CFM56发动机排故与试车选择

概 述：在CFM56系列发动机的日常维护中会遇到诸如油门杆错位，起动EGT高，加速慢等故障。在排除这些故障的时候，就需要针对故障进行故障复现和排故试车，而试车项目的选择，试车参数的记录和分析就非常重要了。该文以几个实例说明发动机排故过程中试车项目选择和数据记录的重要性。

关键词：发动机 排故 试车 选择

中图分类号：V263.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（b）-0-02

B737-300/400/500飞机装有两台CFMI公司生产的CFM56-3系列发动机，推力级别从18.5千磅到23.5千磅。在发动机的日常维护中会遇到诸如油门杆错位，发动机起动EGT高，发动机加速慢等故障。在排除这些故障的时候，就需要针对故障进行排故试车，而试车项目的选择，试车参数的记录和分析就非常重要了。下面举几个典型的例子供大家共同探讨。

1 关于T2温度传感器导致飞机油门杆错位故障

机组报告某737-300飞机在飞行过程中油门杆错位，左后右前，右发油门杆超前大约一个半球，N1一致。对于机组报告的油门杆错位故障，不能刻意的理解为油门杆超前的发动机故障和滞后的发动机故障，而是应该利用发动机试车来进行判定和调节。由于故障发生在几乎整个航段中，故而试车项目应包括慢车速度和部分功率两个校装点的试车检查。试车的结果如下（右发正常，以下为左发试车结果）：低慢车N2值65.9%（目标值61.4%），偏高且超限；高慢车N2值77.3%（目标值71.9%），偏高且超限；部分功率试车（PMC OFF状态）N2值94.7%（目标值92.5%），偏高且超限；部分功率试车（PMC ON状态）N1值78.5%（目标值74.4 %），偏高且超限。从试车数据可以看出：低慢车N2，高慢车N2和部分功率（PMC OFF）N2值均已经超标，且同时出现正漂移，因此判定为MEC系统故障；由于三个参数在MEC上的校装点不同，所以可以判定并非MEC慢车和部分功率调节的故障，而是MEC用于燃油计量的控制信号故障。首要的怀疑目标为T2风扇进口温度传感器。当T2温度传感器的滤网堵塞或燃油的信号管路故障时，将导致该探测器感受的风扇进口温度高于实际的温度，从而导致在所有状态下，发动机实际的N2转速比油门杆设定的N2转速高；高N2转速导致发动机N1偏高，当N1偏高超出了PMC有限的下调能力（本例中在部分功率状态PMC ON下，PMC已经不能将N1调节至目标范围内），则受影响的发动机油门杆将会在自动油门系统的匹配的作用下回收，导致发动机油门杆错位表象的产生，受影响的发动机油门杆滞后。随后该发动机更换T2温度传感器后恢复正常。

2 关于T12温度传感器导致飞机油门杆错位故障

机组反映某737-300飞机在爬升和巡航阶段油门杆不一致，左前右后，相差近两个球，N1一致；在准备下降时油门杆回收，双发N1相差大约3%，左发75%N1，右发78%N1。根据机组的反映，故障主要发生在爬升和巡航状态，我们认为发动机在高功率状态时存在故障，因此很可能是PMC系统故障，因此试车项目中必须包括发动机部分功率试车项目。试车数据如下（左发试车数据，右发正常）：低慢车N2值61.0%（目标值59.9%），正常范围；高慢车N2值71.3%（目标值70.1%），正常范围；部分功率试车（PMC OFF状态）N2值90.3%（目标值90.2%），正常范围；部分功率试车（PMC ON状态）N1值67.7%（目标值72.4 %），偏低且超限。从以上试车数据可以看出：左发动机在慢车状态下正常，在部分功率PMC OFF状态下参数正常，在MEC调控的部分正常，只是在部分功率PMC ON状态下N1转速偏低超限，由此可以判定发动机PMC系统故障。事实上在试车过程中当PMC从OFF位置设定为ON时，发动机的N1和N2转速都发生了变化，表明了PMC起了一定的作用，而P5后头顶板的PMC INOP灯未亮，表明PMC系统仍在工作，但调节能力出现了偏差，使调定的N1转速低于目标值限定范围。当飞机巡航时，左发N1无法达到油门杆设定的N1值，于是自动油门机构匹配该发动机的油门杆前推，形成油门杆错位的

现象。根据判断首先进行了油门杆角度PLA增益检查，但增益电压值正常；检查PMC元件，最终更换了T12温度传感器后，发动机恢复正常。

3 发动机MEC导致参数不稳定故障

机组不定期地报告某737-300飞机右发参数N1，EGT，N2和FF摆动，摆动幅度机组并没有记录下来。根据机组的报告，由于故障的发生阶段并不是很明确，且发动机参数摆动的状态不详，故而试车项目应该包括慢车状态至部分功率状态，应仔细观察发动机各参数的变化。

针对该故障进行了慢车检查和部分功率的检查，发现发动机参数都在目标值范围内，同时有以下发现：在慢车状态下，N1摆动量±0.2，EGT±2，N2±0.05，FF±30；而在部分功率状态下，N1摆动量±0.3，EGT±2，N2±0.05，FF±30，且在PMC OFF和PMC ON变化过程中没有明显的变化。

由于四个参数的来源和传感线路不同，故而不是指示系统故障，而紧固PMC电插头后试车仍没有改善。为进一步判明故障，断开PMC至MEC的电插头，彻底隔离了PMC系统，但发动机试车参数仍然摆动。而在后续的试车检查过程中，经过认真观察发动机参数，发现在N1，EGT，N2和FF四个参数中，FF率先变动，引发其他三个参数的同向摆动，因而怀疑的基本点转为MEC。最终该发动机于2002年5月21日更换了MEC后，发动机参数摆动故障排除。

在这个故障的排除过程中，首先排除了探测传感以及指示线路的故障，后又经过PMC接通/断开（包括断开电插头）的对比试车，排除了PMC系统故障的可能，同时在试车时发现四个参数摆动时，FF率先摆动，为最终判定MEC故障奠定了基础。

4 结语

当发动机出现故障时，多数情况下发动机试车测试和调节是不可避免的。因此如何利用发动机试车来复现故障，分析和排除故障是非常重要的，总结起来有以下几点共性。

4.1 试车项目的选择

CFM56-3发动机的主要校装调节项目有慢车转速，部分功率，加减速和功率验证等几项内容，选择的依据主要是故障发生的阶段（发动机工作的功率状态），比如机组反映飞机在巡航过程中发动机有故障，则应至少试车至部分功率状态；比如机组反映飞机在起飞状态下有故障，则试车一定要有起飞功率检查的项目。

当然这也不是唯一的选择依据，因为上述几个试车项目几乎都是互相涵盖或者有检查和校装先后顺序要求的。比如说部分功率试车就包括了慢车速度检查的项目，而加减速试车则包括了慢车和部分功率校装等项目。因此发动机故障需要试车排故时，选择的试车项目要有目的性，要能够完全复现或反映出机组报告故障的全貌，这一点是非常重要的。

4.2 试车数据的分析

试车时一定要把试车数据记录完善和准确，以便于分析和调节。

很多时候工作者总是只测试和记录怀疑有故障的发动机的参数，事实上这样并不完全。从排故角度而言，不能够完全认定某一台发动机有故障。比如说机组反映飞机的右发加速慢，我们不能够想当然地认为右发有故障，或许左发存在加速快的问题。

并且某些发动机试车项目，一定要注意条件改变前后的各个参数变化，比如部分功率试车，一定要注意PMC接通前后的各个参数变化，不能只注意目标参数，对于部分功率试车，在PMC OFF情况下只看N2或在PMC ON情况下只看N1，得到的结果往往不够完善。此外两台发动机一起测试，左右发动机也可以进行一定的横向比较和分析，便于迅速地发现问题。

4.3 其他信息的获取和分析

除了发动机试车数据，我们还可以从许多其他途径获得发动机的参数，比如来源于机载振动监控装置AVM的振动数据，来自ECM部门的发动机监控数据和来源于FDR的飞行数据等等。

参考文献

[1] Boeing Company.Boeing 737 Aircraft Maintenance Manual Part 72-00-00 page 501.

[2] 敖良忠.CFM56-3发动机控制系统故障隔离方法[J].航空维修与工程杂志，2005（4）.