一起CFM56-5B发动机高压级主动间隙控制活门故障案例分析

邓力铭 管学东

（中国南方航空股份有限公司沈阳飞机维修基地，沈阳 110169）

一起CFM56-5B发动机高压级主动间隙控制活门故障案例分析

邓力铭 管学东

（中国南方航空股份有限公司沈阳飞机维修基地，沈阳 110169）

本文对一起CFM56-5B发动机高压级主动间隙控制活门的故障案例进行分析，总结此类故障对发动机性能参数造成的影响，以期为今后排除此类故障积累经验。

CFM56-5B发动机 高压涡轮间隙控制 HPTACC活门

发动机性能数据可以精确反映发动机健康状况。对发动机性能参数进行监控，对于发动机故障的早期发现和处理发挥了重要作用。本文描述一起CFM56-5B型发动机高压涡轮间隙控制活门（HPTACC）的故障排除过程，分析总结此类故障对发动机性能参数造成的影响，以期为今后排除此类故障积累经验。

1 故障描述

20XX年X月20日，某维修基地执管的某A320型飞机在性能监控软件RD中，表现为右发多组起飞裕度DEGTm突降10°左右，而左发无变化（见图1）。

图1 发动机起飞裕度DEGTm性能监控RD图表

为进一步判断参数异常原因，将该飞机起飞数据进行双发差值比对分析（右发数据减去左发），见表1。在20日的起飞数据中，有三组HPTACC活门开启角度列差值出现了异常：为-90左右。正常的HPTACC活门开启角度应为双发同步，即差值应为0。对应的双发EGT差值同比突升10℃左右，DN2则有约0.3%的突降。调取当天ACARS起飞报告，三组HPTACC活门开启角度均在10以内，正常情况下此数值应该为100。

表1 双发起飞数据差值比对分析数据表

检查飞机MCDU，查看故障报，记录有“HPTC VLV(POS), HMU ENG2A”的故障信息。排故手册对该故障信息的描述是“当活门位置与指令位置不一致超过5%，而且故障状态持续7秒钟以上，该故障信息被记录”。

2 故障分析

高压涡轮间隙控制系统（简称HPTACC），由发动机控制器（ECU）通过液压机械组件（HMU）控制液压式作动器来控制活门的开关。该系统通过控制高压压气机（HPC）4级以及9级的气体引入高压涡轮机匣外围冷却气路中，通过冷却涡轮机匣来缩小高压压气机叶尖间隙，从而达到优化涡轮效率、降低EGT峰值的功能，见图2。当ECU指令为0位置时，两个蝶型活门都关闭，无机匣冷却气体引出参与工作；ECU指令位置为37%时，HPC 9级引气全开，HPC 4级引气仍然关闭，9级高压空气引入高压涡轮机匣外围冷却气路中；ECU指令位置为100%时，HPC 9级引气关闭，HPC4级引气全开，由4级高压空气引入高压涡轮机匣外围冷却气路中，进行高压压气机叶尖间隙的控制。

根据图4，当发动机处于起飞状态时，活门位置应处HPC 9级蝶型阀打开位，引出高压级9级空气对高压涡轮机匣进行冷却。故障当天，该活门位置处于8%左右，此时则无任何冷却气流引出参与涡轮机匣的冷却工作。高压级涡轮叶片叶尖间隙比工作设定值大，降低了高压涡轮工作效率，导致该性能参数排气温度EGT突升和高压转速N2的突降。更换该发HPTACC活门后，故障现象消失，性能参数正常。

3 结论

本文通过发现发动机性能监控参数异常，借鉴MCDU故障信息，仔细分析各控制部件的工作逻辑关

图2 HPTACC指令位置与HPTACC蝶型活门位置图

系，找出其对发动机性能参数的影响规律，从而迅速确定发动机故障原因，为今后类似故障的准确快速排除提供了宝贵的借鉴经验。

图4 HPTACC活门随飞行状态开度变化逻辑图

[1]中国东方航空股份有限公司.AIR BUS A320 TROUBLE SHOOTI NG MANUAL 75-21-00-810-804-A[S].2011.

[2]空中客车工业公司.A320飞行操纵手册[S].2012.

Analysis of CFM56-5B Engine High Level Active Clearance Control Valve Fault Case

DENG Liming,GUAN Xuedong
(Shenyang aircraft maintenance base, South China Uni Airways Corporation, Shenyang 110169)

In this paper, the author analyses the cfm56-5b engine high-pressure stage active clearance control valve fault case, sum up such a fault of aeroengine performance parameters caused by the impact, in order for the future exclusion of such failures accumulated experience.

CFM56-5B engine, high pressure turbine clearance control valve, HPTACC