737飞机一起发动机喘振故障分析(图)

民航

故障现象：

　　2010年10月17日，B2***飞机更换完右发预冷气控制活门后，试车测试中右发发生喘振现象。在排故过程中其它方面均未发现异常，只是在CDP和CBP信号管中吹出一些水。再次试车及后续航班均未再次发生喘振现象。

　　故障原理：

　　发动机喘振是由于压气机叶片叶背气流发生分离而造成气流回流，气流来回运动，产生低频振动。造成喘振的原因也很多，叶片损伤、VBV/VSV故障、试车时风速过大都能造成喘振，喘振比较容易发生在发动机突然加速时。这里只是和大家探讨一下CDP、CBP管和喘振的关系。

　　压气机出口压力（CDP或P3）被导管从压气机匣传送到MEC。MEC中的CDP传感器把P3压力转变为液压压力并通过CDP侍服系统作动CDP凸轮来改变供油计划。当CDP增加，燃油流量增加。异常的CDP减少，例如漏气、管路破裂或堵塞等会导致供油量的减少从而导致发动机失去动力或不能加速到设定功率。

　　CBP信号通过放置在CDP引气口的文氏管传感器来获得。文氏管通过测量气体流速来测量CBP并通过管路把信号传送到CBP传感器，计算CDP和CBP的比值再通过改变CDP凸轮位置来改变供油计划。用来当飞机引气需求很大时保持快速的加速时间并在引气需求较低时提供足够的失速裕度。

　　由图一可以看出，影响CDP凸轮的因素有两个：CDP、CDP/CBP。而CDP和CBP影响供油计划也仅是通过CDP凸轮。由图二可以看出，CDP和CDP/CBP的增加也就是说CDP增加和CBP减小会造成供油量的增加。当然，在正常情况下，这种增加都会在正常范围以内。

　　CDP管向MEC传送CDP信号，CDP也就是高压压气机出口压力。MEC根据此压力确定供油计划，以达到合适的油气比，保证快速的加速时间。

　　由图三可知，CBP管通过感受引气流速的大小感受发动机引气量的大小。当不使用引气时，CDP=CBP。当发动机引气量增大时，CBP管传送的压力减小，CDP/CBP增大，此时发动机供油量增加。以保持快速的加速时间。

　　故障分析：

　　因为CDP、CBP包括CIT都属于MEC中的FUELLIMITINGSYSTEM，它们的主要作用是在加速过程中起到限制燃油流量，控制加减速快慢以使发动机工作在喘振和贫油熄火包线范围以内的。但在稳态工作时，如果CDP和CBP管发生堵塞或漏气，同样会影响发动机工作状况。CDP和CBP管有两种失效方式，堵塞和漏气。比较常见的是漏气或管接头脱开。堵塞多是为杂物或水进入。下面就分别分析一下这几种情况所能造成什么后果。

　　（1）CDP管漏气：当CDP管漏气时，MEC感受的CDP信号比实际值减小，为防止油气比过大，所以调整计划使供油量减少。如果在加速或启动过程中发生，漏气量较小时会造成加速慢或启动悬挂。漏气量较大时会造成达不到起飞功率。如果在稳态工作时，如果供油量突然减少，发动机转速降低甚至有可能贫油熄火。

　　（2）CDP管堵塞：CDP管堵塞有可能造成两种后果。如果堵塞后的CDP实际压力比堵塞前的大（比如冬季CDP管中有水造成结冰，发动机启动时就感受不到CDP的实际压力），那么后果和CDP管漏气相同。如果发动机正在运转，此时CDP管堵塞，在发动机减速时，MEC感受不到CDP的减小，没有减小供油量，就会造成供油量过大，形成喘振。

　　（3）CBP管漏气：CBP管漏气后，MEC感受的CBP压力比实际值要小，CDP/CBP增大，此时发动机供油量就会比正常设定值要大。在加速时会造成启动速度快，热启动，喘振等。在稳态工作时，可能造成发动机突然加速，造成喘振。当然CDP/CBP值不会无限增大，当比值到达3：1时，限定装置就会保持此比值，不再增加。

　　（4）CBP管堵塞：CBP管堵塞也有两种情况。如果发动机在加速或稳态运转时，CBP管突然堵塞，此时和CBP管漏气后的后果类似。还有一种情况就是在发动机转换引气过程中引气管堵塞，也会造成供油量变化，不过此种可能性很小。

　　从以上分析可以看出，能够在稳态工作下造成发动机失速的原因有CBP管漏气和CBP管堵塞。在检查过程中未发现CBP管漏气，所以可能性最大的原因就是CBP管进水堵塞。

　　故障总结：

　　由于在排故过程中并未发现其它故障原因，在排除尾风过大的情况下，那么我认为此次喘振的原因就应该就是由于CBP管进水造成堵塞引起的。进水原因可能是试车过程中吸入水并且余水口堵塞导致的。对于之前我提的几点疑问，我解释一下。虽然CBP及CDP是属于燃油限制系统，但由图四可以看出，在稳态工作时，如果CBP变化，燃油限制系统仍然可以调整供油计划。另外，在大功率工作时，发动机只使用5级引气，所以在大功率时引气量变化对CBP应该无影响，但并不代表大功率时CBP管堵塞对供油量无影响。CBP管和CDP管都有一个余水口，位置在管路最底部，若再次遇到该情况，应首先检查该余水口是否堵塞。

　　以上就是我对此次故障的分析，如有错误及不足之处，还请大家指出。

　　图一

　　图二

　　图三

　　图四

 

　　参考资料：SSM   ; WDM  ；AMM。（作者：王颋，单位：济南国际机场股份有限公司外场指挥保障中心）