發(fā)動(dòng)機(jī)課程設(shè)計(jì)--發(fā)動(dòng)機(jī)慢加速

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第1章 CFM56-5發(fā)動(dòng)機(jī)概述2</p><p>　　第2章 發(fā)動(dòng)機(jī)加速性3</p><p>　　2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)加速性概述3</p><p>　　2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)加速的工作原理3</p><p>　　第3章 發(fā)動(dòng)機(jī)慢加

2、速的故障分析5</p><p>　　3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)慢加速故障概述5</p><p>　　3.2. 發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)上的因素5</p><p>　　3.3. 燃油控制裝置5</p><p>　　3.4.VSV系統(tǒng)6</p><p>　　3.5.引氣系統(tǒng)7</p><p>　　3.5.1 H

3、P Bleed Valve 高壓引氣活門8</p><p>　　3.5.2 Pressure Regulating Valve 壓力調(diào)節(jié)活門9</p><p>　　3.5.3. IP check valve 中壓單向活門10</p><p>　　3.5.4. Wing anti-ice valve 機(jī)翼防冰活門11</p><p>

4、　　3.5.5. Nacelle anti-ice 發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙防冰11</p><p>　　3.5.6. Air conditionning system 空調(diào)系統(tǒng)11</p><p>　　3.6. PS3 Sense Line 增壓級出口壓力檢測管故障12</p><p>　　3.7 排故過程14</p><p>　　3.8 系

5、統(tǒng)故障樹15</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)16</b></p><p><b>　　附錄工卡17</b></p><p>　　第1章 CFM56-5發(fā)動(dòng)機(jī)概述</p><p>　　CFM56-5 是裝載于A319/320/321/340飛機(jī)上的高涵道比、雙轉(zhuǎn)子、軸流式的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)

6、。是有美國通用電氣公司（GE）和法國國營航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制公司（SNECMA）組成的國際公司（CFMI）研制生產(chǎn)的，圖1-1為CFM56-5B發(fā)動(dòng)機(jī)。</p><p>　　該發(fā)動(dòng)機(jī)包括4級整體的風(fēng)扇和低壓壓氣機(jī)（增壓器）（1級風(fēng)扇，1級風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片，3級增壓級轉(zhuǎn)子，4級增壓級靜子），由4級低壓渦輪驅(qū)動(dòng)；9級高壓壓氣機(jī)（9級轉(zhuǎn)子，1級可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)向葉片，3級可調(diào)靜子葉片，5級固定靜子葉片），由1級高壓渦輪驅(qū)動(dòng)；環(huán)形燃

7、燒室。</p><p>　　圖1-1 CFM56-5B發(fā)動(dòng)機(jī)。</p><p>　　本文主要介紹CFM56-5B發(fā)動(dòng)機(jī)的加速的工作原理，分析影響發(fā)動(dòng)機(jī)加速性的因素以及故障排除過程。</p><p>　　第2章 發(fā)動(dòng)機(jī)加速性</p><p>　　2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)加速性概述</p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)加速性能的好壞，一般

8、是以加速時(shí)間的長短來衡量的，從使用的角度而言，總希望加速時(shí)間越短越好，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)有足夠的機(jī)動(dòng)性能。發(fā)動(dòng)機(jī)加速性能取決于發(fā)動(dòng)機(jī)軸上的剩余功率，發(fā)動(dòng)機(jī)軸上的剩余功率有取決于剩余供油量，剩余供油量愈多，剩余扭矩愈大，加速時(shí)間愈短，加速性愈好。</p><p>　　2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)加速的工作原理</p><p>　　影響發(fā)動(dòng)機(jī)加速性的部件：壓氣機(jī)低壓級靜壓檢測管，高壓引氣活門，壓力調(diào)節(jié)活門，機(jī)翼防

9、冰活門，發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙防冰，空調(diào)系統(tǒng)，中壓單向活門，HMU液壓機(jī)械組件，ECU 電子控制組件作出了描述，根據(jù)它們在飛機(jī)上的位置連接關(guān)系做出了如圖2-1的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，它表示了這些部件在物理上的連接關(guān)系。</p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　根據(jù)各個(gè)部件之間的連接以及功能關(guān)系做出了如圖2-2的功能框圖</p><p>　　圖2-2 系統(tǒng)功能

10、框圖</p><p>　　由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖和功能框圖可以清楚的看出整個(gè)系統(tǒng)的工作原理，發(fā)動(dòng)機(jī)加速的同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙防冰、飛機(jī)機(jī)翼防冰、飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)等從發(fā)動(dòng)機(jī)第5級和第9級引氣，發(fā)動(dòng)機(jī)的引氣量影響了從發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)進(jìn)入燃燒室的空氣流量，使之減少，在發(fā)動(dòng)機(jī)燃油流量一定時(shí)這就增大了燃燒室中的油氣比，燃燒室中的油氣比過高會(huì)引起渦輪前燃?xì)鉁囟瘸瑴?、發(fā)動(dòng)機(jī)喘振、富油熄火因此要限制發(fā)動(dòng)機(jī)加速供油量，使之減少，這樣就影響了發(fā)動(dòng)機(jī)的加速

11、性，使它變慢。</p><p>　　第3章 發(fā)動(dòng)機(jī)慢加速的故障分析</p><p>　　3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)慢加速故障概述</p><p>　　影響發(fā)動(dòng)機(jī)加速性的因素繁多，除了發(fā)動(dòng)機(jī)本身結(jié)構(gòu)上的因素外，還涉及到發(fā)動(dòng)機(jī)引氣，空調(diào)系統(tǒng)，VSV系統(tǒng)，HMU液壓機(jī)械組件，ECU 電子控制組件。發(fā)動(dòng)機(jī)加速性故障是一種比較常見的故障，根據(jù)CFMI在中國的統(tǒng)計(jì)：由發(fā)動(dòng)機(jī)故障引起的航

12、班延誤和取消，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、加速慢故障占5%，由發(fā)動(dòng)機(jī)故障引起的中斷起飛、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、加速問題占14.29%。了解常見故障產(chǎn)生的原因，有助于航空公司機(jī)務(wù)人員的正確排故，減小由發(fā)動(dòng)機(jī)慢加速造成放經(jīng)濟(jì)損失。</p><p>　　3.2. 發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)上的因素</p><p>　　隨著發(fā)動(dòng)機(jī)逐漸的老化：高/低壓渦輪葉尖間隙變大，燃?xì)鉂B漏損失增加（間隙每增加1%，效率降低1.5%）;壓氣機(jī)/渦輪葉片葉

13、身變臟，改變了壓氣機(jī)/渦輪的設(shè)計(jì)葉型，壓氣機(jī)/渦輪葉片的效率下降；高壓渦輪導(dǎo)向器，低壓渦輪導(dǎo)向器蜂窩封嚴(yán)效果變差；燃燒室頭部積炭；燃油霧化質(zhì)量下降。這些因素都會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)性能惡化，體現(xiàn)在圖3-1中就是穩(wěn)定工作線向上漂移、加速裕度減小，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)加速性變差。這種故障在航線維護(hù)中無法排除，只能通過發(fā)動(dòng)機(jī)大修翻新來改善。</p><p>　　圖3-1發(fā)動(dòng)機(jī)工作特性曲線</p><p>　　3.3

14、. 燃油控制裝置</p><p>　　CFM56-5B發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是全權(quán)數(shù)字電子控制(FADEC)燃油控制組件駕駛艙到發(fā)動(dòng)機(jī)沒有機(jī)械的連接，類似于電傳操縱(fly by wire)的飛機(jī)控制系統(tǒng)。組成：專用的交流發(fā)電機(jī)和電源；大腦——發(fā)動(dòng)機(jī)控制組件(ECU)，包括兩臺(tái)完全相同的電腦，稱為A通道和B通道，執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)控制計(jì)算，監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)；肌肉——液壓機(jī)械裝置(HMU)，將來自發(fā)動(dòng)機(jī)控制組件(ECU)的電信號轉(zhuǎn)換成

15、液壓；傳感器——控制和監(jiān)控。全權(quán)數(shù)字式電子控制(FADEC)部件如圖3-2所示：</p><p>　　圖3-2全權(quán)數(shù)字式電子控制(FADEC)部件</p><p>　　在HMU中，由扭矩馬達(dá)把ECU傳來的電信號轉(zhuǎn)化為液壓信號（通過燃油作為介質(zhì)），調(diào)節(jié)燃油計(jì)量活門，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油流量。因此HMU故障（主要是扭矩馬達(dá)故障或電液伺服活門故障）會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)燃油流量的調(diào)節(jié)從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)加速性變慢。&

16、lt;/p><p>　　ECU是在不同飛行條件和發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)對轉(zhuǎn)子間隙進(jìn)行控制和啟動(dòng)控制，必須先從公共顯示系統(tǒng)（CDS）和電子顯示組件（DEU）獲得預(yù)期的控制命令，然后根據(jù)控制法則向外輸出電信號。 當(dāng)ECU故障時(shí)HUM不能獲得準(zhǔn)確的信號來調(diào)節(jié)燃油計(jì)量活門，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油流量從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)加速性變慢。</p><p><b>　　3.4.VSV系統(tǒng)</b></p&g

17、t;<p>　　CFM56-5B發(fā)動(dòng)機(jī)的VSV系統(tǒng)是用于控制進(jìn)入高壓壓氣機(jī)的空氣流量，防止高壓壓氣機(jī)在小轉(zhuǎn)速工作時(shí)出現(xiàn)失速/喘振，其控制規(guī)律如圖3-3所示：</p><p>　　圖3-3 VSV系統(tǒng)控制規(guī)律</p><p>　　VSV的實(shí)際位置由高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速N2，高壓壓氣機(jī)進(jìn)口溫度傳感器（CIT）及位置反饋信號決定。CIT傳感器是一種機(jī)械-液壓式的傳感器，由于伺服燃油中或多或

18、少地含有各種雜質(zhì)，這些雜質(zhì)進(jìn)入CIT傳感器后會(huì)堵塞傳感器的濾網(wǎng)，增大了伺服燃油的流動(dòng)阻力，使得CIT傳感器的進(jìn)口油壓和出口油壓的壓差增大，ECU感應(yīng)到的CIT增大；根據(jù)VSV的控制計(jì)劃，當(dāng)CIT上升時(shí)，VSV會(huì)偏關(guān)，使進(jìn)如高壓壓氣機(jī)的進(jìn)氣量減小，發(fā)動(dòng)機(jī)加速性變差；另外如果VSV的反饋信號與實(shí)際位置不一致時(shí)（如偏開）由于VSV的控制是閉環(huán)控制，則VSV的最終開度會(huì)偏關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)的加速性同樣變差。</p><p>&l

19、t;b>　　3.5.引氣系統(tǒng)</b></p><p>　　在CFM56-5B發(fā)動(dòng)機(jī)上高壓壓氣機(jī)第5級和第9級位置引氣到空調(diào)系統(tǒng)，機(jī)翼防冰，發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙防冰，在發(fā)動(dòng)機(jī)作加速性測試時(shí)，都要求引氣關(guān)閉。以保證發(fā)動(dòng)機(jī)加速迅速。如果引氣活門卡阻（保持開位）或引氣管出現(xiàn)滲漏，則在發(fā)動(dòng)機(jī)加速時(shí)，引氣造成發(fā)動(dòng)機(jī)功率的損失，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的加速性。引起引氣系統(tǒng)故障因素有：HP Bleed Valve 高壓引氣活門

20、、Pressure Regulating Valve 壓力調(diào)節(jié)活門、Wing anti-ice valve 機(jī)翼防冰活門、Nacelle anti-ice 發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙防冰、Air conditionning system 空調(diào)系統(tǒng)、IP check valve 中壓單向活門。</p><p>　　3.5.1 HP Bleed Valve 高壓引氣活門</p><p>　　圖3-4 HP

21、 Bleed Valve</p><p>　　高壓引氣活門如圖3-4所示， 高壓引氣活門控制從第9 級發(fā)動(dòng)機(jī)引氣總管來的引氣流，該活門是一種蝶型活門，由彈簧力使其在關(guān)閉位，位于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣8：00 鐘位置區(qū)域上。故障的可能原因有：蝶形活門卡阻，彈簧損壞。</p><p>　　3.5.2 Pressure Regulating Valve 壓力調(diào)節(jié)活門</p><p>

22、　　圖3-5 壓力調(diào)節(jié)活門</p><p>　　壓力調(diào)節(jié)活門如圖3-5所示，壓力調(diào)節(jié)活門控制從發(fā)動(dòng)機(jī)來的引氣，這壓力調(diào)節(jié)活門的控制功能有：關(guān)閉引氣、發(fā)動(dòng)機(jī)引氣的壓力調(diào)節(jié)、限制發(fā)動(dòng)機(jī)引氣的溫度；壓力調(diào)節(jié)關(guān)斷活門是一種蝶形活門其故障可能原因有：蝶形活門卡阻，彈簧損壞。</p><p>　　3.5.3. IP check valve 中壓單向活門</p><p>　　圖

23、3-6 中壓單向活門</p><p>　　中壓單向活門如圖3-6所示，中壓單向活門是一種分離式鉸鏈門型單向活門。中壓單向活門在發(fā)動(dòng)機(jī)引氣總管的口端，它位于發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)匣的左側(cè)，中壓單向活門讓與箭頭方向一致的氣流流過，而阻止相反方向的氣流流過。 兩個(gè)半圓型鉸鏈門控制氣流流動(dòng)，正方向氣流打開鉸鏈門，反向氣流關(guān)閉鉸鏈門。故障可能原因有：中壓單向活門損壞。</p><p>　　3.5.4.

24、Wing anti-ice valve 機(jī)翼防冰活門</p><p>　　圖3-7 機(jī)翼防冰活門</p><p>　　機(jī)翼防冰活門控制氣流從氣源總管流進(jìn)防冰供氣管道。 是馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的蝶形活門，用115 伏交流電源，活門有一個(gè)人工超控和位置指示桿， 兩個(gè)V 型夾安裝活門在管道上機(jī)翼防冰活門位于機(jī)翼前緣、發(fā)動(dòng)機(jī)外側(cè)。 </p><p>　　3.5.5. Nacelle

25、anti-ice 發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙防冰</p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙防冰主要是進(jìn)氣道防冰，氣道防冰系統(tǒng)使用發(fā)動(dòng)機(jī)5級和9級壓氣機(jī)熱空氣，熱空氣經(jīng)防冰活門調(diào)節(jié)和控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道前沿整流罩內(nèi)的環(huán)型噴射管，通過熱噴射氣流加熱進(jìn)氣道前沿達(dá)到防冰的目的。其主要部件包括：防冰管路、防冰活門、防冰過熱電門、防冰壓力電門以及環(huán)型噴射管。</p><p>　　3.5.6. Air conditionning

26、 system 空調(diào)系統(tǒng)</p><p>　　如圖3-8，空調(diào)系統(tǒng)為機(jī)組乘客和設(shè)備提供一個(gè)可調(diào)節(jié)的內(nèi)部環(huán)境主要有制冷分配加溫溫度控制設(shè)備冷卻增壓等六個(gè)子系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)從功能上講主要有組件流量控制組件制冷區(qū)域溫度控制再循環(huán)以及空氣分配五個(gè)部分，來自氣源系統(tǒng)的新鮮空氣通過左右兩個(gè)流量控制與關(guān)斷活門進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)該活門控制進(jìn)入飛機(jī)的新鮮空氣的量新鮮空氣進(jìn)入制冷組件后被降溫和抽濕再進(jìn)入空調(diào)分配系統(tǒng)對左組件的控制通?？杀ＷC駕

27、駛艙制冷而對右組件的控制則保證對混合總管的制冷來自組件和地面空調(diào)接口的空調(diào)氣通過分配系統(tǒng)進(jìn)入溫度控制區(qū)域區(qū)域溫度控制部分為進(jìn)入用戶區(qū)域的空調(diào)空氣加溫并調(diào)節(jié)氣壓。</p><p>　　圖3-8空調(diào)系統(tǒng)功能圖</p><p>　　3.6. PS3 Sense Line 增壓級出口壓力檢測管故障</p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)Ps3管路如圖3-10所示，由圖3-9可知，Ps

28、3管路是測量增壓級出口氣壓，通過Ps3軟管將氣壓信號傳遞給ECU，ECU根據(jù)此信號監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)，然后發(fā)出一電信號通過HMU轉(zhuǎn)換成機(jī)械信號控制燃燒室中的燃油流量。如果Ps3管路發(fā)生故障，ECU不能得到準(zhǔn)確的信息對發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控從而使發(fā)動(dòng)機(jī)加速性變差。Ps3管路發(fā)生故障的可能有：管路堵塞或者滲漏。</p><p>　　圖3-9 Ps3管路位置</p><p>　　圖3-10 Ps3管路</

29、p><p><b>　　3.7 排故過程</b></p><p>　　首先，在TSM手冊中根據(jù)現(xiàn)有的關(guān)鍵詞找到相應(yīng)的章節(jié)號。根據(jù)所查章節(jié)號TASK 71-00-00-810-807得知，該故障可能原因：壓氣機(jī)低壓級靜壓檢測管，高壓放氣活門，壓力調(diào)節(jié)活門，機(jī)翼防冰活門，發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙防冰，空調(diào)系統(tǒng)，中壓單向活門，HMU液壓機(jī)械組件，ECU 電子控制組件。先從壓氣機(jī)低壓

30、級靜壓檢測管開始排查, 檢查壓氣機(jī)低壓級靜壓檢測管是堵塞還是滲漏, 如果壓氣機(jī)低壓級靜壓檢測管無故障，檢查數(shù)據(jù)管理組件最后一站的起飛報(bào)告了解發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)，如果每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的引氣出口壓力與數(shù)據(jù)管理組件報(bào)告上的不相同，檢查發(fā)動(dòng)機(jī)高壓級引氣活門或壓力調(diào)節(jié)活門，機(jī)翼防冰活門或吊架防冰，空調(diào)系統(tǒng)等有沒有故障。如果沒有故障，檢查中壓單向活門的狀況或濕熱的舌形活門有沒有損壞，如果沒有損壞，檢查可調(diào)靜止葉片的連動(dòng)桿和檢查并修正可調(diào)靜子葉片搖臂

31、傳動(dòng)裝置或機(jī)械的吊環(huán)上松動(dòng)的部分，看其有沒有損壞，如果沒有損壞更換機(jī)械液壓組件，如果故障任然存在更換電子控制組件，如果故障任然沒有排除則用孔探儀檢查高壓壓氣機(jī)。</p><p>　　3.8 系統(tǒng)故障樹</p><p>　　圖3-11 發(fā)動(dòng)機(jī)慢加速故障樹</p><p>　　X1：滲漏 X2：堵塞<

32、;/p><p>　　X3：ECU超溫 X4：ECU相關(guān)參數(shù)傳感器故障</p><p>　　X5：ECU冷卻引氣管故障 X6：電液伺服閥故障</p><p>　　X7：CH A通道線纜損壞 X8：扭矩馬達(dá)故障</p><p&

33、gt;　　X9：高壓引氣活門故障 X10：壓力調(diào)節(jié)活門故障</p><p>　　X11：機(jī)翼防冰活門工作 X12:發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙防冰故障</p><p>　　X13：空調(diào)系統(tǒng)故障 X14:中壓單向活門故障</p><p>　　X15: 可調(diào)靜子

34、葉片搖臂傳動(dòng)裝置損壞 X16:吊環(huán)上松動(dòng)的部分損壞</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] A320飛機(jī)維修手冊.AIRBUS</p><p>　　[2] A320定期檢修手冊.AIRBUS</p><p>　　[3]胡君.中國民用航空飛行學(xué)院CFM56_3發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)_加速

35、慢故障分析</p><p>　　[4]唐慶如，敖良忠.AREO-ENGINE LINE MAINTENANCE.中國民用航空飛行學(xué)院.009 </p><p>　　附錄.工卡