[CFM] CFM56-3发动机转子咬合的原因分析及处理措施

该型发动机从投入使用到现在，其良好的在翼性能和维护经济性受到了客户的普遍认可，也正因该型发动机的上述优点，目前多数发动机均进行了3次或3次以上的进厂大修或修理。我公司多数的CFM56-3发动机也进行了3次或3次以上进厂修理。但近一段时间我公司出现了两次新大修出厂发动机重新装机后，正常试车（相关参数均正常）后关车，次日或间隔6-8小时以上再次启动发动机启动不成功，地面人员检查发现核心机转子与级间封严出现了罕见的咬合现象，造成高压转子（N2）或低压转子（N1）无法转动。并两次因核心机咬合故障造成航班延误或当日航班取消，给公司的正常航班营运和正点保障带来了诸多不利。笔者查阅资料，发现其他用户也有类似现象出现，那么这种罕见的咬合现象为什么会发生呢？

笔者分析认为随着发动机在翼时间的延长，其核心机的性能会变得愈来愈差，诸多修理厂家为了保证出厂CFM56-3发动机的出厂性能和裕度，根据车间修理手册（Engine Shop Manual）的标准，约从2002 年开始在核心机级间封严，压气机出口封严（在燃烧室机匣上），前外封严，前内导向器封严上应用了发动机区域间隙最优化控制技术，即核心机整体匹配磨削加工（核心机小间隙封严）技术，将级间封严的间隙调到了ESM手册的下限，以此保证出厂发动机裕度和性能，但这样会出现当发动机装机试车正常停车或由于发动机故障、试车台等原因紧急停车后，因核心机与风扇机匣、涡轮机匣的膨胀程度不同，如果核心机的冷却时间不够，核心机冷却得慢，机匣冷却的快，加之核心机的高压转子或低压转子与封严的磨削间隙相对较小，此二因素共同造成了核心机转子与机匣封严咬合的不正常现象。

针对此现象，GE公司于1999年的机队概要（Fleet Highlights）也做了说明，且一些用户也有类似故障反映。GE认为转子咬合现象多发生在新发或大修发动机上，对于一些训练机装机发动机（小时间，大循环）也会出现咬合现象。如果没有出现高振动现象或磁堵检查未发现金属屑，则该咬合不会影响发动机的正常使用，也不会造成发动机硬件的损伤。

鉴于咬合现象成因分析，结合航线维护的特点，笔者认为采取如下措施可避免或降低其发生。

如果新发或大修发动机装机正常试车时，试车人员密切监控发动机参数，避免随着N2 转速的提高，振动值随着增大。这将使级间封严蜂窝被严重磨损，从而降低了由小间隙空隙而提高的发动机性能。

正常试车结束后，为了降低转子和静子的热膨胀差异，同时使发动机重新起动时有一个好的状态。让该发在高慢车运转5分钟，低慢车状态运转5-10分钟（至少5分钟），让核心机充分的冷却，并在N2转子完全停转之前（大约1.3％N2）将发动机启动电门置于“GND”位，连续执行两次干冷转发动机工作，工作2分钟，让发动机核心机再次冷却，确保与机匣冷却同步，如时间允许，同时建议打开风扇包皮、反推包皮让发动机自然冷却30分钟以上。

如果因某种原因需要再次试车，确保第二次起动距上次停车时间大于1.5~2 分钟之间，且发动机EGT 温度不高于100 度，否则需要再次冷转发动机。

如果一旦遇到核心机转子咬合现象，如果处理不当会造成如下后果：

1）.级间封严蜂窝会被磨得太深或转子叶片叶尖卷边、出现毛刺；

2）.起动时N2 振动高的风险；

3） 造成起动机损坏；

4）.增加飞机的停场排故周期，降低飞机可用率；

故而笔者建议，一旦出现核心机转子咬合现象，针对不同咬合情况应采取相应的措施：

处理措施：执行干冷转程序或通过手摇泵把住N2转子，用手扳转风扇；

处理措施：建议每隔15分钟，通过手摇盖板试着转动核心机；

处理措施：如果不能用手扳转风扇，建议执行一次2分钟干冷转，同时监控风扇转动情况