CFM56-7B发动机点火系统故障统计分析

赵晓琳

摘要：点火系统对发动机可靠性以及整机适航性的重要意义不言而喻，如何提高其可靠性是每一位运营人都关心的问题。本文通过分析737机队的一些故障情况，并对数据进行分类统计，以寻求提高发动机可靠性的方法，从而提升机队可用率。

关键词：CFM56-7B;点火系统;统计分析

1 点火系统的持續适航维修大纲

从波音737NG的维修计划文件（MPD）可以看出，在点火系统中涉及定期检查的项目只有4个，分别是左右发动机点火嘴的详细检查以及左右发动机点火导线的详细检查。其中，点火电嘴的门槛值和重复检查的间隔都为1600飞行循环，而点火导线的门槛值和重复检查的间隔都为4000飞行循环。

在某运营人的持续适航维修大纲（CAMP）中，将点火嘴检查项目打包在4A检的工包内，将点火导线检查项目打包在C检包内。因波音737NG是双发飞机，共装载四套点火系统，假设每次检查的结果都需要更换部件，那么点火电嘴的年更换次数为4次，点火导线的年更换次数为2次。为方便统计，将点火电嘴的检查间隔（4A）定义为360个日历日，将点火导线（1C）的检查间隔定义为720日历日。

2 点火系统部件更换次数统计及分析

从图1可以看出，该机队中点火系统部件共发生了1175次更换，其中点火电嘴627次，点火导线301次，点火激励器247次（注：每更换一次部件算作一次，如果一次更换多个部件，累计其更换次数）。

截至2014年12月31日，该营运人机队包括24架波音737NG飞机，平均机龄4.98年。按照单机点火电嘴年更换4次、点火导线年更换2次计算，理论上的点火电嘴更换次数为480次，点火导线240次。但图1记载的两者更换次数都超过了理论值。

拆换率过高不但增加维修工时和机队维护成本，也意味着该系统部件的实际装机寿命并未达到设计寿命。航线非计划拆换率高表明系统的故障率高，进而说明系统现有的维护方案并不能有效维持该系统的可靠性，究竟是该系统的持续适航维修大纲出了问题还是存在其他更深层次的原因，有待确定。

3 点火系统部件更换间隔统计及分析

从图2可以看出，假设以维修大纲中规定的4个A检为一个周期，对总共627次的点火电嘴的更换进行分析，可以初步得到如下结论：有73%（460次）的更换间隔介于330～360个日历日之间，换算成维修间隔正好处于即将执行的第4个A检之前。由于营运人在制定停场计划时受到航班排班等各种因素的影响，实际的更换间隔会低于大纲中规定的间隔，因此大部分数据都落在这个范围。同时，相对于480次这个理论上的更换次数来看，该机队的飞机几乎每次执行点火电嘴检查时都进行了部件更换。通过与执行此工作的定检人员沟通了解到，虽然工卡只要求做点火电嘴的检查，但员工在执行该工卡时为了避免因经验不足造成误判断，往往采取直接更换的方式。图2中其余27%的工作都属于非计划拆换。

再来看点火导线的情况（见图3）。对301次点火导线的更换进行分析，可以初步得到如下结论：有61%（184次）的更换间隔介于660～720个日历日之间，换算成维修间隔正好处于即将执行的C检之前。由于运营人在制定停场计划时受到航班排班等各种因素的影响，实际的更换间隔都会低于大纲中规定的间隔，因此大部分数据都落在这个范围。有约20%（62次）的更换间隔介于330～360个日历日之间，这是由于在该时间段内会执行点火电嘴的检查工卡，一旦发现点火电嘴的导线端有烧蚀，就会同时更换点火导线。这两个区间的数据占了导线更换事件的绝大部分。与点火电嘴的检查类似，员工在执行该工卡时几乎都是直接更换。图3中其余19%的工作都属于非计划拆换。

4 点火系统部件更换时间分布统计及分析

从图4可以看出，冬季点火系统故障率升高，由此引起的非计划拆换率明显较高。该机队主基地在北方，冬季气温低，在发动机启动阶段，燃油温度低，雾化效果不好。如果点火系统性能衰退，将导致起动不成功。

5 点火系统的维护优化

从点火系统故障的可靠性分析可以看出，该营运人的波音737NG机队点火系统部件拆换频率高、故障率高的情况与现有的持续适航维修大纲没有直接的联系，MPD中要求的检查间隔完全可以覆盖现阶段的运行要求。因此，该运营人并未对持续适航维修大纲做修改，只是对维护方案进行了优化设计。分析过程与优化方案具体表述如下。

1） 由点火系统部件更换间隔分析得知，部件的装机时间之所以未能达到大纲中规定的间隔，都可以归因于未能严格落实标准施工及手册中的要求，认为只要能通过测试就表明维护工作结束，而没有意识到标准施工对部件甚至整机可靠性的重要性。为此，该营运人在对维修人员完成理论培训后，组织了一些有长期一线经验的工程师对维修人员进行专项培训。培训中依据点火系统的检查工卡，结合拆下的失效部件，告知点火系统的部件检查规范及标准，并针对每一处缺陷讲解失效原因，甚至进行失效趋势判断，帮助维修人员利用所学知识，在实际工作中根据点火系统部件烧蚀状态来判断是否需要更换部件，避免盲目换件。让有经验的工程师参与到具体工作中，对维修人员进行带教，使维修人员对机型培训中的内容有更深一步的理解，准确判别故障现象，确认故障实质。

2）由点火系统部件更换次数的分析可以发现，因点火激励器原因导致的系统失效并不少见，原因在于一线员工只对工卡中要求的部件进行检查，并未考虑到其上下游的关联部件。为此，该营运人将点火激励器的检查工卡编入C检工作包内，在培训后予以实施。同时还要求在进行系统特定部件的维护时，应该检查各个关联部件及连接部位，特别是应检查位于发动机高温高振动区的部件的连接情况，按需更换。

3）由点火系统部件更换时间分析得知，在进入冬季之前，应加强点火系统的检查，可以在很大程度上减少发动机启动不成功事件。为此，该营运人已经在秋冬换季时结合飞机定检，执行换季检查工作时加入了点火系统的检查。

6 维护优化效果评估

从之后的维修记录来看，无论是部件更换总数还是非计划更换次数都有很大提高。在2015年前三个季度，点火系统的维护工作每个月不超过3起，远远低于之前的水平;在10～11月中，结合飞机定检对整个机队的点火系统进行了普查，避免了冬季因点火问题而引起发动机启动失败的故障;截至12月初，该机队未发生一次启动不成功的案列。