CFM—B發動機振動值大故障分析

王暉

摘 要：CFM56-5B發動機振動大故障率比較高，常常會出現配平情況，文章主要介紹發動機振動出現的原因，對振動原理及配平做了介紹和分析，根據實際工作經驗做出總結，以便在今后的工作中能夠快速、準確地排除故障。

關鍵詞：CFM56-5B；發動機；振動；故障；配平

中圖分類號：V263 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）33-0186-02

1 背景介紹

發動機振動大是各個航空公司普遍存在的問題，振動過大，會加速發動機部件的疲勞損壞，影響發動機的壽命。發動機振動會傳到機身結構，引起機身振動，影響飛機的舒適性，因此發動機振動故障經常會造成航班延誤或取消，給航空公司在經濟上造成一定損失。下面就針對空客A320飛機發動機振動大進行分析和維護注意事項，為今后的工作提供一些參考。

2 振動值大原因

發動機在運行過程中一直處于高溫、高轉速狀態，受外界諸多因素影響，造成振動值大的原因總結如下：

（1）發動機在使用中由于風扇葉片潤滑效果逐漸下降，隨著軸承和葉片的磨損，燃燒室以及高低壓渦輪部分灰塵的積累，發動機的振動值將會慢慢變大。

（2）外來物損傷，如鳥擊等，振動值將會突然增大。

（3）風扇葉片損傷、塵土等原因，在運行過程中振動會逐漸增大。

（4）風扇葉片根部涂層脫落，榫槽內填充塊和減震塊不在正確位置等。

3 CFM56-5B發動機振動監控組件（EVMU）工作原理

發動機振動監控組件包括：振動傳感器、ECAM、CFDS和AIDS。每臺發動機包括兩個傳感器，分別是N1振動傳感器和渦輪后隔框（TRF）振動傳感器，EVMU通過接收兩個振動傳感器和N1，N2轉速傳感器的信號，從而實現振動咨詢值的計算、不平衡數據的計算和振動數據的顯示，當發動機實際振動超過N1，N2咨詢值時，ECAM上振動值顯示將會閃爍，提示機組發動機振動超過標準。N1和TRF振動傳感器均屬壓電感應式傳感器，在其表面施加一種壓力或拉力時，會產生變形，此時兩個表面將產生符號相反的電荷，當振動發生時，作用在傳感器上的壓力產生變化，其傳感器內部產生瞬間電荷變化，這種變化與振動強度成正比，這樣將傳感器上內部的電位變化傳到EVMU據此計算振動的大小。

EVMU記錄振動時N1軸和N2軸發動機轉速的數據，來參與發動機配平計算，發動機振動值的大小隨著轉速的變化而變化，對于N1低壓轉子，EVMU將加速度信號轉換為位移信號，來表征其振動情況，單位為MIL（毫英寸）；對于N2高壓轉子，EVMU將加速度信號轉換為速度信號，來表征其振動情況，單位為IPS（英寸每秒）。在ECAM上的顯示分別為：

N1振動顯示：1UNIT=1MIL

N2振動顯示：1UNIT=0.4IPS

當實際振動大于咨詢值時，ECAM頁面上N1和N2振動指示將會閃爍，提示機組發動機振動超過標準，按照空客AMM 71-00-00-710-009，N1振動指示小于4，N2小于4.25，發動機沒有異常的聲音，機組也沒有感覺到結構振動，振動可以接受，航線可以正常放行。但根據公司要求，為防止振動惡化，基地發現N1大于2時，需做維護工作，即對發動機風扇葉片進行配平。

4 發動機風扇葉片配平注意事項

CFM56-5B發動機有36根配平螺釘，每一片風扇葉片對應安裝一個配平螺釘，從前往后逆時針方向確認。在12：00鐘，1號風扇葉片對應整流錐后罩環上有一圓點標記，配平螺釘有7種類型，在螺釘端頭有螺釘信息，分別為P01、P02、P03、P04、P05、P06、P07（或者P08、P09、P10、P11、P12、P13、P14，這兩種螺釘的對應關系為P01=P08，P02=P09，P03=P10，P04=P11，P05=P12，P06=P13，P07=P14）。

通常我們都是利用EVMU采集振動數據對發動機進行配平，配平方法有兩種：單面配平（ONE-SHOT）和矢量配平（VECTORIAL），航線維護中一般都是采用單面配平，只有當ONE-SHOT配平、潤滑葉片等方法效果仍然不明顯時，才使用矢量法。配平數據的來源一般有三類：飛行數據、地面數據、人工輸入數據，為了使振動數據更為準確，建議采用地面數據。按手冊要求，地面試車的振動數據需采集5組，即在64%、84%、88%、92%、96% 5個N1轉速點采集轉速振動數據，但實際工作中受起飛轉速的限制，無法采集完整以上的數據，根據經驗判斷，振動值峰值一般會出現在75%N1附近，所以我們以75%N1為中心，取以下5組數據來采集，即65%、70%、75%、80%、85%，每個轉速相隔5%，注意采集的轉速范圍不能太窄，否側將會導致EVMU計算的配平方案不準。

當采集好5組不平衡數據通過EVMU進行分析計算之前，必須確認計算機內部記錄的配平螺釘信息與發動機本體上的配平螺釘信息一致，若不一致，需手動進行修改。EVMU計算后會生成配平方案，按照此方案更換配平螺釘，最后再試車驗證。

單頁面完成配平，當FWC的跳開關被拔出時，ECAM上的警告信息將會抑制，這時需通過頭頂板上的故障燈來監控各系統的工作狀態，這樣會分散試車人員的注意力，因此，在發動機配平時不建議輸入航班號。

5 結束語

當機組反映或者通過遠程監控發現發動機振動大時，可以先通過讀盤譯碼QAR數據，判斷是指示故障還是振動故障，若振動故障真實，首先對發動機區域做詳細目視檢查，檢查是否有外來物損傷，然后再進行的發動機風扇葉片配平，倘若經過2次配平后，仍然無法達到標準時，需要拆下風扇葉片進行檢查，并且完成對葉片葉根榫頭、燕尾槽、減震凸臺接觸面等的清潔和潤滑工作。

參考文獻：

[1]吳鑫睿.CFM56-5B發動機VBV系統工作原理及故障分析[J].科技資訊，2012（16）.

[2]丁世淵.飛機低無線電高度表系統故障分析[J].自動化應用，2012（04）.

[3]敖良忠.CFM56-3發動機控制參數傳感器故障分析[J].中國民航飛行學院學報，2001（03）.

[4]夏存江.CFM56-7B發動機滑油滲漏分析[J].燃氣渦輪試驗與研究，2008（01）.

[5]敖良忠.CFM56-3發動機控制系統故障隔離方法[J].航空維修與工程，2005（04）.endprint