航空发动机课程设计-N1和N2转子锁死

航空工程学院

航空发动机综合课程设计

题目

N1和N2转子锁在一起

N1 and N2 rotors locked together

作者姓名陈耀东

专业名称热能与动力工程

指导教师李世林

提交日期2010.12.10 答辩日期2010.12.12

N1和N2转子锁在一起

目录

摘要 (1)

第1章 CFM56-3发动机概述 (2)

1.1概述 (2)

1.1.1结构和系统 (3)

第2章核心发动机主单元体 (4)

2.1高压压气机 (4)

2.1.1 高压压气机转子 (4)

2.1.2 高压压气机前静子 (4)

2.2燃烧室 (5)

2.2.1燃烧室机匣 (5)

2.2.2燃烧室 (5)

2.3高压涡轮 (5)

2.3.1高压涡轮进口导向器 (5)

2.3.2 高压涡轮转子 (6)

2.3.3高压涡轮护罩和第1级低压涡轮进口导向器组件 (6)

第3章启动系统 (7)

3.1启动活门 (8)

3.2启动机 (8)

3.3启动电门 (9)

3.4发动机启动 (10)

第4章润滑系统 (12)

4.1系统概述 (12)

4.1.1 供油 (12)

4.1.2 回油 (12)

4.1.3 通气 (13)

4.2滑油箱的主要部件 (14)

4.2.1滑油箱 (14)

4.2.2润滑组件 (15)

4.2.3 燃油/滑油热交换器 (17)

第5章中介支点结构 (20)

第6章故障分析 (22)

6.1故障原因分析 (22)

6.1.1故障原因概述 (22)

6.1.2故障原因详细分析 (22)

6.2故障树 (23)

6.3排故流程图 (23)

6.4结构框图 (25)

6.5功能框图 (25)

参考文献.................................................. 错误！未定义书签。附录工卡 (32)

摘要

此课程设计的目标故障为：N1和N2转子锁在一起（N1 and N2 rotors locked together ）.根据对于目标故障的分析，以及AMM手册的排故流程，我们可以猜测此故障可能是由于中介转子抱死造成的，或者是在篦齿封严中，由于某种原因，与高压轴相连的蓖齿和与低压轴相连的蓖齿相接触，而使高低压转子锁在一起。基于对目标故障的分析，在接下来的正文中我们对发动机的相关系统做一个讲解。在正文的第1章中，首先对CFM56-3发动机做一个概述，并在第2章中对相对复杂的核心机做一个介绍。接着在第3章和第4章中，对排故所涉及到的启动系统和润滑系统做了描述。由于目标故障可能是发动机4号轴承出了问题，所以在第五章单独地对中介支点做一个比较详细的讲解。最后在第6章，对目标故障做了一个比较具体的分析。通过对目标故障相关系统的讲解，对目标故障的分析，以及排故流程的解说，让读者对目标故障和目标故障的排除过程有一个比较深入的理解。

N1和N2转子锁在一起

第1章 CFM56-3发动机概述

通过对目标故障（N1和N2转子锁在一起）的分析，我们觉得很有必要对目标故障的对象CFM56-3发动机做一个概述。

1.1概述

CFM56-3发动机是装载于B737-300/400/500飞机上的高涵道比、双转子、轴流式的涡轮风扇发动机。是由美国通用电气公司（GE）和法国国营航空发动机研制公司（SNECMA）组成的国际公司（CFMI）研制生产的，图1-1为CFM56-3发动机。

图1-1 CFM56-3发动机

该发动包括4级整体的风扇和低压压气机（增压器）（1级风扇，1级风扇出口导向叶片，3级增压级转子，4级增压级静子），由4级低压涡轮驱动；9级高压压气机（9级转子，1级可调进口导向叶片，3级可调静子叶片，5级固定静子叶片），由1级高压

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涡轮驱动；环形燃烧室。

1.1.1结构和系统

进气口：环形，无进口导流叶片，流道外壁设置消声衬板，无防冰装置。

风扇：单级轴流式。CFM56-3带叶中阻尼凸台，有38片叶片，盘与叶片材料为钛合金，盘后与增压级鼓筒相联，风扇轴由两个轴承支承。风扇机匣由不锈钢制的3个圆环和12根支柱焊成，风扇出口导流叶片为实心铝合金锻件制成，风扇流道设置有复合材料的消声衬板。

低压压气机：3级轴流式。3级转子为整体钛合金锻制成，出口处沿圆周均布12个可调放气活门，可于低功率状态将部分空气放入风扇通道。

高压压气机：9级轴流式。进口导流叶片和前3级静子叶片可调，静子机匣为对开式，6至9级机匣为双层结构，外层机匣上设有5级空气引出口，内测机匣为低膨胀合金制成并在5级引出空气包围中，起到了控制压气机后面级间隙的作用。转子鼓筒1至2级为钛合金锻件惯性摩擦焊成，3级盘为钛合金锻件制成，4至9级为惯性摩擦焊成。转子叶片1至3级为钛合金制成，4至9级为IN718制成，第1级转子叶片叶尖切线速度为400m/s，展弦比为1.49。1至3级叶片固定于轮盘的轴向燕尾槽中，4至9级固定于环形燕尾槽中。所有转子叶片可以单独更换，各级均设孔探仪检查口。

燃烧室：短环形。火焰筒内外壁均有分段气膜冷却，火焰筒头部有20个高压空气雾化喷嘴，燃烧室机匣材料为IN718。采用降低污染的双环腔设计。

高压涡轮：单级轴流式。导向器叶片和转子叶片均用压气机出口空气冷却，高压涡轮与高压压气机组成的高压转子由前后两个轴承支承，在所有系列中，其最大工作转速允许到15183r/min，由高压压气机第5级和第9级引来的空气对高压涡轮进行主动间隙控制。

低压涡轮：4级轴流式，涡轮机匣引风扇后空气进行间隙控制，涡轮后机匣为12个支板结构，中心支承低压转子后支点，低压涡轮轴上4号中介轴支承高压转子。

尾喷管：固定面积收敛喷管，风扇流道内设置反推力装置。

启动系统：采用气起动机装在附件齿轮机匣上。

控制系统：主发动机控制系统（MEC）。

指示系统：发动机指示系统（EIS）。