发动机试车

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N1º £ N2º £ EGTº £ F Fº £ N2Ä ¿ ± ê Ö µ £ º
N1º £ N2º £ EGTº £ F Fº £ N1Ä ¿ ± ê Ö µ £ º
Engine| © 1 75.3 93.3 Ô Â Ô Â 76.4(± 1.5%)
Engine| © 2 76.2 93.3 Ô Â Ô Â
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• 一、管路的堵塞：管路的堵塞一般发生在管路的油滤处，其结果是导 致两管压力差上升，使得MEC得到一个错误的温度升高信号，这时 MEC就会将N2转数调升，以保证所要求的发动机推力（也就是质量 流量）不变。而实际是发动机的进口温度并没有升高，所以结果导致 了发动机的推力升高。这就能解释飞行员的报告，巡航时，由于是自 动油门状态，PMC在N2调升3.8%或者调降5.1%以内可以对推力进行 调节保持不变，但若超过了这个数值PMC就不能有效调节了，自动油 门系统就会将这台发动机的油门杆向后调以保证两台发动机的推力一 致。与飞行员报告一致。而进近时，由于此时发动机所处的状态是高 慢车，PMC此时基本上处于不输出指令状态，所以这台发动机的N2 转数就一定会高，也与飞行员的报告一致。但是却都与地面试车数据 相反，显然T2传感器并没有发生管路的堵塞。
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• • • • 试车数据记录如下： 日期：略 飞机号：略 场温：34℃ 场压：29.0″Hg 低慢车：
Engine﹟1 N1： 20.2 N2： 60.9 EGT： 略 F F： 略 N2目标值： 63.0（+3/-1%）
风向：180
Engine﹟2 22.2 63.6 略 略
风力：4节
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• 既然我们已清楚了控制N2转数的方法和相关的零部 件，下一步就是要判断其中那一个有问题以及排故的顺序。 我们观察到从试车数据中所反映的是1号发动机N2转数低 于目标值的下限，而飞行员的报告中却反应的是发动机的 转数偏高，这究竟是什麽问题？是飞行员报告有误吗？下 面我们就相关的零部件逐一分析他们对发动机转数的影响 以求得出正确的结论。
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• MPA发动机最大功率效验 • 依据手册检查发动机 EGT 限制，相应得到发动机 的性能估计，主要是EGT 健康也就是 EGT余度， 由此可以确定发动机的性能衰退程度以及此架飞 机适合飞何类机场。同时也可以检查N2余度。 • 在 MPA 测试条件下完全能做一个 N1/N2 关系 的估计： • 若两发 N1 之间匹配的非常好则有可能观察到两 发 N2 之间差别的可能。就一般指导来说 , 在两发 N1 匹配的非常好的情况下 , 两发的 N2 之差应小于 1%,这是在勤务经验之内的。若N2之差大于1%则 应检查VSV/VBV校装和标准件/CIT传感器。
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• Ps12是发动机进口压力传感器，根据压力的变化来调节N2转 数。由CFM56—3发动机的整个控制原理我们可知Ps12不仅提供 给MEC，而且提供给PMC，我们已经确认PMC系统没有故障， 那麽就可以确定Ps12提供给MEC的信号没有问题。 • PLA油门杆角度信号。根据试车数据分中偏离目标值都是低 限超差，那麽其有可能是校装钢索较松，但是却无法解释飞行员 报告中转数较高和油门杆后置的现象，要按试车数据油门杆应该 前置才对，所以油门钢索的校装应该没有问题。再者，由于PMC ON数据没有问题，说明PMC收到的油门杆角度传感器传来的角 度信号没有问题，这就更加证明油门钢索校装系统没有问题。 （反之不一定成立） • MEC发动机主控。若是MEC本身出了问题，可以解释飞行员 报告或者地面试车数据，但却不能同时解释飞行员报告（转数偏 高）和地面试车数据（转数偏低）的问题。所以MEC发生故障的 可能性不大。
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• T2发动机进口温度传感器。它的功能是对发动机进口空气在温度 上的变化予以转数上的补偿，以保证发动机在当前状态下质量流量不 变。它的作动原理是内部有一个膜盒控制计量活门，而计量活门又控 制传感器的输入管和输出两管的压差。将传感器的压差变化信号代表 温度的变化信号传给MEC，压差升高代表温度升高，压差降低代表温 度降低。膜盒内部充满了氦气，当温度变化时，膜盒膨胀或收缩以控 制计量活门的大小达到控制两管压差的目的。由于试车时并未发现管 路的渗漏现象，因此只能从结构上来入手，就一般规律来说T2传感器 的故障形式有两种，一种是管路的堵塞，其结果是导致给MEC提供一 个错误的温度升高信号。另一种是膜盒里面的氦气发生渗漏，使得传 感器失去对温度的感应能力。下面我们就对这两种故障进行分析。
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• • 部分功率配平检查 PMC 关数据提供这样一个信息就是在油门杆位置 / 环境温度 / 环境压力都确定的条件 下,MEC是怎样按程序确定和控制N2的。PMC关时的N2值应该在手册部分功率配平表 的限制之内。如果不在,则应依据手册调节部分功率配平螺钉。如果目标值依然没有达 到, 更详细的排故程序必须遵循：检查 PS12管线 (松动的管线可产生较低的 N2),T2 传感 器及其管线,油门操作系统校装以及MEC和其他相关的传感器和零部件等等。 要注意的是PMC关超出了限制可以使得PMC开时的N1也超出限制。因此,当PMC开时 N1超出限制时不要先对PMC系统排故,而是要先对PMC关时的N2进行调整,直到他正确 了时再对N1进行检查,如仍然超限则可对PMC系统排故。 在PMC关时N2的目标值是否满足 VSV与VBV系统程序是不会对他造成太大的影响。因 此,如果在PMC关时的目标值没有遇到,不需要检查VSV与VBV的校装或CIT传感器。无 论如何,这些系统和部件将要影响在给定N2目标值之下的N1速度。 PMC 开数据提供这样一个信息就是在油门杆位置 / 环境温度 / 环境压力都确定的条件 下,PMC是怎样按程序确定和控制N1的。 PMC开N1值应该在手册配平表的限制之内。 如果不在 , 首先检查 PMC 关 N2, 如果他超限 , 则可能产生 PMC 开时的 N1 超限。如果在 PMC 关时的 N2 值正确 , 此时当 PMC 开时的 N1 依然超限 , 则应调查 PMC 系统 (PMC 测试 /T12/PS12/PLA等等)和VSV/VBV系统。 当PMC从开到关时或者从关到开时,发动机参数没有变化这是可能的。这决定于系统误 差的累积和校装等等。无论怎样,若相关的PMC没有开,则应检查N2发电机及线路到 PMC的问题。
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• 学以致用
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• • • • • 发动机控制类型： 1、液压机械式 2、监控式 3、全权限式（FADEC） 我们这次实践教学课程主要以监控式发动 机为主进行理论和实践相结合的应用教学。 （以波音737—300飞机的CFM56—3发动 机为例）
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• • 慢车检查: 1. 发动机的N2必须在手册的目标值限制之内,如果N2超出目标值限制要决定 可靠的允许调节范围,同时也要靠虑对加速时的影响。特别要注意的是如果是 性能衰退造成的N2超出目标值，对慢车N2的调整是有效的。如果是系统零部 件原因造成的N2超出目标值，对N2的调整往往是不可靠的。 • 2. 燃油流量在800pph或较高时一般这是指出发动机低速性能的退化（不是 由于系统零部件的故障造成的），特别是在发动机已经有记录起动和加速比 较慢时更是证明了这一点。但如果这台发动机是新的或刚刚大修完的则可能 是另外的系统有故障(空气渗漏/VSV过紧/慢车速度超出低限等等),建议依据手 册排故。 • 3. 在慢车时检查N1或N2关系是不精确的,或者说基本上没有意义。这些仅仅 在 高 发 动 机 速 度 才 能 完 成 。 这 是 由 于 N1 与 N2 的 关 系 在 发 动 机 低 速 时 对 VSV/VBV的变化是不太敏感。 • 在慢车时PMC作用不大，或者说没有作用。因为PMC的作用是控制发动机的 推力，其他方面的控制与PMC无关。而慢车仅仅是发动机的一个状态，而不 是推力。因此在慢车时的排故不包括PMC系统,但包括MEC系统/发动机标准 件/飞机系统,具体参照手册的排故树。
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• 从以上数据可以看出，1号发动机所有的慢车、高慢车及部分功率配 平（PMC OFF）数据均超出了目标值的限制，因此不太可能是慢车和部 分功率调整点的问题。因为PMC和VSV、VBV对慢车数据的影响不大， 而从PMC ON的数据中可以看出N1值在目标值之内，所以PMC可能没有 问题。从PMC ON的数据中还可以看出两发的N2值精确一致，且两发的 N1值之差只有0.9，低于2%，因此可以确定PMC和VSV、VBV系统没有 问题。所以故障极有可能发生在MEC系统中控制N2那部分中。 • 既然我们已确定故障发生在MEC系统中控制N2那部分中，那麽就应 首先搞清楚MEC是如何控制N2的。首先MEC收到油门杆通过钢索传来的 油门信号，这就确定了N2的基本转数。但是我们知道N2的转数是为了保 证发动机此时的质量流量而不是流量。而质量流量不仅受N2转数的影响， 还受当时状态下的温度、压力的影响。所以MEC还收到了发动机进口温 度信号（T2）和进口压力信号（Ps12）。通过这三个参数发动机就能确 定当前状态下的N2转数。这样我们就知道了所有控制N2转数的零部件， T2、Ps12、油门杆角度和MEC本身。
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高慢车：
N1º £ N2º £ EGTº £ F Fº £ N2Ä ¿ ± ê Ö µ £ º Engine| © 1 28.2 71.1 Ô Â Ô Â 73.7(±0.7%) Engine| © 2 30 73.5 Ô Â Ô Â
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• • 部分功率配平：
PMC OFF
Engine| © 1 72.1 92.3 Ô Â Ô Â 94.5(± 0.5%) PMC ON Engine| © 2 80.5 94.7 Ô Â Ô Â
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• 故障现象 • 飞行员报告：飞机在巡航时油门杆发生了 偏差，前后差两个球，1号发动机油门杆后 置。飞机在进近时发动机转数较高。
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• 初步分析及处理 • 根据飞行员的报告，我们可以初步判断故 障可能发生在发动机的控制系统中。因此 有必要试车来检查发动机的各项数据是否 正常。初步确定我们要做发动机的慢车、 高慢车、MEC部分功率配平试车，若能在 此范围内解决问题那就不用做MPA试车， 因为能在低功率解决的问题，就不要试高 功率，那样会减少发动机的寿命。