關(guān)于737NG飛機(jī)起動機(jī)故障導(dǎo)致發(fā)動機(jī)起動不成功的探討

王玉生

【摘? 要】737NG飛機(jī)發(fā)動機(jī)起動故障率較高，發(fā)動機(jī)啟動失敗可能與起動機(jī)、起動活門、控制電路、燃油、氣源、點(diǎn)火、外界環(huán)境因素等多個方面有關(guān)，本文將重點(diǎn)探討與起動機(jī)相關(guān)的故障，并結(jié)合案例從故障現(xiàn)象差異、測試判斷方法、處理應(yīng)對措施等為預(yù)防和排除起動機(jī)故障提供參考。

【關(guān)鍵詞】737NG;CFM56-7B;起動機(jī);徑向軸承失效;金屬屑

Abstract： 737NG aircraft engine start failure rate is high， engine start failure may be related to starter， start valve， control circuit， fuel source ignition， external environmental factors and many other aspects， this paper will focus on the starter related fault， and combined with the case from the fault phenomenon difference， start valve， control circuit， fuel source ignition， external environmental factors The test judgment method， treatment measures and so on provide reference for the prevention and elimination of starter fault.

Key words： 737ng;cfm56-7; starter ;radial bearing failure; Scrap metal

CFM56-7B 發(fā)動機(jī)的起動機(jī)為單級軸流式渦輪空氣馬達(dá)，使用減速齒輪和一個制動離合器連接至發(fā)動機(jī)附件齒輪箱（AGB）的輸出軸。當(dāng)發(fā)動機(jī)起動活門打開，高壓氣流帶動起動機(jī)內(nèi)的渦輪空氣馬達(dá)，渦輪轉(zhuǎn)動齒輪并接合離合器。離合器傳遞扭矩至起動機(jī)的輸出軸，起動機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)動AGB，進(jìn)而轉(zhuǎn)動發(fā)動機(jī)N2轉(zhuǎn)子。在約55%N2，起動活門關(guān)閉，渦輪和減速齒輪減速且離合器脫開，起動機(jī)輸出軸隨AGB齒輪箱和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動，渦輪和減速齒輪則減速直至停止。起動機(jī)故障主要有三種類型：

（1）起動機(jī)軸斷裂或卡死。起動機(jī)軸斷裂或卡死多發(fā)生在剛起動阻力力矩大時，現(xiàn)象是起動指示正常，但無N2轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速上升很小就停止歸零。相關(guān)實(shí)例：某飛機(jī)過站推出后，機(jī)組反映起動左發(fā)時，顯示“START VAVLE OPEN”信息及APU引氣壓力上升后，N2沒有轉(zhuǎn)速，起動失敗，飛機(jī)滑回。檢查發(fā)現(xiàn)起動機(jī)的1片葉片受損，起動機(jī)卡死，更換左發(fā)起動機(jī)后正常。

（2）起動機(jī)性能下降。起動機(jī)性能下降主要表現(xiàn)為N2轉(zhuǎn)速到20%后上升慢或基本不上升，其原因是渦輪葉片驅(qū)動能力下降，但要與引氣壓力低導(dǎo)致的起動慢區(qū)分開。

（3）徑向軸承失效導(dǎo)致起動機(jī)葉片與殼體摩擦斷裂。徑向軸承失效多發(fā)生在起動的中后階段，軸承失效后造成轉(zhuǎn)子偏心，進(jìn)而導(dǎo)致渦輪葉片與殼體摩擦斷裂，主要現(xiàn)象表現(xiàn)為：N2轉(zhuǎn)速上升到20%以上突然下降，發(fā)動機(jī)底部出現(xiàn)火花，風(fēng)扇整流罩底部出氣口噴出金屬顆粒，甚至觸發(fā)火警，起動機(jī)磁堵有金屬屑。目前起動機(jī)徑向軸承失效故障發(fā)生的最多。

起動機(jī)生產(chǎn)廠家HONEYWELL對起動機(jī)徑向軸承失效分析了很久后發(fā)現(xiàn)失效模式無法預(yù)測，和使用時間沒有直接關(guān)系，目前無徹底解決方案。因徑向軸承失效時間點(diǎn)分布離散，難于通過制定翻修軟時限提前預(yù)防，失效屬于突變，想通過縮短檢查間隔來杜絕不可能，縮短檢查間隔只能增加早發(fā)現(xiàn)的幾率。據(jù)統(tǒng)計，啟動過程中起動機(jī)故障曾多次觸發(fā)火警。起動機(jī)失效觸發(fā)火警的原理如下：失效的起動機(jī)無法帶動發(fā)動機(jī)N2 轉(zhuǎn)速上升，損壞的渦輪葉片在氣流作用下與起動機(jī)殼體內(nèi)壁摩擦，產(chǎn)生高溫碎片及顆粒，并隨引氣排出，同時高溫高壓的引氣沒有帶動起動機(jī)的渦輪做功，從起動機(jī)噴出的引氣溫度較高，導(dǎo)致風(fēng)扇機(jī)匣下方局部溫度較高，從而觸發(fā)發(fā)動機(jī)火警警告。相關(guān)實(shí)例：某飛機(jī)啟動左發(fā)動機(jī)時N2突然不升反降，發(fā)動機(jī)有異響，隨后觸發(fā)火警警告燈及火警鈴聲，機(jī)組釋放兩個滅火瓶。檢查起動機(jī)內(nèi)部渦輪葉片損壞，起動機(jī)排氣口及整流罩底部有金屬碎片，拆除起動機(jī)磁堵發(fā)現(xiàn)磁堵上有大量金屬屑。檢查QAD發(fā)現(xiàn)金屬屑，沖洗左發(fā)滑油系統(tǒng)完成左發(fā)火警孔探，更換主輪倉兩個發(fā)動機(jī)滅火瓶及左發(fā)起動機(jī)，試車測試正常。

起動機(jī)相關(guān)故障的維護(hù)建議：

出現(xiàn)發(fā)動機(jī)起動失敗的情況要及時與機(jī)組咨詢相關(guān)信息，如：引氣壓力是否正常、起動活門開關(guān)指示、N2參數(shù)變化等，監(jiān)護(hù)人員也要關(guān)注起動機(jī)附近狀況，注意發(fā)動機(jī)風(fēng)扇整流罩底部出氣口有無火花噴出，有無異常聲音等。這些信息對故障很重要。

因CFM56-7B發(fā)動機(jī)的滑油系統(tǒng)與其起動機(jī)的滑油系統(tǒng)是相通的，如果起動機(jī)故障時產(chǎn)生的金屬屑沒有清除干凈，則起動機(jī)產(chǎn)生的金屬屑可能會進(jìn)入發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)并被發(fā)動機(jī)MCD收集，這將影響發(fā)動機(jī)MCD檢查時的判斷，甚至觸發(fā)滑油濾旁通燈亮，機(jī)組會關(guān)斷發(fā)動機(jī)造成空停。某航司就發(fā)生一起類似的問題，因此起動機(jī)故障時需進(jìn)行MCD檢查并按需處理。

如果發(fā)動機(jī)起動時機(jī)組報告出現(xiàn)火警，并且觀察到風(fēng)扇整流罩底部出氣口有火花噴出，N2轉(zhuǎn)速迅速下降，可以確認(rèn)為起動機(jī)失效，如果機(jī)組咨詢是否需要滅火，建議機(jī)組按檢查單操作，并迅速終止起動關(guān)斷引氣，關(guān)斷引氣后溫度下降火警信號很快就會消失。由于飛機(jī)發(fā)動機(jī)滅火瓶內(nèi)介質(zhì)為鹵代烴，釋放后對發(fā)達(dá)機(jī)本體無損壞，但需完成火警孔探。

除了起動機(jī)故障外，在運(yùn)行中還遇到裝機(jī)新發(fā)在開始使用十幾個循環(huán)之內(nèi)可能出現(xiàn)轉(zhuǎn)子卡滯的情況，根據(jù)737NG FIM 80-07 TASK 802中的注釋和發(fā)動機(jī)修理廠的經(jīng)驗，新發(fā)或新修發(fā)動機(jī)裝機(jī)后運(yùn)行的前10幾個循環(huán)內(nèi)可能會出現(xiàn)N2轉(zhuǎn)不動的現(xiàn)象（HPC葉片與機(jī)匣間隙比較小，同時上一次關(guān)車時冷車不足），通常運(yùn)行一段時間后就不會再出現(xiàn)此現(xiàn)象。歷史上已多次出現(xiàn)因為新發(fā)原因?qū)е碌陌l(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子卡滯問題。這類故障首先目視檢查起動機(jī)有無損傷的情況，如果無損傷，直觀上無法區(qū)分是起動機(jī)故障還是核心機(jī)卡滯，需拆下AGB手搖驅(qū)動口端蓋人工轉(zhuǎn)動N2軸，如果轉(zhuǎn)動阻力較大，拆下起動機(jī)，如果轉(zhuǎn)動阻力依然較大，則是核心機(jī)卡滯，否則就是起動機(jī)的問題。

起動機(jī)滑油系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)相通，如起動機(jī)出現(xiàn)滑油滲漏可能導(dǎo)致發(fā)動機(jī)系統(tǒng)滑油減少，進(jìn)一步導(dǎo)致發(fā)動機(jī)滑油低油量警告，當(dāng)發(fā)動機(jī)滑油量低于4夸脫大于35S后，會出現(xiàn)低滑油量警告，在滑油量旁顯示LO信息，甚至出現(xiàn)滑油低壓或高溫的問題，產(chǎn)生空停的嚴(yán)重后果，需引起注意。這類故障的最好的檢查方法就是打開發(fā)動機(jī)蒙皮，冷轉(zhuǎn)觀察起動機(jī)附近有無漏油的跡象。

另外，建議工程方面對發(fā)動機(jī)起動機(jī)采取以下控制措施：1、每200飛行小時定期檢查起動機(jī)磁堵并檢查起動機(jī)滑油滲漏;2、結(jié)合發(fā)動機(jī)送修，對起動機(jī)進(jìn)行翻修;3、每次起動機(jī)送修更換全部殼體螺栓（維護(hù)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)殼體螺栓斷裂）。

參考文獻(xiàn)

[1]任仁良，渦輪發(fā)動機(jī)飛機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)（清華大學(xué)出版社）.2017-04-01.

[2]王重華、孫梅主編.民航基礎(chǔ)知識.2013-08.