关于737NG飞机起动机故障导致发动机起动不成功的探讨

王玉生

【摘  要】737NG飞机发动机起动故障率较高，发动机启动失败可能与起动机、起动活门、控制电路、燃油、气源、点火、外界环境因素等多个方面有关，本文将重点探讨与起动机相关的故障，并结合案例从故障现象差异、测试判断方法、处理应对措施等为预防和排除起动机故障提供参考。

【关键词】737NG;CFM56-7B;起动机;径向轴承失效;金属屑

Abstract： 737NG aircraft engine start failure rate is high， engine start failure may be related to starter， start valve， control circuit， fuel source ignition， external environmental factors and many other aspects， this paper will focus on the starter related fault， and combined with the case from the fault phenomenon difference， start valve， control circuit， fuel source ignition， external environmental factors The test judgment method， treatment measures and so on provide reference for the prevention and elimination of starter fault.

Key words： 737ng;cfm56-7; starter ;radial bearing failure; Scrap metal

CFM56-7B 发动机的起动机为单级轴流式涡轮空气马达，使用减速齿轮和一个制动离合器连接至发动机附件齿轮箱（AGB）的输出轴。当发动机起动活门打开，高压气流带动起动机内的涡轮空气马达，涡轮转动齿轮并接合离合器。离合器传递扭矩至起动机的输出轴，起动机输出轴转动AGB，进而转动发动机N2转子。在约55%N2，起动活门关闭，涡轮和减速齿轮减速且离合器脱开，起动机输出轴随AGB齿轮箱和发动机转动，涡轮和减速齿轮则减速直至停止。起动机故障主要有三种类型：

（1）起动机轴断裂或卡死。起动机轴断裂或卡死多发生在刚起动阻力力矩大时，现象是起动指示正常，但无N2转速或转速上升很小就停止归零。相关实例：某飞机过站推出后，机组反映起动左发时，显示“START VAVLE OPEN”信息及APU引气压力上升后，N2没有转速，起动失败，飞机滑回。检查发现起动机的1片叶片受损，起动机卡死，更换左发起动机后正常。

（2）起动机性能下降。起动机性能下降主要表现为N2转速到20%后上升慢或基本不上升，其原因是涡轮叶片驱动能力下降，但要与引气压力低导致的起动慢区分开。

（3）径向轴承失效导致起动机叶片与壳体摩擦断裂。径向轴承失效多发生在起动的中后阶段，轴承失效后造成转子偏心，进而导致涡轮叶片与壳体摩擦断裂，主要现象表现为：N2转速上升到20%以上突然下降，发动机底部出现火花，风扇整流罩底部出气口喷出金属颗粒，甚至触发火警，起动机磁堵有金属屑。目前起动机径向轴承失效故障发生的最多。

起动机生产厂家HONEYWELL对起动机径向轴承失效分析了很久后发现失效模式无法预测，和使用时间没有直接关系，目前无彻底解決方案。因径向轴承失效时间点分布离散，难于通过制定翻修软时限提前预防，失效属于突变，想通过缩短检查间隔来杜绝不可能，缩短检查间隔只能增加早发现的几率。据统计，启动过程中起动机故障曾多次触发火警。起动机失效触发火警的原理如下：失效的起动机无法带动发动机N2 转速上升，损坏的涡轮叶片在气流作用下与起动机壳体内壁摩擦，产生高温碎片及颗粒，并随引气排出，同时高温高压的引气没有带动起动机的涡轮做功，从起动机喷出的引气温度较高，导致风扇机匣下方局部温度较高，从而触发发动机火警警告。相关实例：某飞机启动左发动机时N2突然不升反降，发动机有异响，随后触发火警警告灯及火警铃声，机组释放两个灭火瓶。检查起动机内部涡轮叶片损坏，起动机排气口及整流罩底部有金属碎片，拆除起动机磁堵发现磁堵上有大量金属屑。检查QAD发现金属屑，冲洗左发滑油系统完成左发火警孔探，更换主轮仓两个发动机灭火瓶及左发起动机，试车测试正常。

起动机相关故障的维护建议：

出现发动机起动失败的情况要及时与机组咨询相关信息，如：引气压力是否正常、起动活门开关指示、N2参数变化等，监护人员也要关注起动机附近状况，注意发动机风扇整流罩底部出气口有无火花喷出，有无异常声音等。这些信息对故障很重要。

因CFM56-7B发动机的滑油系统与其起动机的滑油系统是相通的，如果起动机故障时产生的金属屑没有清除干净，则起动机产生的金属屑可能会进入发动机滑油系统并被发动机MCD收集，这将影响发动机MCD检查时的判断，甚至触发滑油滤旁通灯亮，机组会关断发动机造成空停。某航司就发生一起类似的问题，因此起动机故障时需进行MCD检查并按需处理。

如果发动机起动时机组报告出现火警，并且观察到风扇整流罩底部出气口有火花喷出，N2转速迅速下降，可以确认为起动机失效，如果机组咨询是否需要灭火，建议机组按检查单操作，并迅速终止起动关断引气，关断引气后温度下降火警信号很快就会消失。由于飞机发动机灭火瓶内介质为卤代烃，释放后对发达机本体无损坏，但需完成火警孔探。

除了起动机故障外，在运行中还遇到装机新发在开始使用十几个循环之内可能出现转子卡滞的情况，根据737NG FIM 80-07 TASK 802中的注释和发动机修理厂的经验，新发或新修发动机装机后运行的前10几个循环内可能会出现N2转不动的现象（HPC叶片与机匣间隙比较小，同时上一次关车时冷车不足），通常运行一段时间后就不会再出现此现象。历史上已多次出现因为新发原因导致的发动机转子卡滞问题。这类故障首先目视检查起动机有无损伤的情况，如果无损伤，直观上无法区分是起动机故障还是核心机卡滞，需拆下AGB手摇驱动口端盖人工转动N2轴，如果转动阻力较大，拆下起动机，如果转动阻力依然较大，则是核心机卡滞，否则就是起动机的问题。

起动机滑油系统与发动机滑油系统相通，如起动机出现滑油渗漏可能导致发动机系统滑油减少，进一步导致发动机滑油低油量警告，当发动机滑油量低于4夸脱大于35S后，会出现低滑油量警告，在滑油量旁显示LO信息，甚至出现滑油低压或高温的问题，产生空停的严重后果，需引起注意。这类故障的最好的检查方法就是打开发动机蒙皮，冷转观察起动机附近有无漏油的迹象。

另外，建议工程方面对发动机起动机采取以下控制措施：1、每200飞行小时定期检查起动机磁堵并检查起动机滑油渗漏;2、结合发动机送修，对起动机进行翻修;3、每次起动机送修更换全部壳体螺栓（维护中经常发现壳体螺栓断裂）。

参考文献

[1]任仁良，涡轮发动机飞机结构与系统（清华大学出版社）.2017-04-01.

[2]王重华、孙梅主编.民航基础知识.2013-08.