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邮航B737-300飞机发动机起动系统问题分析汇总 作者：中国货运邮政航空公司机务工程部 黄航航
根据最近几年邮航B737-300飞机的运行情况，我们对发动机起动系统出现的故障进行了分析汇总，希望能给各位同行起到参考作用。
邮航B737-300飞机发动机起动系统问题分析汇总一、故障现象汇总：
1、 起动电门不能保持在“GND”位，且N2无指示；
2、 起动发动机时起动活门打不开；
3、 起动发动机时起动活门打开，有压降，但N2无指示；
4、N2 46%时起动活门打开灯不灭，起动活门不能自动脱开；
5、N2 46%时起动活门打开灯灭，起动电门无法弹回“OFF”，人工扳回；
6、 发动机启动活门在关闭状态下活门打开灯亮；
7、 起动机漏油。
工作原理分析：
1、起动电路：
如图以ENG2为例：在N2<46.33%时，主发动机显示N182内部的46.33%N2电门处闭合位，ENG2N2 转速继电器R358吸合，R358的2#和1#触点联通，使2#触点接地。在扳动ENG2起动电门到GND位时，ENG2起动电门S267内部的电磁线圈通过R358的2#触点接地，将S267保持在GND位。与此同时，28VDC直接通过起动电门S267加载到ENG2起动活门V6内部的电磁线圈，打开起动活门使高压引气流入起动机。当起动活门V6打开到全开位时，V6内部的微动电门将起动活门插头D424的4#和5#钉联通，使P2班的ENG2起动活门全开灯L822灯点亮。
高压引气吹动起动机旋转，起动机通过AGB带动N2转子转动并加速。当N2上升到25%或以上时，提起起动手柄，燃烧室内供油点火，开始燃烧，此时通过起动机动力和燃气吹动高压涡轮一起使N2继续加速。当N2继续上升到46.33%时N182内部的46.33%N2电门断开，R358断电脱开，2#触点与接地端断开，S267内部的电磁线圈断电，ENG2的起动电门在弹簧力的作用下离开GND端回到OFF位。在S267脱开GND端的同时，起动活门V6内部的电磁线圈断电，起动活门回到关闭位，微动电门断开，L822熄灭。
图：发动机起动电路原理图
2、起动气路：
如图以ENG1为例：确认APU引气正常、引气压力在30PSI以上、组件活门关闭、机翼防冰活门关闭，置起动电门到GND位，起动活门打开，APU引气的高压引气吹动起动机的涡轮叶片，带动N2转子转动并加速；喷油点火后，N2上升并超过46.33%时，起动电门自动跳回OFF位，起动活门关闭，高压引气与起动机断开，起动机失去动力源，N2在燃气的推动下继续加速，起动机通过在内部设计的一个棘轮机构自动与AGB分离，起动机脱开。
图:发动机起动气路原理图
故障分析：
1、起动电门不能保持在“GND”位，且N2无指示。
对于该故障进行线路分析（以ENG2为例）：起动电门内部有一复位弹簧，其作用是在没有其它外力作用下时将起动电门恢复到OFF位。在起动过程开始直到N2>46.33%时，N182内部的46.33%N2电门始终保持在闭合位，使N2 转速继电器R358保持吸合。当扳动ENG2起动电门到GND位时，起动电门S267内部的电磁线圈就通过R358接地，产生电磁吸力将S267保持在GND位。此故障表现为电门不能保持在GND位，则说明起动电门内部电磁线圈没有工作。
分析可得能够引起该类故障的原因大致有以下几点：①、起动电门内部线圈性能变差或损坏导致；②、N2转速继电器R358供电问题或继电器本身性能变差及内部触点损坏等问题导致；③、起动电门保持二极管D1击穿导致S267内部线圈被短路；④、N182内部的46.33%N2（继电器）电门存在故障而导致；⑤、“ENG2起动跳开关C154→起动电门S267→继电器R358→接地端”之间线路存在问题；⑥、“ENG2起动跳开关C154→继电器R358→主发动机显示N182→接地端”之间线路存在问题。
如2004年10月26日B-5046飞机反映的“右发起动开关在启动时放GRD位时，不能保持，自行弹回off位，由人工保持在GRD起动完成”故障，2004年11月3日B-5047飞机反映的“起动右发时起动活门超控才能起动，起动开关在“地面”位保持不住”故障，以及2007年11月9日B-2528飞机反映的“起动左发时，起动开关不能保持在“地面”位，且N2无指示，关车检查”故障等。对于此故障需要按照电路图进行详细的测量判断，隔离出故障件或故障线路，然后对其进行修复，才能保证故障的彻底排除。图:起动电门GND位保持电路
2、起动发动机时起动活门打不开。
对于此类故障，一般可表现为起动电门到位、起动活门打开灯不亮、且引气压力无明显压降，通过现象则可以确定起动活门没有工作。分析电路图（以ENG2为例）：起动电门由保持电路保持在GND位，此时通过起动电门1B脚端直接把28VDC输入到起动活门的电磁线圈，作动起动活门工作。当活门打开到全开位时，内部的微动电门做动，将活门打开灯L822点亮。
通过分析，能够引气该故障的原因大致可分位以下几类：①、活门内部的电磁线圈性能变差，不能作动活门打开；②、活门本体卡阻，导致线圈不能作动；③起动活门电插头接线问题或“起动电门S267→起动活门V6”之间线路有断路现象。
如2004年11月5日B-5047飞机反映的“右发地面起动时，起动活门不能自动打开”故障，检查发现V6插头D424的1#钉与地线断开，重新接线；2008年3月14日B-5072飞机反映的“起动一发，发动机活门不工作”故障，最终确定位活门内部卡阻，更换活门。图:起动活门工作电路
3、起动发动机时起动活门打开灯亮，有压降，但N2无指示。
分析该故障现象，起动活门打开灯亮且引气总管有压降，则说明起动电路工作正常，且活门已经正常开启。从气路分析，能够引起该类故障的原因有：①、引气压力不足，无法带动起动机旋转。此时应该检查空调组件活门和大翼防冰活门是否都在关位。如过前面两个活门都正常的话，则说明时更上一级系统的故障了。②、只要引气压力正常，空调组件活门、大翼防冰活门都在关断位时，高压引气的唯一负载就是发动机起动机，但此时发动机N1、N2均无转速指示，则说明时起动机内部的问题。针对起动机内部问题可分为两种：一是起动机内部齿轮、轴承损伤，出现卡阻；二是起动机输出轴断裂，起动机空转。
如2008年2月18日B-5046飞机在虹桥反映的“使用APU引气无法启动发动机”故障，2008年7月8日B-5072飞机深圳反映“右发起动不成功”故障，最终均反映为起动机本身损伤所造成，更换起动机后故障排除。
对于起动机的内部损伤，最主要的预防方法就是加强对起动机滑油的监控及对磁堵和外部的定期检查；损伤一但出现，唯一的解决办法只能是更换起动机。
4、N246%时起动活门打开灯不灭，起动活门不能自动脱开。
如图以ENG2为例进行分析：当N2上升到46.33%时N182内部的46.33%N2（继电器）电门断开，R358断电脱开，S267内部电磁线圈断电，弹簧力使ENG2起动电门由GND端弹回OFF位；同时V6内部的电磁线圈断电，起动活门回关闭位，微动电门使L822熄灭，起动活门自动脱开工作完成。
由于此时起动活门打开灯未灭，且若起动活门关闭的话引气压力会有一个稍微上升的趋势，故可以判定此时起动活门仍处于打开位，且S267仍处于GND位；故根据线路图分析可得造成此钟现象的原因可能有：①、N2转速电机信号故障；②、N182内部46.33%N2（继电器）电门失效，粘连无法脱开接地端；③、R358继电器失效，粘连无法脱开接地端；④、S267电门失效，复位弹簧不能复位或电门粘连；⑤、S267→R358→N182之间导线存在搭铁信号而导致。
如2004年7月24日B-5046飞机反映的“地面启动2发N246%时启动机脱开压力回升，但是启动活门打开灯一直亮，直至进入慢车状态，10秒后灯灭”故障，2007年5月10日B-5047飞机反映的“地面启动右发N2 46%，启动活门没有自动脱开，人工手动脱开后工作正常”故障，2008年1月16日B-2528飞机反映的“起动1发，启动机不能自动脱开”故障，2008年10月9日B-2655飞机在沈阳反映的“起动时N2 46%，一发起动活门不能自动脱开”故障等，均由线路、继电器以及转速电机故障而引气。图:起动活门自动脱电路图
5、N246%时起动活门打开灯灭，起动电门无法弹回“OFF”，人工扳回。
如4中分析，当起动活门灯灭且引气压力表上压力有稍微上升趋势的情况时，则说明引气活门已经关闭，但是此时起动电门无法弹回OFF位。具体分析此现象说明此时起动活门自动脱开电路已经工作完成，S267内部的GRD触点已经脱开，活门已经自动回复到关闭位；而起动电门未脱开的原因有可能是其内部的复位机构损坏，虽然触点已经分开，但未能使电门完全回复到OFF位。
就此类故障基本上可以判定是电门内部的问题。如2006年12月10日B-5047飞机反映“2发起动电门在地面起动时，N246%不能自动弹回“OFF”位，需人工拨动回”故障，以及2008年11月10日B-2662飞机在西安反映的“航后反映右发46%N2时起动电门不弹回，人工扳回，起动活门打开灯灭”故障，最终的故障原因都落在了起动电门本身上，更换电门后故障顺利排除。
6、发动机启动活门在关闭状态下活门打开灯亮。
如4中分析，起动活门在关闭位时，活门内部的微动电门将随动于活门，将CLOSE触点接地，同时OPEN端没有接地信号，灯应该熄灭。如果在此种情况下活门打开灯仍旧亮的话，则说明引气故障的原因可能有：①L822（起动活门自动脱开电路图）2#接线→活门内部微动电门OPEN触点之间线路有误接地信号；②起动机内部微动电门失效位。
该类故障大多是由起动机内部的微动电门故障而引起。如2005年6月16日B-5046飞机反映的“航前机组反映右发启动时启动活门在关闭状态下活门打开灯亮”故障，更换起动机后，故障排除。
7、起动机漏油。
CFM56-3发动机的气动起动机内部（如图所示）可分为三大组件：气动涡轮组件、齿轮传动组件和输出自动脱开组件。其内部的齿轮和轴承都属于高速旋转件，必须进行良好的润滑，如果滑油量不足，就容易出现齿轮或轴承的严重磨损或卡阻，导致起动机内部损伤。图:起动机内部结构图
在起动机内部有三道比较重要的油封：涡轮盘内侧的轴承封严、空气涡轮组件与齿轮传动组件之间的封严垫片、输出轴与壳体之间的碳封严。如果涡轮盘内侧的轴承封严损坏，滑油会顺着涡轮盘腔向外流动，最后通过起动机的气流吹出到起动机的排气口处；当空气涡轮组件与齿轮传动组件之间的封严垫片损坏时，滑油就会沿着两个组件连接的快携环之间的缝隙渗漏到起动的下部；如果输出轴与壳体之间的碳封严发生损坏的话，滑油就会从碳封严处渗漏到起动机与AGB之间的安装座内，并由安装座上的余油管路排出。
如2004年3月4日B-5047飞机反映的“2发起动及轴余油管漏油”故障，检查发现封圈老化，更换封圈排除；2004年12月20日B-5046飞机反映的“左发正常起动，EGT达到645，EGT指示开始闪烁直到落地关车”故障，检查发现左发起动机内部损坏，更换起动机排除；2007年12月20日B-5071飞机北京反映的“航后检查发现右发起动机余油管漏油”故障，拆下起动机检查发现起动机轴碳封严破损，更换碳封严排除；2008年2月24日B-2661飞机南京反映的“短停地面检查发现右发起动机出风口有滑油排出”故障，更换起动机送修，检查发现起动机内部严重损伤；2008年2月27日B-5071飞机沈阳反映的“右发起动机漏油”故障，更换起动机排除；2008年6月13日B-5046飞机反映“起动机滑油量观察窗有异物”，更换起动机；2008年10月28日厦门反映“左发起动机连续补加滑油”，更换起动机等。
针对起动机滑油渗漏，必须对滑油量、磁堵进行定期的详细检查与长期的监控，当起动机的滑油消耗量超过标准时，应当立即拆下，并送厂家对其内部传动机构及封严等进行详细的检查，以防出现内部机构的严重损伤。
综上所述，简要的对邮航737-300型飞机的发动机启动系统故障进行了汇总与分析，如有不足之处，请各位同行指正。
参考资料:
AMM80-00-00 SSM 80-11-00 WDM 80-11-00 TM 80-00-CC
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发表于 2009-12-1 13:26:23
