CFM—B发动机振动值大故障分析

王晖

摘 要：CFM56-5B发动机振动大故障率比较高，常常会出现配平情况，文章主要介绍发动机振动出现的原因，对振动原理及配平做了介绍和分析，根据实际工作经验做出总结，以便在今后的工作中能够快速、准确地排除故障。

关键词：CFM56-5B；发动机；振动；故障；配平

中图分类号：V263 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）33-0186-02

1 背景介绍

发动机振动大是各个航空公司普遍存在的问题，振动过大，会加速发动机部件的疲劳损坏，影响发动机的寿命。发动机振动会传到机身结构，引起机身振动，影响飞机的舒适性，因此发动机振动故障经常会造成航班延误或取消，给航空公司在经济上造成一定损失。下面就针对空客A320飞机发动机振动大进行分析和维护注意事项，为今后的工作提供一些参考。

2 振动值大原因

发动机在运行过程中一直处于高温、高转速状态，受外界诸多因素影响，造成振动值大的原因总结如下：

（1）发动机在使用中由于风扇叶片润滑效果逐渐下降，随着轴承和叶片的磨损，燃烧室以及高低压涡轮部分灰尘的积累，发动机的振动值将会慢慢变大。

（2）外来物损伤，如鸟击等，振动值将会突然增大。

（3）风扇叶片损伤、尘土等原因，在运行过程中振动会逐渐增大。

（4）风扇叶片根部涂层脱落，榫槽内填充块和减震块不在正确位置等。

3 CFM56-5B发动机振动监控组件（EVMU）工作原理

发动机振动监控组件包括：振动传感器、ECAM、CFDS和AIDS。每台发动机包括两个传感器，分别是N1振动传感器和涡轮后隔框（TRF）振动传感器，EVMU通过接收两个振动传感器和N1，N2转速传感器的信号，从而实现振动咨询值的计算、不平衡数据的计算和振动数据的显示，当发动机实际振动超过N1，N2咨询值时，ECAM上振动值显示将会闪烁，提示机组发动机振动超过标准。N1和TRF振动传感器均属压电感应式传感器，在其表面施加一种压力或拉力时，会产生变形，此时两个表面将产生符号相反的电荷，当振动发生时，作用在传感器上的压力产生变化，其传感器内部产生瞬间电荷变化，这种变化与振动强度成正比，这样将传感器上内部的电位变化传到EVMU据此计算振动的大小。

EVMU记录振动时N1轴和N2轴发动机转速的数据，来参与发动机配平计算，发动机振动值的大小随着转速的变化而变化，对于N1低压转子，EVMU将加速度信号转换为位移信号，来表征其振动情况，单位为MIL（毫英寸）；对于N2高压转子，EVMU将加速度信号转换为速度信号，来表征其振动情况，单位为IPS（英寸每秒）。在ECAM上的显示分别为：

N1振动显示：1UNIT=1MIL

N2振动显示：1UNIT=0.4IPS

当实际振动大于咨询值时，ECAM页面上N1和N2振动指示将会闪烁，提示机组发动机振动超过标准，按照空客AMM 71-00-00-710-009，N1振动指示小于4，N2小于4.25，发动机没有异常的声音，机组也没有感觉到结构振动，振动可以接受，航线可以正常放行。但根据公司要求，为防止振动恶化，基地发现N1大于2时，需做维护工作，即对发动机风扇叶片进行配平。

4 发动机风扇叶片配平注意事项

CFM56-5B发动机有36根配平螺钉，每一片风扇叶片对应安装一个配平螺钉，从前往后逆时针方向确认。在12：00钟，1号风扇叶片对应整流锥后罩环上有一圆点标记，配平螺钉有7种类型，在螺钉端头有螺钉信息，分别为P01、P02、P03、P04、P05、P06、P07（或者P08、P09、P10、P11、P12、P13、P14，这两种螺钉的对应关系为P01=P08，P02=P09，P03=P10，P04=P11，P05=P12，P06=P13，P07=P14）。

通常我們都是利用EVMU采集振动数据对发动机进行配平，配平方法有两种：单面配平（ONE-SHOT）和矢量配平（VECTORIAL），航线维护中一般都是采用单面配平，只有当ONE-SHOT配平、润滑叶片等方法效果仍然不明显时，才使用矢量法。配平数据的来源一般有三类：飞行数据、地面数据、人工输入数据，为了使振动数据更为准确，建议采用地面数据。按手册要求，地面试车的振动数据需采集5组，即在64%、84%、88%、92%、96% 5个N1转速点采集转速振动数据，但实际工作中受起飞转速的限制，无法采集完整以上的数据，根据经验判断，振动值峰值一般会出现在75%N1附近，所以我们以75%N1为中心，取以下5组数据来采集，即65%、70%、75%、80%、85%，每个转速相隔5%，注意采集的转速范围不能太窄，否侧将会导致EVMU计算的配平方案不准。

当采集好5组不平衡数据通过EVMU进行分析计算之前，必须确认计算机内部记录的配平螺钉信息与发动机本体上的配平螺钉信息一致，若不一致，需手动进行修改。EVMU计算后会生成配平方案，按照此方案更换配平螺钉，最后再试车验证。

单页面完成配平，当FWC的跳开关被拔出时，ECAM上的警告信息将会抑制，这时需通过头顶板上的故障灯来监控各系统的工作状态，这样会分散试车人员的注意力，因此，在发动机配平时不建议输入航班号。

5 结束语

当机组反映或者通过远程监控发现发动机振动大时，可以先通过读盘译码QAR数据，判断是指示故障还是振动故障，若振动故障真实，首先对发动机区域做详细目视检查，检查是否有外来物损伤，然后再进行的发动机风扇叶片配平，倘若经过2次配平后，仍然无法达到标准时，需要拆下风扇叶片进行检查，并且完成对叶片叶根榫头、燕尾槽、减震凸台接触面等的清洁和润滑工作。

参考文献：

[1]吴鑫睿.CFM56-5B发动机VBV系统工作原理及故障分析[J].科技资讯，2012（16）.

[2]丁世渊.飞机低无线电高度表系统故障分析[J].自动化应用，2012（04）.

[3]敖良忠.CFM56-3发动机控制参数传感器故障分析[J].中国民航飞行学院学报，2001（03）.

[4]夏存江.CFM56-7B发动机滑油渗漏分析[J].燃气涡轮试验与研究，2008（01）.

[5]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，2005（04）.endprint