浅析CFM56-5B发动机空气系统及航线常见系统故障分析

浅析 CFM56-5B发动机空气系统及航线 常见系统 故障分析

文永生

东航江苏有限公司 ， 江苏南京 210001

CFM56-5B发动机的空气系统作用就是对发动机进行间隙控制和流量控制。他的部件包括了HPTACC，LPTCC，TBV，VBV，VSV。在流量控制方面CFM56-5B发动机为了达到流量匹配的原则也就是高压转子的流量和低压转子的流量相匹配。采用了VBV和VSV。同样这个也是有效的防喘措施目的是保证HPC在中小转速的时候避免流通能力差而带来的不协调工作。在间隙控制方面CFM56-5B发动机为了提高作动效率节省燃油消耗采用了HPTACC和LPTCC针对HPT和LPT难以冷却的问题进行了满意的解决特别是工作环境恶劣的HPT使其得到了充分很好的解决从而大大地提高了发动机的寿命。降低了使用成本带来了效益。接下来我就针对这几个重要的部件进行分析：

1. VBV（可调引气活门）

VBV系统整体安装是通过柔性轴围绕发动机一圈将12个VBV活门连接。它们位于风扇机匣的中和部位处于发动机的24点截面靠近OGV的后面，从发动机站位看形状有点像英文字母C。VBV系统有1个主动活门，11个随动的活门，1个主柔性轴，11个一般柔性轴，1个止动机构，1个燃油齿轮马达，1个VBV反馈杆组成。它主要是发动机在中小转速的时候，将流入内涵的一部分气流通过VBV活门开度的大小排放到外涵从而改变HPC的流量缓和问题起到发动机防喘的功效。ECU控制HMU再由HMU将ECU的电信号转化为高压燃油作动液压齿轮马达，它再由主VBV活门的作动筒去通过柔性轴控制其他的随动活门。作用的效果将会由RDVT和止动机构在ECU里进行比较来完成一次工作循环。如图所示：

2. VSV（可调静子导向叶片）

VSV系统安装在发动机HPC的IGB进口处。它有2个VSV作动筒，2个独立分开的LVDT组成。VSV系统一共分为4级它是通过左右作动筒的伸缩带动4圈作动环工作来调节HPC进口叶片的开度大小来改变进入HPC的进气流量同时它也是一项有效的防喘措施。VSV是ECU根据发动机工作的具体状态给HMU相关的控制电信号再由HMU给出相应的燃油作动信号驱动VSV作动筒作动。LVDT将实际感受的VSV开度反馈给ECU并与其需要VSV开度进行校正从而进行一次完整的工作循环。如图所示：

3. HPTACC（高压涡轮主动间隙控制）

HPTACC活门安装在HPC的3点钟位置。它的位置取决于它的引气是来至于4级还是9级。引气通过HPTACC活门去冷却HPT叶片的衬环支撑从而来改变叶片和衬环之间的间隙目的是要提高发动机的工作效率降低燃油消耗。它的工作是通过ECU控制ECU将控制的电信号传给HMU然后HMU将其改变为燃油压力信号直接控制HPTACC活门来进行冷却工作。如图所示：

4. LPTCC（低压涡轮间隙控制）

LPTCC活门安装在HPC的前方位置靠在发动机站位的3点钟位置。它的引气来至于风扇外涵，引气冷却LPT机匣。它的工作是通过ECU控制由HMU来执行使得活门将引气通过环形的冷却管直接冷却LPT机匣。如图所示：

以上针对CFM56-5B发动机空气系统的流量控制问题主要两个部件VBV和VSV以及关系CFM56-5B发动机 HPT ，LPT间隙控制冷却问题主要部件HPTACC和LPTCC的组成和工作原理做了说明下面主要就我们在航线工作上遇到的关于CFM56-5B发动机空气系统的常见故障进行一些分析。

实际上我们在航线工作的时候经常性遇到的关系CFM56-5B发动机空气系统的故障我归纳了下主要也是关系着刚刚谈到的4个主要的部件VBV，VSV，HPTACC，LPTCC。而这几个部件的主要问题是在于漏伺服燃油。漏油的主要问题是因为发动机暖车和冷车的温度差比较大长时间下来会使得活门的封圈老化密封不好容易造成漏油的现象而这种现象特别是在冬天我们在航前送飞机的时候就能经常遇到比如刚启动好的发动机就会容易漏油。其次因为这些活门的工作环境比较恶劣高温高腐蚀低温和风蚀也会使得活门的封圈不好造成密封性能下降因此而漏油。VBV，VSV，HPTACC，LPTCC这四个部件相比较而言VBV和HPTACC目前在航线上故障的频率要高些。而VSV和LPTCC主要的故障是因为漏油。接下来我简要的对此谈一下我对这两个部件故障情况做的总结。VSV和LPTCC漏油我们主要是采取隔离的方法来判断。故障出现首先地面进行试车检查在慢车的情况下我们可以通过发动机下部的收油器中的油液来源来判断是VSV还是LPTCC其实VBV和HPTACC的漏油也是通过这样的方法来判断的发动机下部的收油器是收集来自不同地方的油液我们可以通过油的来源进行区别。他们的主要故障原因还是因为漏伺服燃油。但是VSV除了漏油以外还出现过由于VSV作动筒连杆杆头部位和发动机本体连接处关节部位的磨损导致VSV作动筒失效而造成发动机喘振的危险事件。由此告诉我们当我们检查发动机的时候一旦发现了相关的故障警告不能掉以轻心，应该严格检查特别注意连接部位的磨损问题。对于机组反映的发动机不安全工作状态的情况我们也要好好的结合发动机测试数据和相关的目视检查对此做全面细致的检查。HPTACC活门的故障除了漏燃油外绝大多数情况是显示活门位置和FADEC给出要求的位置不一致的情况，在这样的情况下多数是因为活门本体的原因和一些返修理件不合格的原因造成的这样的情况下作为航线部门为了保证发动机的正常工作只有更换相应的HPTACC活门.这里主要说明的是VBV系统因为相应的VBV系统部件比较其他三个元件要多一些。VBV系统先前我们介绍了它由主和一般的柔性软轴及活门，反馈杆，位置传感器，止动机构，液压马达组成。故障的现象也因此会围绕这些部件而产生。和其他三个元件一样除了漏油外还有很多的故障现象。在这里VBV系统的漏油我总结了下主要有以下一些情况：液压马达的漏油，余油寸套的漏油。止动机构。这些漏油的情况最终会通过收油的管路排放到发动机外。VBV系统除了漏油外更重要也是更加隐蔽的故障是一些易磨损部位的磨损问题。故障的现象主要是发动机的喘震，EGT温度的上升，这里就需要人工对VBV系统进行调试。调试是要使用专用的调节工具。有些故障的现象不仅仅只是人工的调节就可以调节出来，我们还要根据并结合一定的发动机参数和报告。总结了下容易磨损的部位主要有这些地方：主和一般的柔性软轴，主和一般的活门，反溃杆等。在这里有一点也是我本人平时工作的经验当VBV系统中有一个活门故障的话将会导致发动机的EGT温度上升10度但地面人工调试却要在30次以上才可以测试出来。

以上是我个人对CFM56-5B发动机空气系统原理和故障的一些总结由于本人水平能力的有限有不到之处还希望各位给予指导。最后我还想强调的是我们航线维护工作及排故能力是建立在我们对飞机和系统原理特性充分掌握的情况下结合手册灵活运用。只有这样我们才可以快速准确的解决问题。在问题的分析和工作中我们要抓问题的主要部分由易而难循序渐进的进行，特别注意对关键部位和核心部件磨损部位的检查。