关于一起737NG飞机发动机落地停车的故障分析

stzh · 发表于 2010-7-25 10:00:21

关于一起737NG飞机发动机落地停车的故障分析
作者：天津维修基地刘万亮国航工程部董文强

摘要：公司一台737NG飞机发动机落地出现ENG FAIL信息，而后自动停车。对发动机按照AMM等相关要求检查，没有发现故障原因。根据相关资料分析，判断为HMU内部部件故障，并采取相关措施，以期避免类似事件再次发生。关键词：自动停车 HMU 加减速 HPSOV

一、背景
2010年5月, 公司一架737NG飞机执行航班，飞机北京落地脱离跑道后二发出现ENG FAIL信息，而后二发自动停车。检查CDU无任何故障代码，按照AMM/FIM相关程序检查排故未发现问题。根据GE建议及工程评估，更换了怀疑有问题的 HMU、燃油泵、EEC、翼梁活门作动器4个部件后，飞机放行。
二、排故检查
A/ QAR数据显示，飞机自下降至落地期间，发动机参数变化正常，在使用反推收油门后，NO.2发参数逐渐下降，供油量快速下降，最终由87跳至0单位，发动机自动停车。在转速下降至0之后，机组启动手柄放停车位。期间供油量低于100时发动机ENGINE FAIL报警，EEC启动防熄火程序，供油量略有回升，但随后下降至0。QAR显示，PS3、T25、T3、EEC、发动机振动等均显示正常。
B/ CDU检查无故障代码，EEC自检无故障代码。
C/ 发动机自新至5月18日航线维护未报告任何故障。
D/ 按照AMM/FIM相关程序检查排故未发现问题。
E/发动机使用时间为： TSN/CSN 930/510，装机至今未发生任何发动机故障。
三、GE建议及类似空停发动机检查结果
A/ GE建议按照AMM/FIM完成相应的检查后，更换燃油泵和HMU后放行发动机。
B/ CFMI资料显示，近期HUM故障引起5起发动机事件，三起确认原因为HMU内旁通活门故障。具体如下表：

近期HMU原因引起发动机时间
日期	ESN	TSN	CSN	现象	地区	原因
12/30/2009	802697	279	212	指令性空停—油门杆不响应	其他	HMU-旁通活门移动
2/18/2010	802809	173	110	下降期间非指令性空停	中国	HMU-旁通活门移动
3/24/2010	802890	214	101	返航—油门杆不响应	中国	HMU-旁通活门移动
4/30/2010	894121	11974	8202	爬升期间非指令性空停	中国	HMU-调查中
5/18/2010	802787	930	510	落地非指令性停车	中国	HMU-调查中

C/ CFMI认为HMU内旁通活门的转动，导致活门内部弹簧损坏，进而将旁通活门卡阻在大开位或关小位，使燃油旁通过大或过小，从而引起发动机非正常运转。
D/ CFMI认为此类事件与发动机维护/操作无关，此类HMU内部损伤事前无法发觉。同时目前没有具体措施以避免此类事件发生。
四、故障分析
A/ 从QAR数据判断，发动机自动停车的根本原因在于燃油断供。在发动机燃油控制系统中，FMV（燃油计量活门，受控于油门杆）根据油门杆位置来调节供向发动机的燃油量，如果FMV位置与需要的位置不符，CDU/EEC将有相应的故障信息。HPSOV（高压燃油关断活门）受控于起动手柄，有慢车和切断两个位置，如果HPSOV在非指令位置（与手柄位置不对应），ENG VALVE CLOSED LIGHT灯将明亮，但HPSOV打开需要高压燃油。同样影响发动机正常运转的信号参数如果不在正常范围内，CDU/EEC将有相应的故障信息。根据排故检查结果，可以确定发动机受监控部件均正常工作。
B/ 飞机在下降落地期间，机组将根据需要调整发动机推力，通过油门杆位置调节FMV位置。QAR数据显示在拉反推期间，供油量瞬间从340到2300再到200单位变化，其结果是旁通活门也要随之变化，变化情况是，开-关-开，如果旁通活门损坏，在受反推后旁通活门被卡在开位，使得回油过大，供向下游的燃油压力减小，当燃油压力达不到HPSOV打开压力时，HPSOV将关闭，切断发动机供油，发动机自动停车，这样可以解释该发动机落地自动停车的原因。
C/ 发动机燃油控制图

D．从CFMI给出的确认的3起涉HUM事件显示，事件均发生在油门杆急剧变化之后，此时旁通活门被卡死在一定位置，导致油门杆不响应或发动机自动停车。旁通活门属于HMU内部件，航线无法拆卸检查，也没有相应的信号指示。此HMU 旁通活门故障，目前CFMI没有给出受影响的HMU情况。
E．HMU内旁通活门故障（内置弹簧的断裂损坏），理论上讲在活门卡阻前，对发动机正常运转产生一定的影响，可能表现为发动机油门杆响应慢（加速慢或减速慢），发动机参数（FF，N1，N2，EGT）不稳定（摆动），发动机转速非指令性下降等。
五、措施及建议：
A/ 结合定检工作，在飞机放行前完成发动机加减速试车，确保油门杆正常响应、发动机参数稳定。
B/ 定期抽取一个航班段数据，自发动机起动-起飞-巡航-下降-落地-停车QAR数据，对发动机参数的稳定性及与油门杆的响应情况分析，及时采取措施。
C/ 针对发动机加速减速故障，发动机参数（FF，N1，N2，EGT）不稳定（摆动），发动机转速非指令性下降等故障，必须要进行试车验证检查，找出故障原因并排除故障。发动机放行前必须进行发动机加减速试车，确保油门杆正常响应、发动机参数稳定。