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一起CFM56-3发动机加速悬挂故障的排故过程及分析
-------技术服务分部 丁国清
一． 故障现象：
2001年4月29日B-2990飞机海口执行HU617航班，在跑道头准备起飞时，机组加油门至45%，发现左右发动机加速严重不对称，右发悬挂在45%N1不上升，加油门也无效，机组随即收油门，并向塔台请求退出检查，滑出跑道后试大车检查，确认一切正常后，重新进入跑道正常起飞，但随后，该机在深圳起飞时，故障现象重现，（右发N1分别在53%和60%时悬挂），经相同处理后故障现象消失，起飞飞回海口，航后更换MEC。
4月30晨 09:30更换完MEC，试车检查各参数正常；但在飞机出港时机组推油门加速，右发动机再次发生加速悬挂，N1在达到58%之后不再上升。QAR数据显示，此时N2为101%，油门杆在全推力位，而燃油流量只有3100磅/小时。飞机停场一天排故。
二． 排故过程：
地面进行VSV，VBV静态校装，没有发现异常。进行VSV反馈钢索阻力检查，发现阻力接近标准值，更换VSV反馈钢索。孔探HPC 1-9级叶片，没有发现任何损坏。另外更换了CIT传感器，并将N2转速传感器左右对串。
做完上述工作后进行试车，故障依旧。
再次用手摇液压泵地面作动VSV系统，感觉有卡滞现象，不时从作动器曲柄连杆机构处发出轻微的嘎嘎声，液压泵上的表压显示从50-160 PSI之间摆动。将右作动筒与曲柄连杆机构的连接螺栓脱开，然后重新连接。此时作动VSV的压力降至60PSI左右，作动器运动流畅，没有异常响声。
再次试车，发动机能够顺利加速至起飞功率，检查高低慢车、加速性均在范围之内。故障排除。
三． 故障分析：
此故障是由于VSV发生卡阻，停留在偏关位，导致进气不足，压气机负载减小，N2转速急剧上升；同时由于进气量偏小，使得CDP偏小，导致供油严重不足，N1偏小。在N2达到最大值后，CDP不再上升，燃油流量和N1也就不再上升，从而发生悬挂。
四． 关于此故障的几点说明：
1．MEC的更换：
此发动机曾于4月24日报告减速慢的故障。通过读取QAR数据发现，此发动机在过度状态下供油量偏高（如起动过程和加减速过程），导致起动EGT高，加速快，减速慢。这是一起典型的MEC故障。MEC长时间使用之后（一般超过8000小时），燃油计量销钉会发生磨损，导致在过度状态下供油偏高。技术服务分部于4月28日下发MAO，要求更换MEC。此工作原计划于5月9日进行。
此次为排除此故障更换MEC属于误换，但此MEC有故障却是事实，只不过不会导致加速悬挂。
2．右VSV作动筒：
此发动机曾于4月25日晚因漏油更换过VSV右作动筒。更换完作动筒之后，工作者用液压车将VSV从全关至全开运行了几次，表压均显示为50 PSI左右，VSV运动自如，没有异常响声。并按MM要求完成更换VSV作动筒后的各项测试，结果都符合要求。此发动机在随后的几天内工作正常。
3．VSV作动筒与曲柄连杆机构的连接螺栓的固定：
如图所示，VSV作动筒的作动杆（3）沿水平方向运动，带动曲柄连杆机构运动，使得VSV作动环随之作动，VSV叶片角度随之改变。但由于曲柄连杆机构上与作动筒相连的连杆（4）的运动不完全是直线运动，作动筒的作动杆上的椭圆型的孔，使得与连杆（4）相连的螺栓（1）/衬套有一个上下运动的空间。
MM 75-31-01/401给出了VSV作动筒的拆装步骤，但对于VSV作动筒与曲柄连杆机构的连接螺栓（1，2）（如图所示）的固定，却没有给出力矩要求。事实上，如果螺栓拧得过紧，则螺栓（1）及相应的衬套不能上下运动，就会导致与之相连的连杆（4）不能正常运动，从而发生卡阻。目前手册已经改版，加入拧紧力矩（50-75 磅-英寸）。
五． 经验总结：
此故障从最终结果来看，是由于CFMI没有提供螺栓拧紧力矩值，工作者将螺栓拧得过紧造成的，可归结为CFMI的原因。但排除此故障有一些经验值得我们进行一下总结：
1． 正确理解N1和N2的比例失调
CFM56-3发动机是通过VSV和VBV来调节N1和N2的比例关系。如果N1、N2关系失调，一般情况下，是VSV或VBV故障所致。工作者可通过比较左右发的数据来确定N1、N2是否失调。
如果VSV有轻微的偏差（偏开或偏关），则会改变HPC叶片的负载情况，N2将会随之减少或增加，但燃油流量和EGT一般不会改变；如果VSV发生卡阻，则会出现起动或加速悬挂（如本故障）。
如果VBV发生偏差或卡阻，导致漏气，则意味着HPC的效率减低，N2随之增加，同时MEC多供油，燃油流量升高，EGT也升高。也就是说，如果发现N2、FF和EGT同时升高，VBV是最可能的原因。
2． 人工作动VSV、VBV的注意事项
用手摇液压泵作动VSV、VBV，大部分机械员都操作过。但很少有人在作动过程中注意液压压力指示是否偏高。MM75-31-00和75-32-00均明确规定，VSV和VBV均必须在100PSI以内压力下作动，否则视为不正常。每个机械员在执行此工作时都应该养成检查液压压力的习惯。
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发表于 2010-4-28 11:01:16
