B737NG发动机控制系统故障简介

B737NG 发动机控制系统故障简介

仅以本文向高华、罗磊二位教员致敬。机队技术水平的每一点进步，都是站在巨人的肩膀之上。

作为B737NG 系列飞机唯一的选型发动机，CFM56-7 采用了当今主流的FADEC （全权限数字发动机控制）技术。本文主要围绕FADEC的两大核心部件一一EEC （发动机电子控制）和HMU （液压控制组件）进行介绍。

EEC 的全称是“发动机电子控制” 。作为“全权限数字发动机控制”（FADEC ）系统的核心部件，EEC 控制发动机推力，监控发动机的工况，并实时调整发动机各个机构的工作。可以说EEC 就是CFM56-7 发动机的大脑。B737 每台发动机都安装有一部EEC，每一部EEC都有两个通道。（一）电源部分EEC 的电源由两部分组成：同侧转换汇流条和EEC 发电机。（1）EEC 交流发动机是EEC 的首选电源。正常情

况下，N2 达到15%后EEC 发电机开始向EEC 供电。（2）当EEC 发电机无电时，将发动机起动电门置于GRD 或CONT 位时由同侧转换汇流条向EEC 供电。

（二）发动机参数的显示

EEC 负责采集发动机参数，通过DEU 传递给其他系统。只要EEC 发电机有电，不论发动机是否运转，发动机参数都能够被

显示。当EEC无电时，N1、N2、滑油油量和发动机振动指数直接根据发动机传感器显示。

（1）地面使用电瓶电源起动发动机时，N2 转速达到15%前只

有N1 、N2 和滑油量显示。（没有振动指数）（2）地面起动发动机，起动电门置于GRD 位后由转换汇流条向EEC 供电，

N2 达到15%后由EEC 发电机供电。所以发动机全部参数全程都有显示。

（3）N2 转速低于15%时，发动机参数仅有N1、N2 、滑油量和振动指数显示。机组可以将起动电门置于CONT 或者GRD 位，由转换汇流条向EEC 供电以显示完整发动机参数。注意，此时振动指数是能够显示的。（三）EEC 单通道故障

EEC 内部安装有两部完全相同的微处理器，被称作“ Channel A”和“ Channel B”。两个通道各自监控发动机参数，并且能够互相沟通，但仅有一个通道有权利发出控制指令。发出控制指令的通道被称作“活动通道”（Active channel ）。另一个通道被称作“备用通道” （Stand by channel）。

系统会对EEC 的两个通道进行健康检测，选择最优的通道作为活动通道。两部通道都正常时，轮流充当活动通道，每次发动机起动前自动交换角色。当“活动通道”发生故障时，“备用

通道”自动接手发动机控制。（1）在地面，如果

EEC 存在不可放行的严重故障，会触发相应发动机的

ENGINE CONTROL 灯亮。一部EEC 通道故障会触发ENGINE

CONTROL 灯亮。注：ENGINE CONTROL 灯涵盖的故障范围

包括但不仅限于EEC 通道失效。（2）在空中EEC 单通道故障不会触发任何警告，也不会出现任何发动机异常的现象。因为另一部通道会自动接手发动机控制。注：ENGINE CONTROL 灯在空中被抑制，任何故障都无法唤醒。（四）EEC 双通道故障

在空中如果EEC 两个通道同时发生故障，发动机会丧失全部控制功能进入“脑死亡”的状态。主要现象如下：（1）部分发动机参数消失。

N1、N2、滑油量（OIL QTY ）和振动指数（VIB ）显示正常。

排气温度（EGT）、燃油流量（FF）、滑油压力（OIL PRESS）和滑油温度（OIL TEMP ）参数显示空白。此形态与上文中“EEC 断电”现象一致。

（2）发动机自动降为慢车推力，且对推力手柄的移动无反应。发动机自动降至慢车推力。随着飞行高度降低，N1 和N2 转速逐渐降低。当N2 转速低于50%后，故障发动机显示ENG FAIL 信息。但是此时发动机转速明显高于停车后的风转，而且油箱油量仍在缓慢减少。这说明发动机的核心机部分仍在工作。下图中

左侧为双通道失效，右侧为停车

风转状态。（3）故障一侧发动机电源断开。气源仍然可用（4）飞机着陆后，ENGINE CONTROL 灯亮。编者按：作为发动机控制系统的关键部件,CFM56-7 的EEC 可靠性是很高的。同一台发动机的双通道同时失效概率极低。迄今为止，笔者尚未见到过EEC 双通道失效的真实案例。以上故障现象均拍摄自模拟机（设

置EEC 双通道失效或者FADEC 失效）。但是我们注意到，模拟机上的“双通道失效”现象区别于其他任何发动机故障。笔者有理由认为该故障现象是有意，且有依据制作的。所以以上故障现象应该是比较可信的。

专门将该故障收录在文中，权作为抛砖引玉之用。如果各位

有实例报告，或者了解具体原理还望不吝赐教。我会在后续文章

中作出跟进介绍。

（五）EEC 备用方式

（1）故障原因

EEC 备用方式不是EEC 的故障，而是由于大气数据异常导致的

EEC 功能降级。

CFM56-7 发动机的一个重要特点是使用马赫数来计算当前飞

行环境下的基准转速。正常情况下EEC 从两部ADIRUS 获得全

压、全温和静温数据计算马赫数。只要任意一部ADIRUS 提供的

大气数据出现错误，EEC 就会转为备用方式。在备用方式下，

EEC 对两部ADIRUS 的数据都不予采

信。大气数据的传递流程如下：大气数据传感器

ADIRUS ——DEU ——EEC。所以任意一部大气数据传感器、ADIRUS 或DEU 的故障都会导致两部EEC 进入备用方式。此外还有一种比较少见的现象，是单台发动机EEC 进入备用方式。另一台发动机EEC 工作正常，这就证明两套大气数据信号都没有问题。该故障是由DEU 至其中一部EEC 的数据链接中断导致的。即使只有一侧进入EEC 软备用方式，也要将两侧EEC 均切换至硬备用方式。这是为了保证两侧发动机的推力和加速性一致。（2）软备用方式如果某一侧DEU

提供的总压（PT）数据中断或错误超过15秒，EEC即进入软备用方式。在软备用方式下，EEC 使用“最近的有效飞行状态来确定发动机参数” 。

软备用是EEC 发现大气数据不可靠时采取的临时的、过渡性的措施，目的是暂时稳定发动机控制，为机组的判断和处置争取时间。随着飞行条件改变，实际大气数据与“最近的有效飞行状态”之间的偏差会逐渐扩大。

所以软备用方式不能够长时间的使用。在使用软备用方式期间应当尽量避免大的飞行状态改变。如果在爬升或下降阶段EEC 进入软备用方式，推荐在最近的高度层改平飞处置故障。（3）硬备用方式有两种方法可以使EEC 进入硬备用：第一种方法，在软备用状态下将推力手柄收至慢车。此时EEC 进入硬备用方式，但是EEC 电门仍然维持软备用时的显示，即ON 和ALTN