发动机课程设计范文.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流发动机课程设计范文.精品文档.目录第1章 CFM56-5发动机概述2第2章 发动机加速性32.1 发动机加速性概述32.2 发动机加速的工作原理3第3章 发动机慢加速的故障分析53.1 发动机慢加速故障概述53.2. 发动机结构上的因素53.3. 燃油控制装置53.4.VSV系统63.5.引气系统73.5.1 HP Bleed Valve 高压引气活门83.5.2 Pressure Regulating Valve 压力调节活门93.5.3. IP check valve 中压单向活门103.5.4. Wing anti-ice valve

2、机翼防冰活门113.5.5. Nacelle anti-ice 发动机吊舱防冰113.5.6. Air conditionning system 空调系统113.6. PS3 Sense Line 增压级出口压力检测管故障123.7 排故过程143.8 系统故障树15参考文献16附录工卡17第1章 CFM56-5发动机概述CFM56-5 是装载于A319/320/321/340飞机上的高涵道比、双转子、轴流式的涡轮风扇发动机。是有美国通用电气公司（GE）和法国国营航空发动机研制公司（SNECMA）组成的国际公司（CFMI）研制生产的，图1-1为CFM56-5B发动机。该发动机包括4级整体的风扇

3、和低压压气机（增压器）（1级风扇，1级风扇出口导向叶片，3级增压级转子，4级增压级静子），由4级低压涡轮驱动；9级高压压气机（9级转子，1级可调进口导向叶片，3级可调静子叶片，5级固定静子叶片），由1级高压涡轮驱动；环形燃烧室。图1-1 CFM56-5B发动机。 本文主要介绍CFM56-5B发动机的加速的工作原理，分析影响发动机加速性的因素以及故障排除过程。第2章 发动机加速性2.1 发动机加速性概述发动机加速性能的好坏，一般是以加速时间的长短来衡量的，从使用的角度而言，总希望加速时间越短越好，以保证发动机有足够的机动性能。发动机加速性能取决于发动机轴上的剩余功率，发动机轴上的剩余功率有取决于

4、剩余供油量，剩余供油量愈多，剩余扭矩愈大，加速时间愈短，加速性愈好。2.2 发动机加速的工作原理 影响发动机加速性的部件：压气机低压级静压检测管，高压引气活门，压力调节活门，机翼防冰活门，发动机吊舱防冰，空调系统，中压单向活门，HMU液压机械组件，ECU 电子控制组件作出了描述，根据它们在飞机上的位置连接关系做出了如图2-1的系统结构框图，它表示了这些部件在物理上的连接关系。图2-1 系统结构框图根据各个部件之间的连接以及功能关系做出了如图2-2的功能框图图2-2 系统功能框图由系统结构框图和功能框图可以清楚的看出整个系统的工作原理，发动机加速的同时发动机吊舱防冰、飞机机翼防冰、飞机空调系统等

5、从发动机第5级和第9级引气，发动机的引气量影响了从发动机压气机进入燃烧室的空气流量，使之减少，在发动机燃油流量一定时这就增大了燃烧室中的油气比，燃烧室中的油气比过高会引起涡轮前燃气温度超温、发动机喘振、富油熄火因此要限制发动机加速供油量，使之减少，这样就影响了发动机的加速性，使它变慢。第3章 发动机慢加速的故障分析3.1 发动机慢加速故障概述影响发动机加速性的因素繁多，除了发动机本身结构上的因素外，还涉及到发动机引气，空调系统，VSV系统，HMU液压机械组件，ECU 电子控制组件。发动机加速性故障是一种比较常见的故障，根据CFMI在中国的统计：由发动机故障引起的航班延误和取消，发动机启动、加速

6、慢故障占5%，由发动机故障引起的中断起飞、发动机启动、加速问题占14.29%。了解常见故障产生的原因，有助于航空公司机务人员的正确排故，减小由发动机慢加速造成放经济损失。3.2. 发动机结构上的因素 随着发动机逐渐的老化：高/低压涡轮叶尖间隙变大，燃气渗漏损失增加（间隙每增加1%，效率降低1.5%）;压气机/涡轮叶片叶身变脏，改变了压气机/涡轮的设计叶型，压气机/涡轮叶片的效率下降；高压涡轮导向器，低压涡轮导向器蜂窝封严效果变差；燃烧室头部积炭；燃油雾化质量下降。这些因素都会使发动机性能恶化，体现在图3-1中就是稳定工作线向上漂移、加速裕度减小，从而使发动机加速性变差。这种故障在航线维护中无法

7、排除，只能通过发动机大修翻新来改善。图3-1发动机工作特性曲线3.3. 燃油控制装置 CFM56-5B发动机采用的是全权数字电子控制(FADEC)燃油控制组件驾驶舱到发动机没有机械的连接，类似于电传操纵(fly by wire)的飞机控制系统。组成：专用的交流发电机和电源；大脑发动机控制组件(ECU)，包括两台完全相同的电脑，称为A通道和B通道，执行发动机控制计算，监控发动机状态；肌肉液压机械装置(HMU)，将来自发动机控制组件(ECU)的电信号转换成液压；传感器控制和监控。全权数字式电子控制(FADEC)部件如图3-2所示：图3-2全权数字式电子控制(FADEC)部件在HMU中，由扭矩马达把

8、ECU传来的电信号转化为液压信号（通过燃油作为介质），调节燃油计量活门，调节发动机燃油流量。因此HMU故障（主要是扭矩马达故障或电液伺服活门故障）会影响发动机燃油流量的调节从而导致发动机加速性变慢。ECU是在不同飞行条件和发动机工作状态对转子间隙进行控制和启动控制，必须先从公共显示系统（CDS）和电子显示组件（DEU）获得预期的控制命令，然后根据控制法则向外输出电信号。 当ECU故障时HUM不能获得准确的信号来调节燃油计量活门，调节发动机燃油流量从而导致发动机加速性变慢。3.4.VSV系统 CFM56-5B发动机的VSV系统是用于控制进入高压压气机的空气流量，防止高压压气机在小转速工作时出现失

9、速/喘振，其控制规律如图3-3所示：图3-3 VSV系统控制规律VSV的实际位置由高压转子转速N2，高压压气机进口温度传感器（CIT）及位置反馈信号决定。CIT传感器是一种机械-液压式的传感器，由于伺服燃油中或多或少地含有各种杂质，这些杂质进入CIT传感器后会堵塞传感器的滤网，增大了伺服燃油的流动阻力，使得CIT传感器的进口油压和出口油压的压差增大，ECU感应到的CIT增大；根据VSV的控制计划，当CIT上升时，VSV会偏关，使进如高压压气机的进气量减小，发动机加速性变差；另外如果VSV的反馈信号与实际位置不一致时（如偏开）由于VSV的控制是闭环控制，则VSV的最终开度会偏关，发动机的加速性同

10、样变差。3.5.引气系统在CFM56-5B发动机上高压压气机第5级和第9级位置引气到空调系统，机翼防冰，发动机吊舱防冰，在发动机作加速性测试时，都要求引气关闭。以保证发动机加速迅速。如果引气活门卡阻（保持开位）或引气管出现渗漏，则在发动机加速时，引气造成发动机功率的损失，从而影响发动机的加速性。引起引气系统故障因素有：HP Bleed Valve 高压引气活门、Pressure Regulating Valve 压力调节活门、Wing anti-ice valve 机翼防冰活门、Nacelle anti-ice 发动机吊舱防冰、Air conditionning system 空调系统、IP

11、check valve 中压单向活门。3.5.1 HP Bleed Valve 高压引气活门图3-4 HP Bleed Valve高压引气活门如图3-4所示， 高压引气活门控制从第9 级发动机引气总管来的引气流，该活门是一种蝶型活门，由弹簧力使其在关闭位，位于发动机机匣8：00 钟位置区域上。故障的可能原因有：蝶形活门卡阻，弹簧损坏。3.5.2 Pressure Regulating Valve 压力调节活门图3-5 压力调节活门压力调节活门如图3-5所示，压力调节活门控制从发动机来的引气，这压力调节活门的控制功能有：关闭引气、发动机引气的压力调节、限制发动机引气的温度；压力调节关断活门是一种

12、蝶形活门其故障可能原因有：蝶形活门卡阻，弹簧损坏。3.5.3. IP check valve 中压单向活门图3-6 中压单向活门中压单向活门如图3-6所示，中压单向活门是一种分离式铰链门型单向活门。中压单向活门在发动机引气总管的口端，它位于发动机高压压气机匣的左侧，中压单向活门让与箭头方向一致的气流流过，而阻止相反方向的气流流过。 两个半圆型铰链门控制气流流动，正方向气流打开铰链门，反向气流关闭铰链门。故障可能原因有：中压单向活门损坏。3.5.4. Wing anti-ice valve 机翼防冰活门图3-7 机翼防冰活门机翼防冰活门控制气流从气源总管流进防冰供气管道。 是马达驱动的蝶形活门，

13、用115 伏交流电源，活门有一个人工超控和位置指示杆， 两个V 型夹安装活门在管道上机翼防冰活门位于机翼前缘、发动机外侧。 3.5.5. Nacelle anti-ice 发动机吊舱防冰 发动机吊舱防冰主要是进气道防冰，气道防冰系统使用发动机5级和9级压气机热空气，热空气经防冰活门调节和控制进入发动机进气道前沿整流罩内的环型喷射管，通过热喷射气流加热进气道前沿达到防冰的目的。其主要部件包括：防冰管路、防冰活门、防冰过热电门、防冰压力电门以及环型喷射管。3.5.6. Air conditionning system 空调系统如图3-8，空调系统为机组乘客和设备提供一个可调节的内部环境主要有制冷分

14、配加温温度控制设备冷却增压等六个子系统，空调系统从功能上讲主要有组件流量控制组件制冷区域温度控制再循环以及空气分配五个部分，来自气源系统的新鲜空气通过左右两个流量控制与关断活门进入空调系统该活门控制进入飞机的新鲜空气的量新鲜空气进入制冷组件后被降温和抽湿再进入空调分配系统对左组件的控制通常可保证驾驶舱制冷而对右组件的控制则保证对混合总管的制冷来自组件和地面空调接口的空调气通过分配系统进入温度控制区域区域温度控制部分为进入用户区域的空调空气加温并调节气压。图3-8空调系统功能图3.6. PS3 Sense Line 增压级出口压力检测管故障发动机Ps3管路如图3-10所示，由图3-9可知，Ps3

15、管路是测量增压级出口气压，通过Ps3软管将气压信号传递给ECU，ECU根据此信号监控发动机状态，然后发出一电信号通过HMU转换成机械信号控制燃烧室中的燃油流量。如果Ps3管路发生故障，ECU不能得到准确的信息对发动机监控从而使发动机加速性变差。Ps3管路发生故障的可能有：管路堵塞或者渗漏。图3-9 Ps3管路位置图3-10 Ps3管路3.7 排故过程首先，在TSM手册中根据现有的关键词找到相应的章节号。根据所查章节号TASK71-00-00-810-807得知，该故障可能原因：压气机低压级静压检测管，高压放气活门，压力调节活门，机翼防冰活门，发动机吊舱防冰，空调系统，中压单向活门，HMU液压机

16、械组件，ECU 电子控制组件。先从压气机低压级静压检测管开始排查, 检查压气机低压级静压检测管是堵塞还是渗漏, 如果压气机低压级静压检测管无故障，检查数据管理组件最后一站的起飞报告了解发动机引气系统的当前状态，如果每台发动机的引气出口压力与数据管理组件报告上的不相同，检查发动机高压级引气活门或压力调节活门，机翼防冰活门或吊架防冰，空调系统等有没有故障。如果没有故障，检查中压单向活门的状况或湿热的舌形活门有没有损坏，如果没有损坏，检查可调静止叶片的连动杆和检查并修正可调静子叶片摇臂传动装置或机械的吊环上松动的部分，看其有没有损坏，如果没有损坏更换机械液压组件，如果故障任然存在更换电子控制组件，如

17、果故障任然没有排除则用孔探仪检查高压压气机。3.8 系统故障树图3-11 发动机慢加速故障树X1：渗漏 X2：堵塞X3：ECU超温 X4：ECU相关参数传感器故障X5：ECU冷却引气管故障 X6：电液伺服阀故障X7：CH A通道线缆损坏 X8：扭矩马达故障X9：高压引气活门故障 X10：压力调节活门故障X11：机翼防冰活门工作 X12:发动机吊舱防冰故障X13：空调系统故障 X14:中压单向活门故障X15: 可调静子叶片摇臂传动装置损坏 X16:吊环上松动的部分损坏参考文献1 A320飞机维修手册.AIRBUS2 A320定期检修手册.AIRBUS3胡君.中国民用航空飞行学院CFM56_3发动

18、机启动_加速慢故障分析4唐庆如，敖良忠.AREO-ENGINE LINE MAINTENANCE.中国民用航空飞行学院.009 附录.工卡 A/C REG机号REV.DATE修正日期TITLE 标题The Engine is Slow To Accelerate发动机慢加速CARD NO 卡号B-25902009-01-06Z76-CA-101-1Item工序Job Description工作单内容MECH工作者INSP检查者TASK71-00-00-810-807The Engine is Slow To Accelerate发动机减慢加速1.Possible Causes故障可能原因- P

19、S3 Sense Line 压气机低压级静压检测管- HP Bleed Valve 高压引气活门- Pressure Regulating Valve 压力调节活门- Wing anti-ice valve 机翼防冰活门- Nacelle anti-ice 发动机吊舱防冰- Air conditionning system 空调系统- IP check valve 中压单向活门- HMU液压机械组件- ECU 电子控制组件2.Job Set-up Information工卡信息的建立A. Referenced Information 参照信息AMM 36-11-00-710-001 Opera

20、tional Test to read the CURRENT STATUS of theEngine Bleed Air System 操作测试发动机放气系统的当前状态AMM 36-11-41-200-001 Inspection/Check of the IP Bleed Check Valve 检查中压引气单向活门AMM 71-00-00-710-025 Accel Check加速性检测AMM 72-00-00-200-026 Inspection/Check of the PS3 Line 检测压气机低压级静压判断线AMM 72-31-00-290-002 Inspection of

21、the High Pressure Compressor Rotor Assembly 检测高压压气机转子装配AMM 73-21-10-000-002 Removal of the Hydromechanical Unit (HMU) 拆卸液压机械组件 A/C REG机号REV.DATE修正日期TITLE 标题The Engine is Slow To Accelerate发动机慢加速CARD NO 卡号B-25902010-12-03Z76-CA-101-1Item工序Job Description工作单内容MECH工作者INSP检查者AMM 73-21-10-400-002 Install

22、ation of the Hydromechanical Unit (HMU)安装液压机械组件AMM 73-21-60-000-001 Removal of the Electronic Control Unit (ECU)(4000KS)拆卸电子控制组件AMM 73-21-60-400-001 Installation of the Electronic Control Unit(ECU)(4000KS) 安装电子控制组件AMM 73-21-60-740-026 Read the CLASS 3 REPORT 阅读3级的报告AMM 73-29-00-710-040 Operational T

23、est of the FADEC on the ground (withEngine Motoring)在地面上操作测试全权限数字发动机控（在发动机监控下）3.Fault Confirmation 故障确认A.Test 测试(1) Do the ACCEL CHECK (Ref. AMM TASK 71-00-00-710-025)加速性测试（查阅AMM手册 TASK 71-00-00-710-025）NOTE : Slow acceleration is most likely to occur during power up fortake off between min idle and

24、 N1=50 percent.注意：减慢加速性通常发生在起飞时推力在最小慢车到N1转速的百分5之间。(2) If the Accel Chek is within the limits and the fault is still reported during subsequent flights, following trouble shooting is to be done at first opportunity without interfering with Revenue Service Operation.如果检测加速性在红线范围内，同时报告故障依然在后续航班中，随后故障排除

25、是在没有服务工作干扰时一有机会就做的。 故障隔离 A/C REG机号REV.DATE修正日期TITLE 标题Engine is Slow to Accelerate发动机慢加速CARD NO 卡号B-25902009-01-06Z76-CA-101-1Item工序Job Description工作单内容MECH工作者INSP检查者(3) If the Accel Chek is not within the limits, following trouble shooting is to be done prior to next flight.如果检测加速性不在红线范围内，随后故障排除在下一

26、次航班前做。4.Fault IsolationA. Do this procedure. 做如下程序。(1) Do a check of the Post Flight Report (PFR), the FADEC Last Leg Report and of the Schedule Maintenance Report (SRM) or Class 3 Report (Ref.AMM TASK 73-21-60-740-026) for PS3, ECU, HMU, FMV, VSV failure messages. Do the trouble shooting related to

27、 the failure message(s)if present. 检查航前报告，全权限数字发动机控制系统最后一站的报告，和维护计划报告或者压气机低压级静压，电子控制组件，液压机械组件,燃油计量活门，可调静止叶片故障信息的3级报告（参阅 AMM TASK 73-21-60-740-026）。由目前的相关的故障信息做故障排除。(2) If no failure message is found, do the following trouble shooting: 如果没有发现故障信息，做如下的故障排除： - Do a check of the PS3 Sense Line for block

28、age or leakage (Ref. AMM TASK 72-00-00-200-026). 检查压气机低压级静压检测管是堵塞还是渗漏。（参阅AMM TASK 72-00-00-200-026）。 - If nothing is found: 如果什么也没发现： A/C REG机号REV.DATE修正日期TITLE 标题Engine is Slow to Accelerate发动机慢加速CARD NO 卡号B-25902009-01-06Z76-CA-101-1Item工序Job Description工作单内容MECH工作者INSP检查者- If available, do a chec

29、k of the DMU take-off report of the last leg to determine the level of bleed output taken on each engine. Check line C1 of the DMU report ACCS SD/313600 (STANDARD HEADERS FOR PRINT REPORTS for details) 如果压气机低压级静压检测管是可用的，检查数据管理组件最后一站的起飞报告确认每台发动机的引气出口压力水平。检查数字管理组件的线路C1报告空中指挥和控制系统SD/313600 (对于打印标题的详细报告

30、的标准)- If no DMU report is available do a test to read the current engine status of the bleed air system (Ref. AMM TASK 36-11-00-710-001). 如果没有可用的数据管理组件的报告做一个检测去了解发动机引气系统的当前状态。（参阅 AMM TASK 36-11-00-710-001)。- If the bleed output recorded either on the DMU report or in the bleed air system is not the

31、same for each engine: 如果每台发动机的引气出口压力记录无论是数据管理组件报告上的还是引气系统上的都不相同： - check that there are no fault affectting the engine HP Bleed Valve or Pressure Regulating Valve. Correct as necessary per applicable TSM. 检查有没有负面的影响发动机高压级引气活门或压力调节活门。按照有效的TSM手册修正是必要的。- check that there are no fault affectting the Win

32、g anti-ice valve or Nacelle anti-ice. Correct as necessary per applicable TSM. 检查有没有负面的影响机翼防冰活门或吊架防冰。按照有效的TSM手册修正是必要的。- check that there are no fault affectting the Air conditionning system (Air cycle machine, pack flow valve control, zone controller). Correct as necessary per applicable TSM.检查有没有负面

33、的影响空调系统（空气循环机，流量控制活门，区域控制器）。按照有效的TSM手册修正是必要的。 A/C REG机号REV.DATE修正日期TITLE 标题Engine is Slow to Accelerate发动机慢加速CARD NO 卡号B-25902009-01-06Z76-CA-101-1Item工序Job Description工作单内容MECH工作者INSP检查者- If nothing is found: 如果什么都没发现：(3) Inspect the IP check valve for condition or sticky flappers (Ref. AMM TASK 36

34、-11-41-200-001). 检查中压单向活门的状况或湿热的舌形活门（参阅 AMM TASK 36-11-41-200-001)。(a) If damage is found: 如果发现损坏： - repair as necessary 必须修复(b) If nothing is found, continue the trouble shooting as follows. 如果什么也没发现，按照下面继续排故。 (4) Do a visual check of the VSV linkage and look for any loose parts at VSV actuator bel

35、lcrank or rings mechanical corrections. 目视检查可调静止叶片的连动杆和检查并修正可调静子叶片摇臂传动装置或机械的吊环上松动的部分。(a) If damage is found: 如果发现损坏： - repair as necessary 必须修复 (b) If nothing is found: 如果什么也没发现：- replace the HMU (Ref. AMM TASK 73-21-10-000-002) and (Ref. AMM TASK 73-21-10-400-002). 更换机械液压组件（参阅 AMM TASK 73-21-10-000

36、-002)和（参阅 AMM TASK 73-21-10-400-002)。 A/C REG机号REV.DATE修正日期TITLE 标题Engine is Slow to Accelerate发动机慢加速CARD NO 卡号B-25902009-01-06Z76-CA-101-1Item工序Job Description工作单内容MECH工作者INSP检查者1 If the fault continues during subsequent flights:如果故障继续存在在后续航班：- Replace the ECU (4000KS) (Ref. AMM TASK 73-21-60-000-0

37、01)and (Ref. AMM TASK 73-21-60-400-001). 更换电子控制组件（参阅 AMM TASK 73-21-60-000-001)和（参阅 AMM TASK 73-21-60-400-001)。a If the fault continue during subsequent flights: 如果故障继续存在在后续航班：- Do a borescope inspection of the HP compressor (Ref. AMM TASK 72-31-00-290-002). 用孔探仪检查高压压气机（参阅 AMM TASK 72-31-00-290-002)

38、。Close-up结束工作A. Test. 测试(1) If the test made in Para. 3. A. was found within the limits: 如果在3.A部分所作的测试能在限制范围内发现：- Do the operational test of the FADEC A and B (with the engine motoring) (Ref. AMM TASK 73-29-00-710-040). 做全权限数字发动机控制A和B的运行测试（在发动机监控下）（参阅 AMM TASK 73-29-00-710-040)。(2) If the test made

39、in Para. 3. A. was not found within the limits: 如果在3.A部分所作的测试不能在限制范围内发现：- Do the Accel Check (Ref. AMM TASK 71-00-00-710-025). 做加速性检测（参阅 AMM TASK 71-00-00-710-025)。 A/C REG机号REV.DATE修正日期TITLE 标题Engine is Slow to Accelerate发动机慢加速CARD NO 卡号B-25902009-01-06Z76-CA-101-1Item工序Job Description工作单内容MECH工作者INSP检查者(a) If the fault is not confirmed:如果故障不能确认：- no maintenance action is required没有. 不需要维护工作。(b) If the fault continues: 如果故障确认：- repeat the fault isolation procedure.重复故障隔离程序。