波音737NG 飛機發動機滑油濾旁通燈亮事件分析

■ 梁文堅/東海航空有限公司

1 背景

波音737NG 飛機在飛行中出現發動 機OIL FILTER BYPASS 警 戒 燈，表明滑油濾污染將導致滑油旁通油濾堵塞，機組可執行快速檢查單（Quick Reference Handbook）操作；如果滑油濾旁通警戒燈仍亮，應執行“發動機失效/關車”檢查單。參考AC-395-AS-01《民用航空器征候等級劃分辦法》，飛行中出現任意一臺發動機停車/失效或需要關車的情況，屬于運輸航空一般征候[1]，事件的嚴重程度不言而喻。因此，無論從安全性還是經濟性方面考慮，加強航空公司發動機管理都是當務之急。

2 系統介紹

CFM56-7B 發動機滑油系統用于發動機軸承和齒輪等附件的潤滑、清潔和冷卻。發動機滑油從滑油箱經過防滲漏活門進入潤滑組件，通過潤滑組件供油泵增壓滑油，經過供油濾到達發動機前集油槽、后集油槽、附件齒輪箱等位置，對軸承和齒輪進行潤滑和冷卻。潤滑組件回油泵抽回各自腔體中的滑油，滑油通過磁堵探測器、回油泵、回油濾、伺服燃油加熱器和主滑油燃油熱交換器回到滑油箱，如圖1 所示[2]。

圖1 CFM56-713發動機滑油系統

3 主要部件

3.1 滑油回油濾

滑油回油濾安裝在發動機滑油系統的回油路上，用于過濾發動機工作時產生的金屬碎屑、雜質、污染物等，防止滑油系統受污染而造成發動機損壞。隨著發動機使用時間的增加，產生的碎屑在滑油濾芯上積聚，造成不同程度的堵塞，導致滑油濾進出口壓差逐漸加大[3]。

3.2 堵塞傳感器

滑油回油濾上安裝了堵塞傳感器，又稱滑油回油濾壓差電門（OFDPS），包含電門裝置和磁鐵裝置，感受滑油回油濾進出口間的壓力差，用于監控油濾堵塞情況。若回油濾堵塞，傳感器（壓差電門）向電子發動機控制系統（EEC）傳送堵塞信號，并通過顯示電子組件（DEU）在上部顯示組件（DU）的主要發動機顯示位置顯示OIL FILTER BYPASS 信息。

1）電門正常不旁通狀態：正常情況下（油濾未被堵塞），磁鐵由彈簧力保持在靠近電門裝置的位置。內部電門狀態為釘1 和釘2 導通，釘2 和釘3 斷開。

2）電門旁通狀態：當滑油回油濾被污染物堵塞，進出口壓力差大于一定數值（31.2psi）后，液壓力克服彈簧力使磁鐵的電門觸點輸出狀態發生變化，釘1 和釘2 斷開，釘2 和釘3 導通，如圖2 所示。由此，給EEC 一個接地信號，EEC 通過DEU 到駕駛艙點亮滑油濾旁通燈。EEC 的AB 通道共用一個壓差電門，AB 通道的SW1 都與壓差電門的1號釘連接，AB 通道的SW2 都與壓差電門的3 號釘連接，在駕駛艙使用MCDU通過EEC 的輸入監控頁面滑油系統，可查看油濾旁通狀態和電門狀態信息。

圖2 滑油濾壓差電門[4]

3）壓差電門不正常狀態，有以下三種情況。

a.電門都位于接地位，即釘2 與釘1、釘3 都導通，AB 通道的SW1 和SW2 都顯示CLOSED 狀態，EEC 判斷壓差電門失效，觸發電門不一致的代碼為79-X112Y（X=A/B 通道，Y=1 號或2 號發動機），在地面滑油濾旁通燈被點亮。

b.電門位于中間位置，即釘2 與釘1、釘3 都不導通，AB 通道的SW1 和SW2 都顯示OPEN 狀態，EEC 判斷壓差電門失效。由于壓差電門的可靠性不高，容易產生虛假信號。為減少誤報警，EEC 軟件升級到7.B.W2 版本。該版本不再監控兩個電門都在OPEN 狀態的失效模式，即EEC 既不監控也不產生代碼，且不會觸發滑油濾旁通燈。

c.油濾未被堵塞的情況下，釘1 和釘2 斷開、釘2 和釘3 導通，假信號會點亮滑油濾旁通燈。EEC 全程監控壓差電門的狀態。當壓差電門在旁通位，只要發動機運轉，無論在空中還是在地面，滑油濾旁通燈都會亮；當電門不一致時（EEC 軟件版本為7.B.W2 之后的只監控CLOSED/CLOSED 不一致狀態），滑油濾旁通燈只在地面才會點亮，空中不會亮。壓差電門的監控邏輯如表1 所示。

表1 壓差電門的監控邏輯

4 部件可靠性分析

4.1 滑油濾

在波音737NG 維修方案中，滑油供油濾和回油濾的定期更換間隔是7500FH[5]。同時，滑油濾旁通燈亮排故時，故障隔離手冊中有相應步驟要求維護人員對拆下的滑油供油濾和回油濾進行檢查。目視檢查油濾均無明顯雜質時，維護人員仍會更換為新的油濾。

D 航司在2021 年底發生了一起左發滑油濾旁通燈亮導致空停備降事件，拆下的滑油回油濾送檢分析后收集到38.16mg 碎屑。2022 年底發生了一起雙發起動后右發滑油濾旁通燈亮事件，拆下的滑油回油濾和供油濾均送檢，從滑油回油濾中收集到290.15mg 以碳粉為主的非磁性碎屑和0.43mg 磁性碎屑，從滑油供油濾中收集到類似成分的非磁性碎屑137.43mg 和磁性碎屑0.23mg，該回油濾在役使用時間為5000FH，而另一個發動機使用時間和油濾使用時間與之接近的回油濾的送檢結果為非磁性碎屑11.47mg、磁性碎屑0.23mg。

發動機廠家分析得出結論：滑油回油濾中的碳粉碎屑可能來源于滑油的結焦。國內同類機型的發動機也有相同案例。中央通氣管后部封圈破損，后集油槽滑油進入低壓軸內，滑油受高溫烘烤形成油泥，同時向前推進，通過通氣管前部破損封圈進入前集油槽，最后隨回油路到達回油濾。

4.2 堵塞傳感器（壓差電門）

CFM56-7B 發動機滑油濾壓差電門有兩種構型，分別是QA07656ISS1 和QA07656ISS2。電門相關廠家發布4 份服務通告，如下：

1）SB79-0035 CAT5：2012/9 ～2013/3 生產的件號為QA07656ISS1 的OFDPS，懷疑內部微動電門可靠性差，容易產生假警告，建議使用新的S1 電門替換受影響的S1 電門；

2）SB79-0035R1 CAT5：不再建議執行R0 版的OFDPS 更換措施；

3）SB79-0037 CAT7：介紹件號為QA07656ISS2 按使用新標準生產的電門，改進可靠性，減少低時失效；

4）SB73-0219 CAT2： 介 紹 新 版本EEC 軟件7.B.W2，該版軟件其中一項改進是取消對OFDPS 內部微動電門OPEN-OPEN 不一致狀態的監控。

截至2021 年底，這兩種構型的壓差電門國內航空公司均有安裝。新構型滑油濾壓差電門QA07656ISS2 由CFM56-7B SB79-0037 于2015 年 底 引入，使用新標準生產，改進了可靠性，減少了早期失效。2019—2021 年，世界機隊范圍內發生5 起可能性極大的壓差電門故障，導致滑油濾旁通燈亮機組空中關車事件。發動機廠家對兩種構型返廠送修的壓差電門進行X 射線分析，發現1 號釘和2 號釘之間在低電壓操作時容易失去連續性（Not clogged 位）。但由于航材運輸過程中受到溫度的變化或曾經被拍打過等因素影響，以及個別航材檢測時故障未能再現，加之目前QA07656ISS2 投入使用時間較短，因此發動機廠家暫未給出新構型的滑油濾壓差電門比舊構型可靠的定論。

5 推薦措施

D 航司在經歷2021 年底的滑油濾旁通燈亮空停備降事件后，工程技術部門通過排故流程和油濾送檢結果，結合發動機廠家的技術回顧進行分析，排除了滑油系統真實污染導致油濾旁通的可能，最終下發普查單，普查機隊壓差電門狀態，同時修改日檢工卡，要求維護人員在每日航后通過MCDU 檢查滑油濾壓差電門狀態。經過一年努力，預防更換件號為SS1 電門1 起，發現并更換OPEN-OPEN 位不一致電門5 起（3起為SS1 電門，2 起為SS2 電門），故障更換6 起（5 起為SS1 電門，1 起為SS2 電門）。

D 航司工程技術部門對發生的兩起滑油濾旁通燈亮事件的結論是：兩起故障均是因為滑油回油濾積累了一定量的碎屑，以及滑油壓差電門性能下降和作動門檻值降低的綜合因素導致。雖然發動機廠家并未建議執行額外的維護措施，但為了降低或消除滑油濾壓差電門虛假警報導致的事件，推薦在每日航后增加滑油濾壓差電門狀態檢查工作，及時排除安全隱患，化解重大風險，提高發動機的可靠性[6]。

排故時，盡管故障隔離手冊（FIM）并未要求維護人員對拆下的油濾進行檢測，但推薦對拆下的油濾進行送檢分析，一是可以監控發動機碳粉雜質產生速率，二是制定縮短更換滑油回油濾間隔時間的方案。

雖然發動機維修費用約占飛機維修成本的40%，考慮到空中停車事件的嚴重性，響應局方要求，應加大防范發動機空中停車的安全投入。綜合評估滑油回油濾壓差電門可靠性，鑒于件號為QA07656ISS1 的備件已停止生產，推薦航空公司采取結合發動機送修換件的方式，逐漸消耗掉舊構型的壓差電門。同時推薦有條件的航空公司主動執行SB79-0037，將機隊現裝機的舊構型滑油壓差電門更換成新構型滑油壓差電門。

以上推薦措施，雖有兩項增加了航空公司的維修成本，但以秉承安全關口前移、切實保障飛行安全為目標，將預防發動機空中停車工作不斷朝著更細化、更深入的方向推進。防范和化解重大風險是航空公司發動機管理的重中之重。