浅析cfm56-3发动机的起动超温

venusian · 发表于 2011-4-10 14:45:53

CFM56-3发动机是GE和SNAICMA合作生产的一种双转子高涵道比涡轮风扇发动机，该发动机性能先进，工作稳定可靠。当然，和别的发动机一样，该发动机也有许多使用限制，使用中超过了这些限制值就有可那对发动机造成不可逆转的损坏。本文只对该发动机的起动超温问题做一探讨。
cfm56－3发动机的起动温度限制是725摄氏度。影响发动机起动超温的原因比较复杂，但导致超温的直接原因是发动机燃烧室富油燃烧，我们大概可以归纳为以下几个方面。
首先是起动时引气压力不足，这个原因比较常见，如APU引气压力低、起动活门未能全开等都会导致引气压力不足。我们知道，发动机起动时，气源通过起动机带动发动机N2转子旋转，当达到一定的转速时，才能提起动手柄来点火供油，依靠涡轮把燃油燃烧的热能转化为机械能作功，使发动机加速。当N2转速达到46%时起动机脱开，发动机在加速程序的作用下进一步加速直到稳定的慢车状态。我们知道发动机的进气量主要和发动机的转速有关，转速越高，进气量越大，反之则越小。如果N2转速过低时提手柄，此时燃调供给发动机的燃油却没有减少，以致造成富油燃烧，从而引起超温。
再者，MEC的故障也可使发动机在起动过程中超温，发动机最终燃油流量的多少是由MEC控制的，如果MEC的计量系统或计算系统发生故障，由此造成供油量过大，势必导致富油燃烧，从而导致超温发生。一般我们的MEC在使用12000小时左右就要拆下送厂家清洗维修。
还有，如果VBV和VSV不好，也可导致起动超温，发动机上的VSV、VBV系统主要的功用是在低功率和过渡态时保持高压转子和低压转子之间的流量匹配，从而防止喘振的发生。如果该系统出现故障，除了可能导致发动机喘振外，也可能造成起动超温。我们可以设想在起动过程中，如果VBV开得过大或VSV关得过小，则进入燃烧室的空气量会减少，而燃油量并没有因此而减少，则势必导致富油燃烧，从而可能引起起动超温。
另外CIT故障也是导致发动机起动超温的一个原因， CIT反映的是高压压气机进口空气温度信号，由于VSV的位置是由N2/CIT所决定的，如果CIT的值比实际值大，N2/CIT会变小，VSV就会比正常情况下关的小，引气量也会减小，加速过成变得缓慢，并可能导致富油燃烧，引起起动超温。
近期我们的2656飞机出现了两起起动超温现象，时间分别是9月26日和30日，从采集的数据分析，引气不足是引起超温的主要原因。从QAR译码可以看到，机组起动左发时，在N2上升到22.6％且不再上升后提起动手柄，导致起动超温。针对该现象，航后我们检查供气管路未发现漏气，检查空调系统涡轮风扇控制活门开关功能正常，地面冷转发动机均可使N2到达25%转速。查阅左发MEC使用时间是7800小时，离控制时限尚有一定距离。综上分析，APU的供气压力偶尔出现的不足导致起动的超温是一个可能的因素，同时也不排除左发起动活门瞬时故障这个原因。对此，我们建议机组在后续的起动中遵从两点：一是起动时EGT小于100度，二是待N2上升到25％后再提手柄，如N2达不到25％，可采取交叉起动。从后续的起动看，再未发生超温现象、
引起发动机起动超温的因素还有诸如CBP传感器不好，燃油比重调节不当及起动时EGT过高等等，由于篇幅有限，这里就不一一熬述了。我们在处理超温问题时要具体问题具体分析，找出真正的故障原因，快速，准确的排除故障，从而保障航班的正常运营。