關(guān)于一起特殊的737NG飛機發(fā)動機啟動慢故障分析

周飛

摘 要：波音737NG飛機發(fā)動機起動慢原因很多，可能由啟動部件，引氣壓力，氣源管道系統(tǒng)故障或相關(guān)部件失效引起。本文對一起特殊的發(fā)動機啟動慢故障現(xiàn)象進行分析，并給出相關(guān)的結(jié)論，以對其他維修人員提供了可借鑒的經(jīng)驗，謹(jǐn)供參考。

關(guān)鍵詞：特殊；737NG；故障分析

0 故障現(xiàn)象

2013年7月，我公司一架737NG飛機航前出港推出啟動發(fā)動機時，機組反映左發(fā)啟動慢。航后通過查看譯碼數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)顯示確實左發(fā)啟動時間要比右發(fā)長，從啟動到慢車，右發(fā)45秒左右，左發(fā)60秒左右。航后更換了左發(fā)啟動機，地面試車啟動左發(fā)試車測試正常。次日機組反映第一發(fā)啟動時正常，第二發(fā)啟動時慢，航后更換了APU IGV作動筒后試車驗證，第一次先啟動左發(fā)正常，再啟動右發(fā)時啟動慢且引氣壓力基本不上升，將左發(fā)引氣電門關(guān)閉后，再啟動右發(fā)則正常；第二次先啟動右發(fā)也正常，再啟動左發(fā)時同樣啟動慢且引氣壓力也不上升，將隔離活門或右發(fā)引氣電門關(guān)閉時，再啟動左發(fā)也正常了。通過地面試車驗證，故障現(xiàn)象變的清晰了，即先啟動的發(fā)動機啟動正常，后啟動的發(fā)動機啟動慢。

1 發(fā)動機正常啟動原理介紹

737NG飛機發(fā)動機啟動過程如下：將啟動電門置于GROUND位，啟動活門打開使來自APU的引氣通過并使啟動機轉(zhuǎn)動進而驅(qū)動發(fā)動機的高壓轉(zhuǎn)子（N2轉(zhuǎn)子）加速。與此同時高壓轉(zhuǎn)子（N1轉(zhuǎn)子）也跟隨轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)速上升。當(dāng)觀察到N2轉(zhuǎn)速上升到25%以上，或者N2轉(zhuǎn)速達不到25%以上時，N2轉(zhuǎn)速到達其最大冷轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速（指的是N2在5秒之內(nèi)的上升小于5%）時，將發(fā)動機的啟動手柄上提至慢車位。EEC將控制點火并供油，當(dāng)燃燒室點火成功后，渦輪發(fā)出功率將于啟動機一起帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速上升。當(dāng)N2轉(zhuǎn)速達到55%時，啟動機自動脫開，啟動活門關(guān)閉，啟動機慢慢停轉(zhuǎn)。自此以后，發(fā)動機轉(zhuǎn)子的加速僅是由于渦輪產(chǎn)生的功率大于壓氣機所消耗的功率，它將帶動發(fā)動機的轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，直到發(fā)動機穩(wěn)定工作在慢車轉(zhuǎn)速。

2 故障分析

對于737NG飛機來說，導(dǎo)致發(fā)動機啟動慢的故障原因大概可歸納為以下三類：

（1）發(fā)動機啟動部件性能下降。

（2）APU引氣壓力低。

（3）氣源管道滲漏。那么此架飛機這種奇怪的故障現(xiàn)象屬于以上哪一類，接下來我們逐步進行分析：如果是第一類啟動部件性能下降，很明顯如果一臺發(fā)動機的啟動部件性能下降時肯定不會影響到另一臺發(fā)動機的，所以這種可能可以排除。如果是第二類APU引氣壓力低的話，因為正常啟動發(fā)動機時APU是唯一的引氣來源，所以無論啟動哪一臺發(fā)動機都應(yīng)該出現(xiàn)啟動慢的現(xiàn)象，所以也可以排除第二種可能。那么可能的原因就只有氣源管路滲漏這一種可能了，根據(jù)我們航后排故試車驗證的故障現(xiàn)象來分析，由于關(guān)閉已經(jīng)啟動好一臺發(fā)動機的引氣電門后，啟動另一發(fā)則正常，我們認(rèn)為應(yīng)該是先啟動的一臺發(fā)動機的引氣管路或部件存在滲漏，進一步分析可知滲漏點應(yīng)該在發(fā)動機PRSOV（引氣壓力調(diào)節(jié)）活門的上游。當(dāng)使用APU引氣啟動發(fā)動機時 ，啟動活門打開后，反流保護功能會通過ACAU里的啟動繼電器關(guān)閉引氣調(diào)節(jié)器電磁活門從而使PRSOV保持在關(guān)閉位，防止APU引氣反流導(dǎo)致引氣壓力降低，因此先啟動的一臺發(fā)動機就可以正常啟動；而當(dāng)先啟動的一臺發(fā)動機啟動好后，正常情況下發(fā)動機引氣電門是放在ON位的，這時PRSOV打開，再啟動另一臺發(fā)動機時， APU引氣會經(jīng)過已經(jīng)啟動好的發(fā)動機的PRSOV反流到上游存在滲漏的管路和部件，使APU引氣壓力降低從而導(dǎo)致后啟動的發(fā)動機啟動慢。

通過以上故障分析可知，既然無論先啟動哪一臺發(fā)動機而后啟動的一臺發(fā)動機都會出現(xiàn)啟動慢的現(xiàn)象，那么應(yīng)該是左右兩臺發(fā)動機的氣源管道或部件都存在滲漏的情況。而且滲漏點就應(yīng)該出在左右發(fā)動機PRSOV上游的管路或部件。從圖1可看出：五級引氣單向活門、高壓機活門、高壓級調(diào)節(jié)器、引氣調(diào)節(jié)器這幾個部件都是位于PRSOV的上游。那么如何判斷是哪個部件存在滲漏，我們分析認(rèn)為高壓級調(diào)節(jié)器的回流機械裝置故障的可能性較高，原因是當(dāng)啟動好一臺發(fā)動機后，使用APU引氣啟動另一臺發(fā)動機時，由于啟動好的發(fā)動機處于慢車轉(zhuǎn)速（N1，20%），從圖2中可以看出，當(dāng)N1<26%時，發(fā)動機引氣系統(tǒng)使用未調(diào)節(jié)壓力的9級引氣，此時引氣壓力低于32±6psi，一般在20psi左右。而當(dāng)使用APU引氣啟動另一臺發(fā)動機時，APU負(fù)載加大，引氣壓力會上升到30psi以上，APU的引氣壓力顯然高于慢車時的發(fā)動機引氣壓力。正常情況下，當(dāng)高壓引氣調(diào)節(jié)器下游氣流壓力大于第九級引氣壓力時，調(diào)節(jié)器上的回流機械裝置打開，控制關(guān)斷的引氣壓力到達高壓引氣活門，關(guān)閉高壓引氣活門，這樣就能防止較高壓力的APU引氣通過高壓級活門回流到發(fā)動機內(nèi)部。如果高壓級調(diào)節(jié)器的回流機械裝置故障，那么高壓級活門不能正常關(guān)閉，就會導(dǎo)致 APU引氣通過先啟動好的發(fā)動機已經(jīng)打開的PRSOV活門和不能正常關(guān)閉的高壓級活門回流到該發(fā)動機內(nèi)部，從而導(dǎo)致啟動另一臺發(fā)動機時引氣壓力不夠，所以出現(xiàn)發(fā)動機啟動慢的現(xiàn)象。經(jīng)過以上分析，我們把故障原因鎖定在左右發(fā)動機的高壓引氣調(diào)節(jié)器，最后更換左右發(fā)的高壓引氣調(diào)節(jié)器后故障順利排除。

3 總結(jié)

737NG飛機發(fā)動機啟動慢故障比較常見，通常都是由于啟動部件性能衰退導(dǎo)致，然而引氣系統(tǒng)部件故障導(dǎo)致發(fā)動機啟動慢的故障比較少見，而由于一臺發(fā)動機的部件滲漏導(dǎo)致啟動另一臺發(fā)動機出現(xiàn)啟動慢的故障就更少見，此次故障是由于雙發(fā)同一個引氣部件故障導(dǎo)致這種奇怪故障現(xiàn)象還是我公司第一次遇到。根據(jù)后續(xù)跟蹤此次故障拆下的兩個高壓引氣調(diào)節(jié)器的返修報告，返修廠家給出的結(jié)論是高壓調(diào)節(jié)器內(nèi)部的回流膜盒裝置磨損。這個結(jié)論和我們當(dāng)時的分析判斷一致，波音的一份737NG-FTD-36-05001也指出，高壓引氣調(diào)節(jié)器低使用壽命的原因正是由于回流膜盒裝置嚴(yán)重磨損導(dǎo)致。本次故障的排故經(jīng)驗也值得廣大擁有737NG機隊的兄弟航空公司借鑒，希望通過該故障分析為飛機維修人員提供參考從而在以后類似的故障處理中提高排故效率。

參考文獻：

[1]戴伯鴻. 淺析737NG型飛機發(fā)動機引氣系統(tǒng)及其故障[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（11）.