對CFM56—3B故障的思考

隨著波音737-300服役時間的加長，在翼的CFM56-3B發動機故障頻率越來越高，如何采取有效的方法查明其故障或者縮小排故范圍是很有必要的。我們發現地面試車，采集相關的一些重要數據在排除故障時非常有用。本文以幾個實例來研究利用地面試車進行故障診斷分析。

發動機控制系統是一個比較復雜的系統，包括MEC和PMC系統。MEC系統接收T2，CIT、CDP、CBP、VSV/VBV反饋鋼索N2 PLA PS12的信號。PMC也接收幾個不同的參數并且N2為PMC供電。其中這些參數又互相影響，所以單就某一故障現象理論的分析哪個部件有問題是比較困難的，更何況往往在故障發生時伴隨著許多故障現象。然而應用地面試車采集一系列自己想要的數據，從中我們就可以分析出哪個部件有故障或者說至少哪個部件是好的。這樣勢必減少我們排故的時間，并且在試車過程中我們也可以對機組反映的故障現象有一個正確完整的認識。

地面試車總的來說分：慢車、部分功率、大車。

慢車轉速檢查主要用于檢查發動機在低速狀態時，特別是涉及發動機加速和起動的問題，同時用于判斷MEC的N2轉速調節系統是否正常工作，檢查MEC的高，低慢車調節是否正確。由于該檢查N1轉速較低，因此不能用于檢查發動機PMC系統的工作情況。

當MEC與PMC同時工作時，二者相互影響，對確定故障根源增加了難度。在部分功率檢查時，通過PMC開與關兩種條件下的測試，可有效隔離MEC系統和PMC系統的故障，有助于縮小故障范圍。將PMC關的N2值 測試值與維護手冊中獲得目標N2值進行比較，判斷部分功率調節和MEC的工作情況；同時將PMC開的N1值與維護手冊中獲得的目標N1值進行比較，判斷PMC系統是否工作正常。在兩臺發動機N2或者N1一致的條件下，對比兩臺發動機N1/N2對應關系，可以確認VBV與VSV的工作情況。如果部分功率檢查不能滿足兩臺發動機N2或者N1一致時，則可通過最大功率確認檢查來完成。

最大功率確認檢查是發動機處于大轉速狀態下進行的，其主要作用在兩方面：首先評估EGT裕度，適用于排氣溫度高的故障現象；其次，可使兩臺發動機獲得同一N1轉速下的N2值，評估發動機VBV和VSV的工作情況。

對于不同CFM-3B發動機，在相同穩定工作狀態下，N1/N2對應關系相對較為固定，尤其是在大轉速下，如最大功率確認檢查（MPA）或起飛狀態。但發動機之間的新舊程度、控制系統的微小差異等因素也會影響到兩臺發動機N1/N2對應關系，但由它們引起的不同發動機N1/N2對應關系的差異通常較小（N1相同時，N2相差不超過1%；N2 相同是，N1相差不超過2%），而發動機的可變幾何控制系統（VSV/VBV）故障引起發動機的工作不正常（油門桿錯位、不能達到起飛功率、加速慢、失速等）時，左右發N1/N2的對應關系發生很大的變化，兩臺發動機的N1/N2對應關系差異就會很大。

因此，通過比較兩臺發動機在N1或N2之間的對應關系，檢查發動機的可變幾何系統（VSV/VBV）的工作情況。在大轉速條件下，如果兩臺發動機的N1/N2之間的對應關系相差較大，則說明其中一臺發動機可變幾何控制系統故障，該故障可能是由于系統硬件（CIT、MEC/VBV反饋系統等）失效或調節器（MEC）校裝不當造成。

在利用地面試車完成發動機排故時，有時可能并不需要完成以上所有測試，究竟應該選擇哪些測試應根據發動機的故障現象以及故障出現時的發動機轉速，需要經過分析加以確定。

下面我們看個例子。

1發第一次起動慢并失敗。第二次起動成功但起動還是慢，并且1發從慢車到起飛加速油門桿前傾。

分析：提到起動慢加速慢，慢車試車是必須要做的。為了判斷MEC與PMC的好壞，部分功率也應該列入計劃。如果在部分功率試車中不能比較N1K/N2K大車試車也應歸入計劃中。

分析：

慢車時，1發N2偏低，接近臨近值，但在范圍之內并且確實起動慢。

部分功率：PMC OFF ，N2在范圍內，MEC應該工作正常，但N1不符。PMC ON，數據在范圍之內，PMC工作也正常，N1K/N2K不符。

大功率試車相同的N1，N2之間的差別為1。8%，超過了1%，所以應該是VSV/VBV系統的問題。

對VSV進行檢查，1發VSV 偏關，調節以后試車正常。

從這個例子我們可以看出，當發動機故障，工作參數發生偏離，根據發動機控制系統的工作原理，通過合理采用發動機試車方法，收集數據進行分析其變化趨勢，可以快速隔離該發動機故障，有助于節省排故工時，減少航材浪費。

山東航空 工程技術公司 薛峰 2015年12月

作者簡介：薛峰（1979-），男，機務，本科，研究方向：發動機。