关于CFM56—7B发动机高滑耗导致尾椎烛火的分析

2015-04-29吴小松王成毅

工业设计 2015年11期

吴小松王成毅

摘要：波音737NG飞机采用的CFM56-7B系列发动机拥有可靠性高、寿命长、燃油经济性高的特点，但由于采用气封严技术，滑油消耗量较大，虽厂家对滑耗进行了相关规定，但由于发动机航线维护对突发的滑耗增高和“烛火”现象并不能做出有效排故，本文就我司处理的一起发动机因高滑耗导致“烛火”现象发生的排故工作进行分析，并给出相关结论，以对其他维修人员提供可借鉴经验，谨供参考。

关键词：CFM56-7B；滑耗高；封严损坏；故障分析

1 相关背景信息

2014年9月，我公司一架737NG飞机执行航班时，在滑行进入跑道过程中，尾机机组报告飞机左侧发动机尾喷口有小火苗现象，飞机滑出跑道滑到联络道口，机务赶到该道口后，观察发动机尾喷口无火苗现象，同机组沟通后，机组执行检查单关停发动机，航班换机执行。飞机上使用的发动机型号为CFM56-7B26/3，故障发生时使用时间TSN为16069小时，使用循环CSN为9232循环。之后，机务工程部对该发动机进行多项检查，包括DMS检查、发动机防空停目视检查，性能数据和油液渗漏试车检查，并对发动机后收油池后封严进行更换，均未发现异常。

2 发动机情况简介与收油池设计原理简述

CFM56发动机的是1971年11月法国SNECMA公司和美国GE公司两家公司决定联合研制10000daN级的大涵道比的发动机。1972年2月完成设计并开展试制。CFM国际公司1974年9月正式成立。

CFM56-7B发动机的滑油系统设计中采用了不同于以前的密封设计：在每台发动机中有前后两个润滑轴承的油池，其密封设计采用气封方式的篦齿封严。气源来自发动机自有的引气，引气将封严处滑油吹回油池，同时在油池底部有回油管连接回油泵不停的抽油，以保证油池中不积存滑油。进入油池的气体通过油气分离器先到达中央通气管，后达到阻燃器，然后通过尾锥连通外界大气。发动机低速运转时就有可能出现引起气压不够导致滑油通过篦齿封严流出油池，从而最终流到尾锥中，这种现象是CFM56-7B发动机设计时的固有的滑油损失。由于CFM56-7B发动机的收油池设计上存在篦齿封严漏油现象，故在其机队中所有的发动机尾锥中都存在或多或少的积油。发动机运转中当各方面条件都具备时，就有可能导致在尾锥尾部出现小火苗，GE公司称为“candle fire”（烛火）。此类烛火在飞机维护手册AMM71-00-00中有明确的处理程序，其中包括检查阻燃器的状况和烛火造成的影响。由于前方有阻燃器，故尾锥中的烛火燃烧的方向只能向后，不会对发动机造成损伤，不影响发动机的安全，发动机处于适航状态。3 此发动机滑耗相对其他发动机偏高原因

CFM56-7B发动机滑耗偏高，存在以下滑耗偏高的可能：滑油外部渗漏，在滑油分配管路和回收管路上存在封圈破损会导致滑油渗漏；滑油内部渗漏，在发动机前后两个油池的封严处存在渗漏后滑油会随着内部气流进入涡轮部分被烧掉或排气部分被吹出或积累在尾椎中。

因发动机航线排故工作中接近的部件较少，为进一步掌握发动机具体情况，故试图通过理论分析找到此次发动机滑耗偏高的原因。我公司与中国国际航空公司工程技术分公司工程部、四川国际发动机维修中心（SSAMC为CFM在中国的唯一OEM修理厂）和美国GE公司北京办事处代表在大连对此发动机进行了深入的讨论，从发动机的内部构造着手进行分析，四方观点虽然在具体的损伤部件不尽相同，但总体方向都锁定在油池封严的损坏上。为了更准确的找到问题的根源，公司按照计划在2014年的发动机大修工作范围中加入对滑油系统的整体翻修来确定四方的推断是否准确。

2014年12月将此台发动机送四川国际发动机维修中心（SSAMC）执行性能恢复大修，在大修中发现前收油池中的3号轴承前封严出现严重破损，此破损就是发动机滑耗偏高的根本原因，导致了前收油池中的滑油从3号轴承前封严渗漏，通过空气流动最终汇聚到发动机尾椎内部的阻燃器出，如图1和图2所示。同时在此次滑油系统的整体翻修中，还发现了发动机中央通气管后延伸段出现了因高速旋转导致的连接孔偏心现象，发生挠性变形，对封严造成磨损，此现象也会导致滑耗偏高，但不会影响太大。

图1发生磨损的位置

修理实践结果表明，在我公司与中国国际航空公司工程技术分公司工程部、四川国际发动机维修中心（SSAMC为CFM在中国的唯一OEM修理厂）和美国GE公司北京办事处代表的专题讨论会上的讨论结果是正确的，损坏封严在会议结论的范围内。

2014年CFM公司对世界机队范围内的类似滑耗偏高现象进行调查研究，结果表明多数原因均为3号轴承前封严存在损伤或脱落，此结论也与我公司的现象吻合。3号轴承前封严件号为1851M47G01，为特氟龙封严体，从1997年起开始用于最初的CFM56-7B发动机。3号轴承前封严的后部分由于封严条翘起，篦齿高速旋转致使封严条脱落，导致封严效果变差，进而导致滑耗升高。

图2磨损坏的封严条

3 结语

鉴于使用循环在10000左右的CFM56-7B发动机此类滑耗高的现象，原因多发于前收油池的三号轴承前封严。建议航空公司在送修10000循环左右的发动机时对三号轴承前封严进行更换，这样可以降低二次排故更换发动机的风险，并且降低维修费用。

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