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[70-80 CFM56] VBV故障引起的EGT超温分析及日常VBV维护事项

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发表于 2020-10-5 21:00:41 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国江苏南京
VBV故障引起的EGT超温分析及日常VBV维护事项
现代大型民用客机大多采用双转子涡轮风扇发动机作为飞行动力装置,在发动机运转中,连接高压转子的高压压气机(HPC)与连接低压转子的低压压气机(LPC)之间常常会产生不匹配,厂家设计了可变放气活门系统(VBV)。
    VBV系统在发动机运转中起着至关重要的作用,在发动机恒速运转和加速运转过程中,它直接被可调压气机静子叶片(VSV)的角形调节点控制:低转速时,低压压气机提供的压缩气流大大超过核心机所需利用的气流,这时VBV活门打开,将多余的压缩空气放出核心机;高速运转时,VBV活门关闭,这样低压压气机的压缩空气充分进入核心机,以满足发动机运转的需要。当发动机减推力时,VBV活门打开,快速减推力时,VBV活门全开,将低压压气机(LPC)的压缩空气排出核心机,这时VBV起着增加LPC内的空气流动和改善LPC和HPC之间的匹配作用。
     CFM56-5B的VBV作动系统包括一个燃油齿轮马达装置位于9点钟位置,一个主VBV活门以及11个从动门,这12个VBV活门均匀分布在LPC上,在燃油齿轮马达与主VBV活门之间装有机械止动装置,一根主柔性轴穿过机械止动装置连接齿轮马达和主VBV活门,在12个VBV活门之间通过11根柔性轴连接,一个VBV位置传感器(RVDT)安装在机械止动装置上,在RVDT与主VBV活门之间连有一根力反馈杆。VBV是由电子控制组件(ECU)控制、液压机械式燃油控制器(HMU)供给高压燃油到燃油齿轮马达作动的。见下图:



     VBV作动系统通过燃油齿轮马达、主VBV活门以及11个VBV随动门提供一个角形输出,ECU的命令使这12个VBV活门开、关或是保持在某个中间位置。在VBV工作过程中,系统完成4个主要功能:ECU控制HMU给出不同的燃油压力到燃油齿轮马达,齿轮马达的运动最终导致VBV活门的作动,使VBV活门到达某个指定位置;这12个VBV活门都是机械同步作动的;在工作结束时由机械止动装置来限制VBV活门的位置;VBV位置传感器提供一个反馈信号给ECU。当VBV活门到达指定位置时,ECU控制燃油在零位或最小开度来减缓燃油齿轮马达的速度,从而使VBV作动系统以较小的冲击力啮合在机械止动装置上,利用机械止动装置可以使VBV活门的最终位置在关闭时不超过VBV作动筒单圈行程的0.3%、在打开时不超过VBV活门作动筒单圈行程的1%,所有这些过程是机械同步的。见下图:



     在一次飞机航后飞行员反映飞行中听到左发放炮声,并有排气温度(EGT)超温。打开发动机检查,发现在9点半钟位置,一根连接VBV活门的柔性轴绞断,检查VBV活门有卡阻现象,对发动机做内窥镜检查未见异常,于是更换VBV活门以及柔性轴,故障排除。见下图:


     VBV活门发生卡阻,造成柔性轴绞断,使一半VBV活门不能关闭或打开。在发动机大推力时,压缩空气从VBV活门溢到外涵道,这时核心机运转得不到充分的压缩空气,从而影响燃烧室的正常工作以及由HPC提供冷却气源的高压涡轮主动间隙控制(HPTACC)系统的工作,最终导致EGT超温;在减推力时,多余的压缩气流不能全部排出核心机,阻碍了LPC内的空气流动,导致LPC与HPC之间的不匹配,造成发动机喘振。
     鉴于VBV发生故障可能造成严重后果,建议今后应加强对VBV系统的检查,检查调节所有VBV活门在基准关闭位,检查VBV机械止动装置在关位,目视检查VBV活门,活门封严及柔性轴无损坏,用专用工具从两个方向人工转动VBV,确信VBV工作流畅、自如、无卡阻现象。具体操作见如下步骤:
一.活门检查要点:
1.按照AMM TASK 75-31-00-210-002检查活门是否变形,损坏,封严是否破损。
2.按照TSM75-30-00检查是否卡滞,用手带动从动软轴对每一个活门进行全行程检查(活门开,关两个方向),检查时需用手对活门模拟气流压力,向开的方向施加一个负载,更换可疑的活门。


3.针对主活门,检查活门卡滞需在输入端和六角输出端进行检查。


4.在不拆下活门的情况下,需用反光镜检查活门的保护套是否存在破损现象(需将活门设置在全开和全关位检查)。





二.软轴检查要点:
1.在进行从动软轴拆装的时候,手册中已要求将VBV活门设为全关位。主软轴的拆装有两种,一种是将止动机构和VBV马达一起拆除;一种是将主活门拆除,AMM手册中要求是将主活门拆除。

2.按照AMM TASK 75-31-00-210-002检查软轴是否变形或断裂。



3.按照AMM TASK 75-31-30-200-002检查软轴线束是否磨损断丝,线束之间是否有空隙(检查时用手拨动软轴线束),六角端头是否磨损超标。




4.弹簧是否断裂或严重变形,拆装时防止弹簧意外进入发动机。


5.齿形端头是否有异常损伤。

三、VBV软轴安装
1、主活门调校和主软轴安装
参考75-31-00-820-001Adjustment of the Reference CLOSED Position of the VBV System 将主活门调校至全关位后,安装主软轴和止动机构。


2、从动活门调校和软轴安装
参考75-31-00-820-001Adjustment of the Reference CLOSED Position of the VBV System逐个调校沿着主活门两侧的从动活门,并逐个安装软轴,软轴安装(由主活门向两边逐个安装),避免扭曲


四、VBV系统校装
1、参考AMM75-31-00-200-002执行人工操作VBV门
1)拆下3号和4号支柱(面板在2:30点钟位)之间的风扇涵道板或4号和5号支柱(面板在3:30点钟位)之间的风扇涵道板,使用专用工具(856A2501G01)人工转动VBV活门到全开和全关位,确认开关顺畅;

2)使用工具将VBV活门打到全关位(确认已到全关位),检查传感器摇臂和传感器RVDT上的标识对齐;
3)在MCDU上进入AIDS的VBV界面查看VBV在-0.8°与0°之间。若不满足,则参考AMM75-31-70-400-002 调节杆反馈杆端,确保传感器摇臂和传感器RVDT上的标识对齐及MCDU上VBV角度正常。

读取AIDS中VBV角度的操作顺序如下:
1)接通相应发动机FADEC
2)MCDU→AIDS→PARAM ALPHA CALL-UP → ALPHA MENU DISPLAY →输入VBV→按MCDU上左侧按键中的任何一个即可
3)若角度不满足手册要求,则参考AMM75-31-70-400-002调节
2、参考AMM73-29-00-710-040执行地面发动机运转FADEC操作测试
1)执行该工作时需要冷转发动机(拔左发A01、右发A02跳开关让LP VALVE打开,润滑HMU和燃油泵底座,提供APU气源),需要测试并确保FADEC1(2) A和B通道都无故障。
2)FADEC测试后建议再次检查MCDU上VBV位置是否在范围内。

VBV故障引起的EGT超温分析及日常VBV维护事项_20201005205945.pdf

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发表于 2021-12-30 15:35:54 | 显示全部楼层 来自: 中国陕西汉中
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