对CFM56—3B故障的思考

随着波音737-300服役时间的加长，在翼的CFM56-3B发动机故障频率越来越高，如何采取有效的方法查明其故障或者缩小排故范围是很有必要的。我们发现地面试车，采集相关的一些重要数据在排除故障时非常有用。本文以几个实例来研究利用地面试车进行故障诊断分析。

发动机控制系统是一个比较复杂的系统，包括MEC和PMC系统。MEC系统接收T2，CIT、CDP、CBP、VSV/VBV反馈钢索N2 PLA PS12的信号。PMC也接收几个不同的参数并且N2为PMC供电。其中这些参数又互相影响，所以单就某一故障现象理论的分析哪个部件有问题是比较困难的，更何况往往在故障发生时伴随着许多故障现象。然而应用地面试车采集一系列自己想要的数据，从中我们就可以分析出哪个部件有故障或者说至少哪个部件是好的。这样势必减少我们排故的时间，并且在试车过程中我们也可以对机组反映的故障现象有一个正确完整的认识。

地面试车总的来说分：慢车、部分功率、大车。

慢车转速检查主要用于检查发动机在低速状态时，特别是涉及发动机加速和起动的问题，同时用于判断MEC的N2转速调节系统是否正常工作，检查MEC的高，低慢车调节是否正确。由于该检查N1转速较低，因此不能用于检查发动机PMC系统的工作情况。

当MEC与PMC同时工作时，二者相互影响，对确定故障根源增加了难度。在部分功率检查时，通过PMC开与关两种条件下的测试，可有效隔离MEC系统和PMC系统的故障，有助于缩小故障范围。将PMC关的N2值 测试值与维护手册中获得目标N2值进行比较，判断部分功率调节和MEC的工作情况；同时将PMC开的N1值与维护手册中获得的目标N1值进行比较，判断PMC系统是否工作正常。在两台发动机N2或者N1一致的条件下，对比两台发动机N1/N2对应关系，可以确认VBV与VSV的工作情况。如果部分功率检查不能满足两台发动机N2或者N1一致时，则可通过最大功率确认检查来完成。

最大功率确认检查是发动机处于大转速状态下进行的，其主要作用在两方面：首先评估EGT裕度，适用于排气温度高的故障现象；其次，可使两台发动机获得同一N1转速下的N2值，评估发动机VBV和VSV的工作情况。

对于不同CFM-3B发动机，在相同稳定工作状态下，N1/N2对应关系相对较为固定，尤其是在大转速下，如最大功率确认检查（MPA）或起飞状态。但发动机之间的新旧程度、控制系统的微小差异等因素也会影响到两台发动机N1/N2对应关系，但由它们引起的不同发动机N1/N2对应关系的差异通常较小（N1相同时，N2相差不超过1%；N2 相同是，N1相差不超过2%），而发动机的可变几何控制系统（VSV/VBV）故障引起发动机的工作不正常（油门杆错位、不能达到起飞功率、加速慢、失速等）时，左右发N1/N2的对应关系发生很大的变化，两台发动机的N1/N2对应关系差异就会很大。

因此，通过比较两台发动机在N1或N2之间的对应关系，检查发动机的可变几何系统（VSV/VBV）的工作情况。在大转速条件下，如果两台发动机的N1/N2之间的对应关系相差较大，则说明其中一台发动机可变几何控制系统故障，该故障可能是由于系统硬件（CIT、MEC/VBV反馈系统等）失效或调节器（MEC）校装不当造成。

在利用地面试车完成发动机排故时，有时可能并不需要完成以上所有测试，究竟应该选择哪些测试应根据发动机的故障现象以及故障出现时的发动机转速，需要经过分析加以确定。

下面我们看个例子。

1发第一次起动慢并失败。第二次起动成功但起动还是慢，并且1发从慢车到起飞加速油门杆前倾。

分析：提到起动慢加速慢，慢车试车是必须要做的。为了判断MEC与PMC的好坏，部分功率也应该列入计划。如果在部分功率试车中不能比较N1K/N2K大车试车也应归入计划中。

分析：

慢车时，1发N2偏低，接近临近值，但在范围之内并且确实起动慢。

部分功率：PMC OFF ，N2在范围内，MEC应该工作正常，但N1不符。PMC ON，数据在范围之内，PMC工作也正常，N1K/N2K不符。

大功率试车相同的N1，N2之间的差别为1。8%，超过了1%，所以应该是VSV/VBV系统的问题。

对VSV进行检查，1发VSV 偏关，调节以后试车正常。

从这个例子我们可以看出，当发动机故障，工作参数发生偏离，根据发动机控制系统的工作原理，通过合理采用发动机试车方法，收集数据进行分析其变化趋势，可以快速隔离该发动机故障，有助于节省排故工时，减少航材浪费。

山东航空 工程技术公司 薛峰 2015年12月

作者简介：薛峰（1979-），男，机务，本科，研究方向：发动机。