5秒之內(nèi)的上升小于5%）時(shí)，將發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)手柄上提至慢車位。EEC將控制點(diǎn)火并供油，當(dāng)燃燒室點(diǎn)火成功后，渦輪發(fā)出功率將于啟動(dòng)機(jī)一起帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速上升。當(dāng)N2轉(zhuǎn)速達(dá)到55%時(shí)，啟動(dòng)機(jī)自動(dòng)脫開，啟動(dòng)活門關(guān)閉，啟動(dòng)機(jī)慢慢停轉(zhuǎn)。自此以后，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的加速僅是由于渦輪產(chǎn)生的功率大于壓氣機(jī)所消耗的功率，它將帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，直到發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作在慢車轉(zhuǎn)速。

2 故障分析

對于737NG飛機(jī)來說，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)慢的故障原因大概可歸納為以下三類：

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)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(jī)這種奇怪的故障現(xiàn)象屬于以上哪一類，接下來我們逐步進(jìn)行分析：如果是第一類啟動(dòng)部件性能下降，很明顯如果一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)部件性能下降時(shí)肯定不會(huì)影響到另一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)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?yàn)檎?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)APU是唯一的引氣來源，所以無論啟動(dòng)哪一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)都應(yīng)該出現(xiàn)啟動(dòng)慢的現(xiàn)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(jù)我們航后排故試車驗(yàn)證的故障現(xiàn)象來分析，由于關(guān)閉已經(jīng)啟動(dòng)好一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的引氣電門后，啟動(dòng)另一發(fā)則正常，我們認(rèn)為應(yīng)該是先啟動(dòng)的一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的引氣管路或部件存在滲漏，進(jìn)一步分析可知滲漏點(diǎn)應(yīng)該在發(fā)動(dòng)機(jī)PRSOV（引氣壓力調(diào)節(jié)）活門的上游。當(dāng)使用APU引氣啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí) ，啟動(dòng)活門打開后，反流保護(hù)功能會(huì)通過ACAU里的啟動(dòng)繼電器關(guān)閉引氣調(diào)節(jié)器電磁活門從而使PRSOV保持在關(guān)閉位，防止APU引氣反流導(dǎo)致引氣壓力降低，因此先啟動(dòng)的一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)就可以正常啟動(dòng)；而當(dāng)先啟動(dòng)的一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)好后，正常情況下發(fā)動(dòng)機(jī)引氣電門是放在ON位的，這時(shí)PRSOV打開，再啟動(dòng)另一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)， APU引氣會(huì)經(jīng)過已經(jīng)啟動(dòng)好的發(fā)動(dòng)機(jī)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(dǎo)致后啟動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)慢。

通過以上故障分析可知，既然無論先啟動(dòng)哪一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)而后啟動(dòng)的一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)都會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)慢的現(xiàn)象，那么應(yīng)該是左右兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣源管道或部件都存在滲漏的情況。而且滲漏點(diǎn)就應(yīng)該出在左右發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)活門、高壓級調(diào)節(jié)器、引氣調(diào)節(jié)器這幾個(gè)部件都是位于PRSOV的上游。那么如何判斷是哪個(gè)部件存在滲漏，我們分析認(rèn)為高壓級調(diào)節(jié)器的回流機(jī)械裝置故障的可能性較高，原因是當(dāng)啟動(dòng)好一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)后，使用APU引氣啟動(dòng)另一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，由于啟動(dòng)好的發(fā)動(dòng)機(jī)處于慢車轉(zhuǎn)速（N1，20%），從圖2中可以看出，當(dāng)N1<26%時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)使用未調(diào)節(jié)壓力的9級引氣，此時(shí)引氣壓力低于32±6psi，一般在20psi左右。而當(dāng)使用APU引氣啟動(dòng)另一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，APU負(fù)載加大，引氣壓力會(huì)上升到30psi以上，APU的引氣壓力顯然高于慢車時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)引氣壓力。正常情況下，當(dāng)高壓引氣調(diào)節(jié)器下游氣流壓力大于第九級引氣壓力時(shí)，調(diào)節(jié)器上的回流機(jī)械裝置打開，控制關(guān)斷的引氣壓力到達(dá)高壓引氣活門，關(guān)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(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部。如果高壓級調(diào)節(jié)器的回流機(jī)械裝置故障，那么高壓級活門不能正常關(guān)閉，就會(huì)導(dǎo)致 APU引氣通過先啟動(dòng)好的發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)打開的PRSOV活門和不能正常關(guān)閉的高壓級活門回流到該發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部，從而導(dǎo)致啟動(dòng)另一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)引氣壓力不夠，所以出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)慢的現(xiàn)象。經(jīng)過以上分析，我們把故障原因鎖定在左右發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓引氣調(diào)節(jié)器，最后更換左右發(fā)的高壓引氣調(diào)節(jié)器后故障順利排除。

3 總結(jié)

737NG飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)慢故障比較常見，通常都是由于啟動(dòng)部件性能衰退導(dǎo)致，然而引氣系統(tǒng)部件故障導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)慢的故障比較少見，而由于一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的部件滲漏導(dǎo)致啟動(dòng)另一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)啟動(dòng)慢的故障就更少見，此次故障是由于雙發(fā)同一個(gè)引氣部件故障導(dǎo)致這種奇怪故障現(xiàn)象還是我公司第一次遇到。根據(jù)后續(xù)跟蹤此次故障拆下的兩個(gè)高壓引氣調(diào)節(jié)器的返修報(bào)告，返修廠家給出的結(jié)論是高壓調(diào)節(jié)器內(nèi)部的回流膜盒裝置磨損。這個(gè)結(jié)論和我們當(dāng)時(shí)的分析判斷一致，波音的一份737NG-FTD-36-05001也指出，高壓引氣調(diào)節(jié)器低使用壽命的原因正是由于回流膜盒裝置嚴(yán)重磨損導(dǎo)致。本次故障的排故經(jīng)驗(yàn)也值得廣大擁有737NG機(jī)隊(duì)的兄弟航空公司借鑒，希望通過該故障分析為飛機(jī)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(xiàn)：

[1]戴伯鴻. 淺析737NG型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)及其故障[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（11）.