CFM56-3发动机FUEL CONTRAL系统常见故障小结

zouqingkai

CFM56-3发动机FUEL CONTRAL系统常见故障小结
1启动过程：起动过程主要反映的故障有：（1）启动温度高和（2）启动加速慢。对于启动温度高的现象，我们可将启动温度参考值设定为680℃（极限值为720℃），当发动机的启动温度接近或达到这个值时，如检查测试证实VSV/VBV/T2/CIT系统工作正常后，那么更换MEC能有效解决发动机启动温度高的问题。因为最可能的原因是MEC内针状轴承的正加连杆磨损，导致启动过程燃油流量偏高而造成发动机启动时EGT高。对于（2）启动加速慢，AMM要求从提发动机启动手柄到慢车转速的起动时间为2分钟。其主要原因有：发动机启动机不好；气源压力低；引气系统；VSV/VBV；燃油比重调节不正确；发动机性能衰退等。
2．IDLE过程：一般情况下慢车基本没故障，除非大修的发动机因调试不当出现不正常。
3．发动机加速慢：CFM56-3的发动机加速分为二个阶段：从IDLE~40%N1；再从40~95%N1。但绝大部分发动机加速慢的现象在第一阶段。为此CFMI给出：从IDLE~40%N1的加速时间为13秒，两发加速时间相差不大于4 秒；从40~95%N1的加速时间为：7.4秒（7.4秒的时间必须满足）。如果出现加速慢的现象，可按如下步骤进行检查：（1）检查CDP/CBP接头是否松动，CBP的余水口是否有堵塞；发动机的加/减速程序是根据HPC的出口压力及飞机用引气量的大小而设定的，松动的接头会造成发动机加速性变差。（2）检查VSV反馈钢索是否偏出校装位（对VSV进行动态校装），另外VSV系统的CITsensor的热飘移会造成发动机加速慢。（3）将发动机的慢车（IL/HL）转速调至上限。（4）燃油比重的调节也可以改善发动机的加速性，比重越低发动机加速性越向好的方向发展（一般在0.78）。（5）如排除以上因素发动机加速性未改善的话，那么只有考虑MEC。
4．起飞过程：发动机常见的故障是达不到起飞功率和EGT高（压气机、燃烧室、HPT、LPT、会造成EGT高）。其主要原因是CITsensor接头滤网堵塞（使MEC感受到的温度与实际温度不符，造成VSV&VBV偏移）和MEC失效。发动机性能衰退。
那么如何来判断CITsensor接头滤网堵塞呢？在两发N2转速相同的情况下，一发的N1偏低。因此，即使油门杆推到最大，N1也可能达不到目标值。也就是说为了达到预定的N1值，就必须提供更多的燃油来增加N2，结果是造成EGT高。
另一个原因：VBV的柱塞卡阻或其中之一活门卡在开位。
5．油门杆不一致：
要想了解油门杆不一致首先要知道发动机推力调节原理：CFM56-3发动机通过MEC&MC控制燃油流量和发动机可变几何装置，经调节转速或推力。MEC是一个液压机械装置，包括转速调节系统、燃油限制系统、燃油计量系统。它以N2为调节目标。首先其转速调节系统根据PLA、T2、Ps12来确定N2需求值，该值与实际N2之差决定了燃油计量活门的位置即供油量的大小，同时燃油限制系统根据N2（瞬时）、CIT、Ps3、CBP诸参数，即综合发动机功率需求和压气机负荷能力，对供油量的变化进行限制，以避免发动机贫油、富油熄火或失速、超温等不稳定现象；MEC还根据N2、CIT的变化，利用伺服燃油压力对VSV、VBV的位置进行调节，以改善压气机通道负荷能力。PMC是一个电控装置，其作用是在MEC工作的基础上控制N1转速。PMC根据PLA、Ps12、和T12来确定N1目标值，该值与实际值相比较，其差值信号（TMC）送到MEC并以此改变供油量，以达到PMC所要求的N1转速。PMC的工作使反映发动机推力大小的N1在一定的环境大气压力和温度条件下与油门杆相符合，对MEC在燃油控制过程中出现的参数偏差可在一定范围内（3.85—5.1%N2）进行调整。当有一台发动机MEC感受信号有误差或调节故障，造成供油量和N2或N1偏差，使N1和PLA不符，并且造成N1偏差超出了PMC的调节范围，这时只有通过改变油门杆位置才能达到双发N1一致，于是就出现空中油门杆不一致现象的发生。
油门杆不一致现象，有时会伴随一发起动慢、加速慢、起飞时EGT高等。当油门杆不一致时，有两种情况要区别：（1）如果油门杆不一致时左右发参数也相应不一致，则故障原因是ASM fail或发动机油门钢索阻滞，需飞行员调节油门杆并监视双发参数使其保持一致；（2）如果油门杆不一致但左右发主要参数（N1）保持一致，如人工将双发油门推齐，则出现发动机参数不一致，则说明发动机操纵系统校装不当或发动机推力控制系统故障，而A/T系统有效保证了双发推力匹配且正常工作。
CFM56-3发动机空中油门杆不一致是由于发动机推力（燃油）控制系统的故障引起。我们先看MEC：MEC依据PLA、Ps12、T2来确定N2转速的调定，当其中之一有问题，将影响MEC对N2的调定，从而影响N1的调定。
PLA：当PLA有问题时，将使MEC在油门杆的整个工作范围内都不能正确地给出N2转速的调定，也就是说在飞行中始终会出现调节偏差。
Ps12sensor：MEC根据Ps12来修正由PLA设定的基本N2转速，即静压增大，基本N2转速减小；反之亦然。Ps12sensor的故障大多数是由于传感器到MEC的导管出现渗漏，这时MEC就感受一个增大的Ps12信号（正常情况下，Ps12sensor感受风扇进口处的静压， 在发动机工作时，由于有气流从Ps12sensor处流过，静压值总是小于导管周围的大气压力，若Ps12sensor导管渗漏，则送到MEC的Ps12值相当于导管周围的大气压力），使MEC在油门杆位置不动的情况下，下调N2转速，相应的N1转速也下降。另外Ps12sensor还向PMC提供信号，从而也影响PMC的正常工作。
T2sensor：MEC根据T2来修正由PLA设定的基本N2转速，即T2增大，基本N2转速相应增大；反之亦然。以保证在油门杆不动的情况下，随着大气温度的升高，N2&N1转速相应增大，反之则依然。，使得发动机的推力保持不变。当T2sensor出现热漂移（热漂移：是指T2sensor中的滤网堵塞或P7-Pb导管堵塞/渗漏，这时T2sensor向MEC提供增大的T2信号，使MEC向上调节基本的N2转速，使实际的N2&N1转速增大）故障时将引起N2转速过高。
另一种现象冷漂移：由于感应元件或连接感应元件和膜盒/活门壳体的毛细管破裂造成氦气泄漏引起的油门杆不一致。当有一部分氦气漏损时（部分冷漂移），与热漂移相反，MEC感受的T2温度比实际温度低，导致供油量和转速偏低，造成空中油门杆不一致，该发油门杆前置，在地面试车时跟T2热漂移时相反。当氦气漏完时（完全冷漂移），此时的MEC无法感受到T2温度的变化，其相应液压机械机构将以标准大气温度（15℃）取代T2进行燃油控制，这时会出现一种特殊现象：在空中，空中环境温度低，MEC设定的T2温度高于实际温度，受影响发动机表现出T2热漂移特征，当油门杆不一致时，该发油门滞后：在地面，地面试车时，受影响发动机参数可能表现热漂移（地面温度低于15℃），程度较空中减轻，也可能表现与空中反映现象相反特征即T2部分冷漂移特征（地面温度高于15℃），发动机转速偏低。这种地面试车结果与空中反映不一致现象，是判断T2sensor完全冷漂移故障的重要依据。
造成空中油门杆不一致的还有：CIT、VSV&VBV校装不当、PMC相关故障
CIT：CIT是一个瞬变参数，其原理与T2相同，在整个发动机工作包线内，它影响MEC对供油量的调节，主要用于MEC对VSV&VBV的调节，在某一N2转速下，CIT较高时，高压压气机进口空气可压缩性差，压气机后级通道能力减小，MEC即通过伺服燃油压力调节压气机前级VSV&VBV，使VSV通道关小、VBV开大放气，以协调压气机前后通道能力，防止喘振发生。当CITsensor接头滤网堵塞或渗漏造成MEC感受P6-Pb比实际的CIT高时，VSV&VBV的调节就偏离正常程序，VBV偏开而VSV偏关，这使同样供油量同样N2转速时的N1偏低（虽然CIT增加时供油量依稍增，但N1仍因VSV&VBV的错误调节而偏低），必须前推油门杆才能得到所需N1，造成油门杆不一致（PMC接通时改善或消失），该侧油门杆前置。在地面试车时该发起动时间长、加速慢；在所有状态N1、N2关系失衡，即双发N2一致时，该发N1偏低，而N1相同时，N2偏高。
VSV&VBV校装不当：[公式：前提条件是部分功率试车时，在PMC ON时，左右发N1相同时，比较N2，其N2差小于2%；N2相同时比较N1，N1差小于1%，说明VSV&VBV工作正常]。
当油门杆错位，测试过CITsensor不能排除故障时应考滤VSV&VBV开关度是否正确。MEC根据CIT&N2并比较VSV&VBV反馈钢索的实际位置信号对VSV&VBV进行调节的。如MEC接受反馈信号与VSV&VBV实际位置不符时，那么，MEC的调节就会偏离程序，造成VSV、VBV过开或过关。当VSV偏关VBV偏开时，故障现象与CITsensor热漂移情况相似。当VSV偏开VBV偏关时，相当于CITsensor部分冷漂移，相同N2转速下N1偏高，因而空中油门杆不一致，该侧油门杆滞后；而相同N1时N2偏低，监控曲线也可发现N2向下漂移；同时发动机启动、加速时间较短，并伴有压气机失速和EGT高的故障。当怀疑VSV&VBV校装不当引起油门杆不一致时，可根据AMM进行反馈钢索静态校装检查，主要是VSV系统，因为VBV是MEC根据VSV反馈钢索位置信号建立开度程序控制的，所以VSV校装不当不但影响本身而且还影响VBV的工作。
MEC功率调整不当：发动机部分功率调整在MEC上进行。当部分功率转速N2高于目标值高限时，在给定油门杆位置发动机转速偏大，造成空中油门杆不一致，该发油门杆滞后；当部分功率转速N2调整值小于目标值低限时，同样油门杆不一致，该发油门杆前置（功率调整对发动机启动和慢车无影响）。
PMC相关故障：[正常情况下，N2相同比N1，其N1相差不超过1%]。
PMC的目的是超控MEC，根据PLA去建立N1修正转速。在一定的飞行条件下，同样的PLA将提供同样的推力百分比。然而，爬升一开始就需要一个最大爬升率的风扇N1。PMC能保证最大爬升率直到PLA移动为止。达到巡航高度以前，这种“锁定油门”爬升不需要飞行员做任何动作。在起飞状态下，T12达到最大值时推力保持恒定。PMC还对N1、N2提供超转保护，避免EGT超温。
工作原理：PMC电控MEC，在MEC工作的基础上控制N1。PMC根据PLA、Ps12、T12、N1计算和制定出风扇N1转速的修正值，再根据N1目标值与N1实际值信号的差给MEC输送TMC（扭矩马达电流），MEC则根据TMC改变供油量，从而改变需要的N2 转速，以达到PMC所要求的N1目标值。PMC的工作使反映发动机推力大小的N1在一定的环境和温度条件下与PLA相符，对MEC在燃油控制中出现参数偏差可在一定范围内进行调整，其调整范围是：PMC上调N2（3.85%）；下调N2（5.1%）。需说明的是PMC在N1>40%以上才起调节作用。
PMC可以纠正或一定程度上改善MEC有关因索造成的参数偏差以致油门杆不一致，但如果PMC接通ON时油门杆不一致，而PMC断开OFF时油门杆一致，或地面试车比较PMC ON&OFF时的PP部分功率参数时，一侧PMC未能将N1往目标值范围调节，则说明PMC的调节功能失效。造成油门杆不一致的PMC故障通常是PLA的RVDT信号不正确引起，所以，首先用校验设备对PMC进行PLA电压（PLA=130°，U=0.75±0.2V）增益校验并调整，如果PLA电压增益正确，则很有可能是MEC的PLAsensor故障，此时只有更换MEC。
针对油门杆不一致现象：只有通过地面试车来判断究竟是那台发动机的油门有问题。试车的方法有：慢车REF71-00-01/201、图202（低慢和高慢：MEC上有调整钉，用一个3/16IN的内六方扳手调一圈等于5%N2）；部分功率试车REF71-00-01/201、图202（PMC ON和OFF，MEC上有PP调整钉，先用9/64IN内六方板手，反时针方向转动PP调节盖板上的蝶型螺钉三圈移动PP调节盖板，再用5/32IN内六方板手转动PTAS部分功率调节螺钉，调一圈等于1.2%N2）。

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提个问题:MEC是根据CIT,CDP和油门杆角度进行控制的

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