CFM56—5B发动机燃油系统典型故障分析

摘要： 当今航空业和民用飞机中使用的高新技术越来越多。为了提高客机的远距离飞行和载客量，航空发动机性能不断提高，发动机产品不断升级换代，原理和结构也变的更加复杂，这些都为航空发动机的维护和故障的排除带来更大的挑战。本文主要以民航燃气涡轮发动机为例，对民用航空燃气涡轮发动机的工作原理、基本结构以及相互之间的气压流动和平衡进行了讨论。接着笔者通过调研文献和查阅书籍，对基于CFM56-5B系列发动机的飞机发生渗漏典型故障时的特征进行了了解，如发生燃油渗漏的主要原因包括由于气温的变化、部件的磨损和航线机务维护不当等原因。分析了如何快速准确诊断出发生故障的零件。最后讨论了发生某种故障时的应急措施和针对该系列发动机燃油系统的预防措施。

Abstract： Nowadays， increasingly new technologies are used in aviation and civil aircraft. In order to improve the long distance flight and passenger capacity of aircraft， the performance of aircraft engines has been continuously improved， the engine products have been constantly upgraded， and principles and structures have become more complex， which have brought more challenges for the aero engine maintenance and removal of faults. In this paper， based on the civil aviation gas turbine engine， the working principle and basic structure as well as the pressure flow and balance between each other are discussed. Then through researching literatures and looking for books， the author conducted an understanding on the characteristics of the typical faults of leakage of CFM56-5B series engine aircraft， such as the main causes of fuel leakage including temperature changes， component wear and improper route maintenance， and analyzed how to quickly and accurately diagnose the fault parts. At last， it discussed the emergency measures and the preventive measures against the fuel system faults.

关键词： 燃气涡轮发动机；燃油系统基本结构；预防措施

Key words： gas turbine engine；basic structure of fuel system；preventive measures

中图分类号：V235.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）13-0097-03

0 引言

自2000年以来我国主要省会城市、部分地级市和大型旅游景点所在地都成功建设了自己的机场。乘坐航班出行已经成为寻常百姓的主要选择交通工具，但近年来因为飞機故障而导致的航班延误和取消的事例常有发生。例如发动机燃油系统工作状态不正常，会直接导致航空公司航班的延误或取消，最终会影响到航空公司的声誉和盈利。飞机燃油系统的供应是最为重要的，因此研究发动机燃油系统常见故障现象和对应的应急措施具有重要的现实意义和理论价值。

飞机的发动机在执行某个航班任务时，燃油系统较常见的问题之一，便是燃油渗漏故障，尤其是在冬季低温地区运营时，这种现象出现的机率会增加，对保障航班的正常完成任务是至关重要的。发动机启动是指利用启动机将发动机从静止状态加速到能够保持转速的慢车工作状态这一过程。它主要用于发动机的地面启动、发动机的冷转（干、湿两种冷转）和发动机在空中调整飞行高度时的重启动。由于飞机发动机启动过程中机身受压会发生剧烈变化，因此也是发动机等重要系统事故多发期。

1 燃气涡轮发动机的主要结构

发动机的基本结构和工作原理（图1）。

燃气涡轮发动机的部件包括进气道、风扇、压气机、燃烧室、涡轮、喷管以及附件传动部分，其中压气机、燃烧室和涡轮组成核心发动机。航空燃气发动机大体分为四种类型，涡轮喷气发动机、涡轮风扇发发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。这些发动机的共同点是都有核心机部分，故统称为燃气涡轮发动机。

发动机工作的原理是，涡轮喷气发动机以空气作为工质，进气道将所需的外界空气以最小的流动损失送到压气机；压气机通过高速旋转的叶片对空气压缩作功，提高空气的压力；空气在燃烧室内和燃油混合燃烧，将燃料化学能转变成热能，生成高温高压的燃气；燃气在涡轮内膨胀，将燃气热能转变为机械能，驱动涡轮旋转，带动压气机；燃气在喷管内继续膨胀，加速燃气，燃气以较高速度排出，根据牛顿第三定律，产生推力。

2 CFM56-5B发动机燃油渗漏典型故障

2.1 CFM56-5发动机燃油系统介绍（图2）

发动机燃油系统提供燃油流量（FF）进入燃烧室、伺服燃油控制压缩机的空气流量，发动机间隙制系统，给发动机滑油和整体驱动发电机（IDG）滑油冷却，如图2所示。来自飞机油箱的燃油通过低压活门，然后经过燃油滑油热交换器（FOHE），冷却滑油同时自身温度得到升高。随后燃油被燃油泵增压，此时燃油被分成两个油路：一部分燃油在从高压燃油泵出来后到燃油计量活门，经过高压燃油关断活门、燃油流量传感器最终到达发动机燃油喷咀；另一部分燃油在燃油泵出来后经过伺服燃油加热器，到达HMU的伺服活门，在HUM中，伺服活门是由发动机的ECU的力矩马达来实现控制的，进而控制发动机几何外形。控制的对象有：

①瞬时放气活门（TBV）；

②低压涡轮间隙控制（LPTACC）；

③可调静子叶片（VSV）；

④高压涡轮间隙控制（HPTACC）；

⑤可调放气活门（VBV）；

总结

本文简要介绍了该系列发动机的主要构件及其工作原理，此外还讨论了燃油系统典型故障的特征分析，针对以上对CFM56-5B发动机燃油系统的故障分析，我们提供了处理这些故障的应急措施。发动机的正常运行对于保障航班安全及排除故障能力具有重大的意义。在对飞机和系统原理特性充分掌握的基础上，结合手册灵活运用，才可以快速准确地诊断故障的源头所在，并采取相应的措施。在检查故障问题的工作中要抓住主要部分，由易而难循序渐进地进行尤其对一些关键部位和核心零件磨损的检查。论文研究结果对机组人员快速准确查找故障原因，做出相应的维修措施具有重要的指导意义。

参考文献：

[1]许春生.燃气涡轮发动机[M].兵器工业出版社，2006.

[2]李明书，林兆.民用航空燃气涡轮发动机结构与系统[M].北京：兵器工业出版社，2005.

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[5]AIRBUS AIRCAFT MAINTANEANCE MANNUAL 2013.

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