飞机发动机EGT指示系统超限故障与维修分析

张旭

摘要：发动机EGT指示系统故障是发动机中常见的故障类型，影响发动机性能以及航班运行效率，针对EGT指示要把握其基本原理，分析相关发动机EGT故障原因，进而采取有效的预防性维修方案，在相应维修间隔中强化EGT系统检修，高效排查故障，促进EGT超限故障显著降低，提升发动机性能，提升航班工作效率。

Abstract： Engine EGT indication system failure is a common type of failure in engines， which affects engine performance and flight operation efficiency. For EGT indications， we must grasp its basic principles， analyze the causes of related engine EGT failures， and then adopt effective preventive maintenance plans. China has strengthened the overhaul of the EGT system， efficiently troubleshoots faults， promotes a significant reduction in EGT over-limit faults， improves engine performance， and improves flight efficiency.

关键词：飞机;发动机;EGT指示系统;超限故障;维修

Key words： aircraft;engine;EGT indicator system;overrun fault;maintenance

中图分类号：V263.6                                    文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2020）24-0142-02

0  引言

涡轮燃气温度多采取排气温度指示，也是发动机工作的重要参数。这一部分是飞机发动机中需要承受最大热负荷和机械负荷的部件，要想确保相关的部件在高温下长时间有效工作，做好涡轮前燃气温度控制很有必要。最佳的工作状态应该是对涡轮前温度进行测量，称之为进口温度，不过这里的温度高，相关的温度场存在分布不均的情况，不易测量[1]。考虑到涡轮中温度下降是根据已知方式进行的，因此需要测量和限制排气温度不超限，确保相应涡轮前温度在合理范围内。

1  飞机发动机EGT指示系统超限故障介绍

某航空公司中使用的是波音737NG飞机，这类飞机使用的是CFM56-7B发动机，虽然对应的发动机的经济性以及可靠性比较强，不过相关技术应用也使得其在使用中存在新问题，相关统计数据显示，在过去的一年内，飞机发动机EGT指示系统超限故障发生率比较高，在整个指示系统中占据73%的比重。其中的EGT指示故障代码故障报告是系统超限的主要原因之一[2]。

2  EGT指示系统工作原理

在飞机发动机EGT中，使用热电偶进行高温测量，发动机排气温度EGT测量普通使用热电偶。就热电偶的原理来看，主要是两种不一样的金属构成的一个闭合回路。在线路的热端称为测量端，在相应的排气流中，主要作用是提升测量的精度，而其中的多个热电偶主要作用是并联方式，主要用于对于平均温度的测量，且相应的探头在气流中的探入深度也不一样;而冷端作为基准端，在指示器一侧，FADEC计算机作为其中的冷端节点，能够在相应电路中充当温度补偿器，让冷端补偿达到0摄氏度。而在冷热两端出现温度差的情况下，一般需要借助热电效应回路中产生电流，让线路两侧出现热电动势，此时两端的温度越大，热电动势也越大。对于热电势的大小产生影响的因素中，电阻是常见影响因素，所以在电阻使用前，就要做好调整[3]。

该型号飞机的发动机排气温度EGT指示系统负责对于低压涡轮出口排气温度进行监测，相应的EGT系统中包含8个热电偶以及多个热电偶导线束组件。相应的热电偶能为排气温度提供一个与之相对应的模拟信号，在相应的位置的涡轮机匣中都包含两个热电偶导线束组件。喜相迎接线盒借助导线束和EEC相连接，这时候EEC就可以通过指示系统信号实施相应的控制和指示。

3  故障分析

據相关航空公司的数据统计显示，737NG机队在过去的一年时间内，发动机出现指示系统故障的事件共有118起，EEC测试发现的指示代码故障就包含了85起，占据总知识系统故障的70%以上。EGT指示代码故障可以说是这一类型飞机发动机EGT指示系统的主要故障因素。

飞机发动机的EGT指示系统部位出现故障，一般会伴随虚假超温信号的出现，在发动机维修故障中比较常见，而对于这一部分的故障进行排查，场外排查并不简单。EGT指示超限原因比较多，包含电插头接触不良因素、热电偶出现故障、线束故障、EEC故障等。相关统计数据表明，在EGT指示系统超限故障中，插头污染或者是接触松动等问题是导致超限故障的主要因素，相应的电气插头后测试中发现，针对此类问题，只要对于电气插头进行清理即可，当然，在相应超限故障中，也有一部分故障是热电偶以及线束问题导致的[4]。

EGT指示系统对于相关涡轮安全是最主要的影响因素，即使是偶尔超越红线，都会导致发动机故障问题发生。飞机的发动机具有一定的热能惯性特点，在进行EGT起飞滑跑中，马上离地或者是在离地后达到相应的峰值，在飞机的飞行中，空气中的沙尘往往会随着气流进入到相应的发动机中，这时候气流沉积在相应进气道，或者是出现在压气机叶片上，在相应部位导致污染积聚[5]。在污染积累达到一定程度的情况下，就会导致气流分离的情况愈演愈烈，这时候压气机的增压效率也会大大降低。如果要想确保相关的发动机推力不变，这时候就需要提供更多的燃油，这样也会导致EGT指示系统排气温度上升，降低裕度。

4  故障处理措施

针对EGT指示系统的故障要实施有效的应对处理，必须要有可靠的故障处理思路和方法，在CDU上实施EEC的测试能够有效的检测出相应的故障代码，再根据相应故障代码来确定相应的故障发生范围，以便开展更精准的故障检测和维修[6]。相关发动机EGT指示系统超限故障的处理实践中发现，相关故障主要表现为以下集中类型，包含插头插座的损坏、变质层破损、连通测试问题、相关插头节点质量问题等。针对上述的问题处理，一般需要进行插头的清理，对于相应的系统线路进行检测，对于具体的电阻值进行隔离，对有效的故障部件进行隔离等。

在相关检修中发现，飞机发动机EGT指示系统超限故障发生的时候，相应的涡轮叶片的离心力也会随之增加，对应的涡轮叶片在这种情况下很可能出现失效现象，而这时候，该发动机正处于超压负荷状态，这种工作状态下，很可能导致相应的工作压力超出发动机可承受的压力范围，造成相关发动机异常问题出现，这对于飞行的安全会产生极大的威胁。在目前飞机发动机中使用的发动机型号，不管主要有涡轮设计和风扇设计两种，但是不管是哪一种发动机涡轮设计，都要使用包容环外罩加以保护，避免发动机在运行中，叶片出现异常状态，防止对于相应部位的破坏。因为相关设计，不管是涡轮还是风扇，在长时间使用中，都可能出现叶片断裂的情况，这是非常危险的，使用外罩设计可以避免在这些故障问题发生的时候，将危害程度降到最低。对此，在相应的发动机涡轮设计中，要使用性能好，不易断裂的材料，避免此类问题发生[7]。因此，如果是飞机的发动机指示系统出现风扇转子之类的故障问题，这时候发动机涡轮风扇转子就很有可能出现转子超负荷问题，一旦超负荷运行，就可能导致断裂，风扇转子断裂后，相应的低压涡轮负荷也会随之下降，进一步加深发动机指示系统的超限故障问题。但是在运行中，如果低压涡轮转子直接出现断裂并伴随碎片飞出，这种情况导致的后果更加严重。

飞机发动机在正常运行和工作状态下，可能会超越EGT红线，这种情况下，飞机发动机会产生持续的推动力。要是相应的机组在工作过程中，观察EGT在飞机起飞滑跑过程中只超出EGT红线一点点，且相应的状态相对稳定，这时候关系不大，不需要停止飞行检修，可以采取初始爬升航径执行过程，在完成此次飞行滞后再进行报告记录，对于相应的飞机发动机部位进行检查和必要的维修。要是在起飞时，相应的发动机EGT红线超出过多，且超出幅度不稳定，表明EGT存在异常状态，发动机故障问题亟待解决，所以要及时停飞检修[8]。

一般在飞行中，飞机发动机EGT指示系统超限故障超出红线的部位比较多，多是因为发动机出现了以下几点问题：

第一，发动机存在喘振和失速情况;

第二，发动機熄火故障。

针对上述的发动机EGT异常情况，应该要及时采取有效措施，及时进行检修，不能忽视。此外，在飞机每次飞行结束后，应该要及时对于发动机运行状态进行评估，针对在飞行中出现的异常情况要引起注意，飞机抵达后及时记录，并要求对于发动机相关部位进行检修，针对其中的问题进行专业的维修，并进行发动机的运行调试，确保完全没有问题后才能够进行下一次的起飞。在具体的飞机发动机EGT指示系统超限故障维修中，要采取专业的维修检测设备，以便更快的找到相应的故障部位，要强化相关维修人员技术培训，让他们在针对飞机动机EGT指示系统超限故障处理中，更专业、更高效，及时找到问题，提升故障检修效率，并做好必要的保护和预防措施，避免飞机发动机在运行中出现异常，确保飞行绝对安全。

5  总结

在飞机发动机EGT指示系统超限故障的研究中发现，相关超限问题的出现更多的还是因为排气温度在不断上升。EGT指示系统超限故障是飞机发动机中比较常见的故障类型，对于飞机的整体安全飞行也会产生较大的影响。对此，在相关飞机发动机维修中，必须要掌握EGT指示系统超限故障的基本原因，明确相应发动机系统的运行工作原理，进而采取有效的故障处理措施来应对，在日常的发动机维护保养中，要关注发动机常见EGT指示系统超限故障的预防，防患于未然，降低EGT指示系统超限故障发生率，提升整体发动机的使用有效性。

参考文献：

[1]Zhang， Bin，Zheng， Kai，Huang， Qingqing， et al.Aircraft Engine Prognostics Based on Informative Sensor Selection and Adaptive Degradation Modeling with Functional Principal Component Analysis[J].Sensors，2020，20（3）：920. DOI：10.3390/s20030920.

[2]García Nieto Paulino José，García-Gonzalo Esperanza，Bernardo Sánchez Antonio， et al.A New Predictive Model Based on the ABC Optimized Multivariate Adaptive Regression Splines Approach for Predicting the Remaining Useful Life in Aircraft Engines[J].Energies，2016，9（6）.

[3]宋新钰.波音737NG型飞机发动机反推上部锁靶标块故障分析[J].内燃机与配件，2019（18）：56-57.

[4]韩海舰，刘勇，郑艳艳.某型飞机发动机综合电子调节器干扰超短波电台故障分析[J].舰船电子工程，2019，39（05）：53-56.

[5]张伟，许爱强，高明哲.基于稀疏核增量超限学习机的机载设备在线状态预测[J].北京航空航天大学学报，2017，43（10）：2089-2098.

[6]顾庆磊.飞机发动机地面试车强噪音和高速尾流的防护治理措施分析[J].内燃机与配件，2017（15）：76-77.

[7]高峰.飞机发动机的冲击、漂移故障信号的稀松分离与匹配技术[J].科学技术与工程，2017，17（01）：68-72.

[8]张济海.波音737-700/800型飞机发动机引气系统及其故障分析[J].科技与创新，2017（01）：144.