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发动机地面试车排故
发动机的正常运转是由许多传感器及校装部件的正常工作来保证的,这些部件及传感器对发动机运转特性进行影响，这样对发动机出现的故障,如果完全按维护手册故障树排除，就显得非常复杂，影响排故效率.但是如果我们对发动机进行一两次试车,分析所采集的数据初步判断出那个系统可能出现故障,然后再按维护手册进行排故，那么我们的排故工作就会简单化,从而节约时间及不必要的部件更换。
一 .发动机试车及数据采集
发动机试车根据不同的故障情况可选择如下几种试车进行数据采集:
A.慢车
B.部分功率
C.大功率校验(MPA)
D.加减速检查
E.振动测试
F.T2/CIT测试
另外，飞行数据获得组件所采集的发动机数据也可用作故障初步分析。
数据采集通常需两发同时采集一般须记录下列数据:
1.外界大气温度,大气压力
2.稳定的N1. N2. EGT. FF.
3.PMC ON/OFF
4.目标值
二 .发动机控制系统内在关系
MEC负责调节燃油流量以保持推力杆所设定的转速及在发动机各种运转情况下建立所需的燃油供油计划，MEC控制瞬时的和稳定的燃油供油以及设定VSV、VBV的位置以保持稳态转速，并且保证发动机在加减速期间的运转在失速和温度限制内
MEC四个主要功用
加减速的燃油控制，所需参数：CDP、CBP、CIT、N2。
稳态的转速控制， 所需参数：PLA、PS12、T2
VBV,VSV控制 所需参数：N2、CIT、VSV 反馈
发动机间隙控制
PMC是一个模拟电子控制系统，他根据油门杆位置(PLA)设定风扇转速，并且根据风扇进口温度（T2）和高度气压(PS12)对风扇转速进行偏置。
PMC将对压力高度和风扇进口温度的变化进行自动补偿，以保持发动机在起飞、爬升、和巡航状态时的油门杆设定。以保证发动机所需推力。
部分部件功用
CIT—感受高压压气机进口温度，为MEC提供压力信号，MEC使用 此信号控制VBV、VSV位置。加减速供油计划。
T2—感受风扇进口温度，为MEC提供压力信号， MEC使用此信号控制高、低慢车。
T12—感受风扇进口温度，为PMC提供电信号。
CDP—感受高压压气机出口压力，用于加减速供油计划
CBP—感受自高压压气机出口引气压力，用于加减速供油计划
PS12--感受风扇进口压力，用于稳态转速控制
PMC是一个模拟电子控制系统，他根据油门杆位置设定风扇转速，并且根据风扇进口温度和高度气压对风扇转速进行偏置。
PMC将对压力高度和风扇进口温度的变化进行自动补偿，以保持发动机在起飞、爬升、和巡航状态时的油门杆设定。以保证发动机所需推力。
发动机试车首先检测发动机高、低慢车，部分功率参数是否在正常范围内。
其次，用来检测MEC/PMC等发动机控制系统及部件的工作是否正常。
第三，评估发动机的健康状况。
对于cfm56-3发动机，稳态运转的发动机转速N1/N2之间有一种特有的关系，这种关系是相对稳定的。通常，如果两发N1完全吻合，两发N2转速差应小于1，如果N2完全吻合，两发N1相差应小于2，否则，发动机的控制系统可能存在故障，可根据具体情况具体分析，做相应的检查排除故障。
我们所讲的试车排故数据分析就基于以上工作状态限制范围和这种参数的相对稳定的关系。
慢车
慢车试车主要用于检查高/低慢车N2转速是否在AMM范围内,及用加速性不一致时的调节,(上调/下调)。
如果高低慢车都不在范围内，且都向同一个方向偏移，这可能表明MEC N2转速控制系统存在问题。
N1/N2关系在此时不精确,不考虑
PMC此时影响也不大
AMM71-00-00/501中给出了正确的极限范围。
部分功率校验
由于部分功率校验是在已知的固定油门杆角度（92.5度）进行，它用来判定MEC(PMC OFF) 和PMC(PMC ON)系统在该油门杆角度是否可获得正确的N2和N1转速。PMC/MEC根据油门杆位置、场温、场压决定目标速度，这样，通过地面试车，可对PMC/MEC系统进行测试，以判断系统工作是否正常
PMC OFF用于确认MEC N2转速控制系统是否运转正常并在范围内。
如果N2转速不正确，调节部分功率螺钉进行调整。
如果N2仍然不正确，检查T2,PS12,PMC,RVDT.
如果仍然不正确（超限），则更换MEC。
如果此时两发N2完全吻合，可检查N1匹配，两发N1相差超过2%，检查下列项目：
VSV、VBV校装及CIT是否正确。
PMC ON检查N1是否在范围内，如果不正确检查下列项目：
PLA增益检查及PMC系统
RVDT检查
另外，检查油门杆位置，推油门杆到部分功率止动位，检查油门杆是否平齐，否则检查校装钢索。AMM76-11-00/501
MPA 大功率检验
用于检查EGT裕度及N2裕度状况, 以此对发动机的健康状况进行评估.如果N2,EGT超限则需要孔探检查。
在大功率下评估N1/N2关系较精确. N1完全吻合，N2相差超过1%，检查VSV,VBV,CIT.
四. 举例
由于飞行人员的故障报告描述通常非常模糊，故障隔离非常困难，这样我们想通过一两次试车，对所得到的数据进行分析，隔离出可能发生故障的系统，以避免不必要的检查和部件更换工作，节省工作时间。
例1
飞行员报告:两发油门杆差2个球, 1发超前.
该故障报告中,未有写明油门杆不一致发生时,飞机处于那一个阶段,因此我选择做慢车和部分功率检查,如果N1/N2可用部分功率评估,那MPA没有必要作.
试车数据：外界大气:温度22度, 气压29.0英寸HG
慢车数据:
1发 2发
N1 20.1 20.0
N2 62 61.4
EGT 503 492
FF 712 688
N2目标值 61.7(+3/-1%)
部分功率:
PMC OFF PMC ON
1发 2发 1发 2发
N1 77.4 77.4 N1 72.2 74.2
N2 92.5 92.9 N2 89.7 92
N2目标值92.8(0.5) N1目标值 74.8(1.5)
分析
首先慢车转速没有问题, 说明MEC慢车调节正确.
PMC OFF目标值在范围内, 说明此时MEC对N2值与油门杆位置一致.
另外我们注意到PMC OFF数据N1两发完全吻合, 此时两发N2相互差值为0.4%, 前面说过N2差值在1%以内正常,所以显然N1/N2匹配没有问题,即VSV/VBV系统部件正常.
PMC ON数据,显然1发N1不在目标值范围内, 此时发动机转速低于目标值, 说明PMC下调了转速,因此为保持两发马力一致前推1发油门杆,这与飞行员报告符合.
综上,我们认为PMC系统故障,随即检查发现PLA增益低6.3Vｄｃ
PMC输入 :T12 N2发电机
PS12 PMC本身
PLA GAIN N1
例2
故障报告:2发EGT达936度,持续3秒钟, N1超过起飞目标值2.5% , 并油门杆滞后. 飞行中油门杆不一致, 1发超前.
由于涉及EGT及N1超限,所以MPA检查有必要要作, 同时也可评估N1/N2关系,另外部分功率检查也认为有必要,因为首先要判断是PMC系统还是MEC系统故障.
外界大气:温度24度, 气压29.5英寸HG
部分功率
PMC OFF PMC ON
1发 2发 1发 2发
N1 78.6 78.7 N1 75.2 78.7
N2 92.7 92.9 N2 91.8 92.9
N2目标值 93.0 0.5 N1目标值 74.8 1.5
MPA
1发 2发
N1 86.3 86.3
N2 96.0 96.1
EGT 762 772 注:MPA时,2发N1不稳定, 摆动幅度1%.
PMC ON ON
MPA目标值; 86.2 86.2
MAX EGT目标值 777C
MAX N2目标 96.8
分析
PMC OFF N2在范围,说明MEC系统工作正常
PMC ON 2发N1超限并可注意到与PMC OFF数值相同没有变化,这种情况应说是可能的, 但PMC不工作也有可能.特别是PMC ON N1不在范围内时可能性更大.
MPA数据显示2发EGT接近日标值,任何形式的N1超限,每超过1%N1会导致11C EGT增加,就可能造成EGT超过红区,那么问题在于这种超限是由于MEC/PMC系统不正常造成的,还是N1本身超限.
MPA时发动机N1相同,N2差值在1%范围内,这就意味着两发N1/N2关系正常.
试车人员在MPA时发现2发N1不稳定,这一点非常重要,通常PMC保持一个稳定N1值,除非有严重的大/侧风,但1发参数稳定说明不存在大/侧风,这说明可能PMC系统工作不正常.
综上PMC OFF时与PMC ON时参数无变化及MPA时2发N1摆动说明PMC系统故障.
例3
报告:1发起动慢并起动终止,再次起动成功,但仍然加速慢, 1发由慢车到起飞推力加速慢,油门杆不一致,1发靠前
收集数据
发动机背景;1发自上次大修至今使用1000循环,以前有几次加速慢报告. 但没报告起飞推力时高EGT. 由于报告中有起动加速慢,所以要检查低慢车. MEC/PMC系统检查---进行部分功率检查, MPA来评估N1/N2关系及起飞EGT情况,另外做加速性检查,评估发动机的加减速.
外界大气温度 8C , 压力28.5”HG
慢车
1发 2发
N1 19.6 20.4 注:发现1发起动时间2分钟, 2发75秒
N2 59.5 60.5 两发都停放了4个小时.
EGT 515 490
FF 806 688
N2目标值 60.3 ( +3/-1%)
部分功率:
PMC OFF PMC ON
1发 2发 1发 2发
N1 74.0 77.3 N1 72.9 74.3
N2 90.8 90.3 N2 90.2 89.0
N2目标值 90.6( 0.5) N1目标值 73.3( 1.5%)
MPA(85%N1表)
1发 2发
N1 84.0 84.0
N2 94.4 92.7
EGT 712 701
PMC ON ON
MPA目标 84.0
最大EGT 725
最大N2 94.4
加速时间低慢车到 40%N1 1发13.2秒 2发 8.8秒
发自修理使用1000循环.不应象老发动机那样出现加速幔及起动幔问题,可能有其它原因
两发幔车都在范围内,但1发N2在下限, 如需要可调N2到上限来改善幔车加速性.
加速性检查证实故障报告,1发加速幔.
PMC OFF两发N2在范围,但注意到1发N2比2发高0.5%, 而1发N1却比2发低3.3%, 这可能预示N1/N2关系的不正常.为证实此点,再看MPA.
PMC ON两发数据在范围内.
MPA显示EGT都有一定裕度,但注意到N1完全吻合的情况下,N2两发相差1.8%, 超过1% 限度.这是明显N1/N2匹配故障.1发VSV偏关造成,同样也是造成加速慢的原因.
检查发现VSV校装偏离.
例4.
故障报告:巡航油门杆不一致,1发滞后,下降时1发转速高.
收集数据:
由于涉及下降幔车状态, 所以执行高慢车检查,同时低慢车检查看是否也受影响,部分功率校验,功率校验中有吻合的N1/N2那么就不用做MPA校验,否则需做MPA检查.
外界状态: 温度 34C 压力29.0”HG
低慢车 高慢车
1发 2发 1发 2发
N1 20.2 22.2 N1 28.2 30.0
N2 60.9 63.6 N2 71.1 73.5
N2目标值 63.0(+3/-1%) N2目标值 73.7(+3/-0.7)
部分功率
PMC OFF PMC ON
1发 2发 1发 2发
N1 72.1 80.5 N1 75.3 76.2
N2 92.0 94.7 N2 93.3 93.3
N2目标值 94.5(+/-0.5%) N1目标 76.4(+/-1.5)
分析
高低慢车都显示1发不在范围内且转速向下偏移,这首先有点特别,因为故障报告下降时转速高而不是低..
PMC OFF显示1发超下限,即向下偏移.但当PMC ON时,参数恢复正常,这意味着可能MEC有问题,因为PMC可以将转速修正.
PMC ON数据, 两发N2完全吻合, N1差0.9%,在2%范围以内, 显示VSV/VBV工作正常.
1发低慢车. 高慢车及部分功率都超出范围是可能的,但奇怪的是转速向下偏,而不是故障报告的转速升高.,如果真是调节问题那么油门杆位置应当超前而不是滞后,那么那一部分损坏会造成此故障呢?
让我们想一想MEC使用什么信号调节慢车N2转速, MEC使用三个参数PLA .PS12.T2
让我们来分别看一下.
PLA: 如果油门杆MEC端没有校装好,那么MEC应当在所有飞行阶段内不正常地计划转速,即转速低油门杆超前,而不应出现空中与地面油门杆位置相反的情况.
PS12: 其粗略地提供给MEC/PMC高度及马赫数信息,如果PS12有故障,同样也影响飞行的所有阶段, 而且同时影响PMC的正常工作,不单单MEC.
T2: T2故障可能向两个方向飘移,即热飘移:T2被堵造成转速升高:另一个为冷飘移,即T2探头中氦气泄漏造成转速调低,但对于一个非常普遍的完全的冷飘移,即T2传感器氦气完全泄漏,MEC将感受一个固定的T2温度信号即59F.(一种预防错施),这样,当真实T2比59F低的时候,发动机转速将调高,当真实T2比59F.高的时候,发动机转速将调低
综上分析,当飞机在空中时,外界大气温度低于59F,MEC正常情况下应下调转速,但此时MEC仍按59F调节.相对正确的外界温度来说.转速要高.所以油门杆滞后.在地面试车时,外界大气温度高于59F.同样MEC仍按59F调节,相对正确的外界温度来说转速低,油门杆靠前.
例5
起飞时，增加到额定推力最后阶段，右发N1滞后于左发5-6% 左右。
飞行员报告：
T/O加油门双发加速性不一致，左发快8%。
本例为最新发生的故障，以上三项记录为飞行员报告的三次故障。由于涉及加速性、起飞推力，我们进行的试车项目数据如下：
外界状态: 温度 21C 压力29.5”HG
低慢车 高慢车
1发 2发 1发 2发
N1 23.4 25.4 N1 30.6 32.5
N2 62.4 62.4 N2 70.8 70.2
EGT 524 480 EGT 511 490
N2目标值 61.4(+3/-1%) N2目标值 70.7(+3/-0.7)
部分功率
PMC OFF PMC ON
1发 2发 1发 2发
N1 73.5 75.5 N1 73.6 73.3
N2 90.4 90.5 N2 90.3 89.4
EGT 654 700 EGT 656 678
N2目标值 90.4(+/-0.5%) N1目标 73.4(+/-1.5)
MPA(85%N1表)
1发 2发
起飞加油门过程中，两发加速不一致，左发领先约8%，手柄差一个球。
N1 92.6 92.6
N2 97.6 96.1
MPA目标 92.6 |
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发表于 2007-2-13 18:36:37
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