基于QAR数据的民航发动机故障诊断研究与分析

2018-12-26 10:27作者:王噶子  |

QARCQuickAccessRecorder)是一种装载在民用飞机上的快速存取记录仪。记录器介质通常是可重写盘或PCMCIA卡。录制时间可能是几百小时。记录参数涵盖大部分飞行质量监测数据。在飞机的航空维护期间,维护工程师解码由QAR记录的原始二进制数据并将其转换为所需的参数工程值。工程价值是飞行质量监测数据的真实恢复。工程值包括高低压转子转速、排气温度、燃油流量、油压、高度和空速等100多个模拟量,发动机引气、发动机消防、GPWS报警器、防冰阀、起落架伸缩200多个切换量,这些参数反映了飞机运行过程中的各种变化和性能状态,为监控操作细节、提供科学有效的保障,确保飞行安全、,提高运行效率。

QAR数据是飞行技术检查、安全调查评估、飞行故障排除故障。如何使用QAR数据准确有效地解决飞机发动机故障是维护工程师一直在摸索的重要经验、。基于长期工作实践中总结的经验,本文提出了一种基于发动机相关QAR数据分析的发动机故障诊断准确分析,有效消除发动机故障。重点关注CFM56引擎常见故障的故障排除。

CFM56发动机是双转子发动机,由低压转子N1和高压转子N2组成。 AVM(AirborneVibratorMonitor)和QAR系统都可以记录诸如低压(转子)和高压(转子)部件的振动值以及相应的速度之类的参数。根据MM(维护手册)手册的要求,CFM56发动机通常具有高于3.0单位的高、低压转子振动值,并且必须要求耗尽。检查它是否会导致二次丢失。如果超过4.0单位,飞机无法释放。发动机处于正常状态。、低压转子的振动一般不超过1.0个单位。为了保证飞行的正常运行,发动机的振动值达到2.5个单位以上,并采取相应的纠正措施。

2.1指示系统故障排除方法

当发动机具有高振动值时,首先通过分析QAR数据来确定高振动转子、的位置,飞行阶段等,以确定它是否是指示系统故障。由于发动机的工作环境相对恶劣,指示系统接头可能具有氧化、裂纹,这导致较高的发动机振动指示值。指示系统故障,QAR数据显示高发动机振动值在不同速度、的不同飞行速度下随机发生,并且是间歇性的。处理这种故障的方法通常是首先检查与振动和线路完整性相关的电接头的紧密性。如果确认它与电连接器无关,则可能是AVM的内部问题。考虑字符串或相应地更换AVM,然后测试车辆以检查故障是否消除。在实际故障排除中,这种方法通常可以消除指示系统故障。

2.2转子自问题故障排除方法

波音737-300 / 400和737-700 / 800飞机分别配备CFM56-3C和CFM56-7B发动机。在长期使用发动机的过程中,轴承和叶片的磨损会增加,而燃烧室和高、的低压涡轮机会积聚灰尘,导致发动机转子不平衡和过度振动。对于不同段的QAR数据,通常高振动值以固定速度出现并且处于相对固定的相位角。

如果低压转子的振动很大,应首先目视检查发动机,检查风扇叶片,进气导叶和低压涡轮的可见部分是否损坏。然后检查前后油池的磁性插头,判断轴承是否磨损。在上述检查结果都很好的情况下,最后进行风扇叶片修整和叶片润滑以减小振动值。通过风扇叶片修整和叶片润滑可以降低振动值,通常低至1.0单位。

如果低压转子振动高,则路径上没有相应的措施来减小振动值,但是发动机高压级可以钻孔或磁性插入以确认发动机没有内部损失。在确认发动机没有内部损坏后,继续监控使用,直到计划更换发动机。

3EGT温度过高故障排除方法

CFM56发动机的EGT(排气温度)在启动阶段的极限为725摄氏度。为了避免飞机延误并确保准时率,如果启动阶段的EGT超过700摄氏度并继续发生,则应采取适当的维护措施。 CFM56-3B发动机启动阶段的高EGT的主要原因是:VSV(VariableStatorVane,可调定子叶片)调节偏差,或MEC(MainEngineControl)的内部磨损导致发动机变浓。

如果VSV偏离,则QAR数据反映的特征是尽管EGT在启动阶段过高,但FF(FuelFlow,燃料流量)值不高。当发动机启动阶段EGT具有超过700摄氏度的记录时,通过查看对应于QAR数据中包括的ERG的较高EGT段的FF,FF通常不高于1100磅。这种情况主要用于VSV的静态校准。将VSV故障排除到正常位置。如果MEC磨损并且富含,则QAR数据反映了启动阶段不太高的特性,但FF也太高,通常超过1100磅,甚至超过1200磅。发生这样的故障。例如,在启动阶段,EGT和FF偏差并不严重。当释放不受影响时,可以首先调整高低空转列车的性能,以便发动机可以在MM手册范围内继续安全工作,但MEC燃料供应计划很丰富。只有MEC可以替换为最终排除故障。

3.2爬坡阶段EGT故障排除方法过高

EGT在爬升阶段上升有三个主要原因:(1)EGT表示系统故障; (2)油气控制系统故障; (3)发动机性能下降,高压运行效率低。根据QAR记录的数据分析,确定攀爬阶段EGT上升的原因相对容易和准确。 CFM56发动机的不同型号对爬坡阶段有不同的要求。 CFM56-3C的温度超过930摄氏度,CFM56-7B的温度超过970摄氏度。当它分别超过910摄氏度和920摄氏度时,应该注意。密切监控发动机并采取适当的措施。

3.2.1 EGT表示系统故障

当EGT在爬升阶段上升时,地面维护人员可以在最近的发动机飞行期间收集不同段的QAR数据用于分析。如果观察到EGT在爬升阶段上升,通常超过30摄氏度,并且在相同的N1下FF和N2几乎没有变化,并且在故障之前的相同N1下EGT几乎没有变化,基本上可以确定EGT表示系统故障。可以通过查看CDU(ControlDisplayUnit控制显示组件)显示的故障代码来查找相应的电气连接器以进行清洁或更换,从而完成飞行后检查。

如果EGT在爬升阶段上升,通过分析故障前的QAR数据,发现EGT,FF和N2都在巡航或爬升状态下上升,并且EGT,FF和N2在高功率状态下显着上升。表示发动机的油路或气动控制系统可能有故障。在故障排除的情况下,可以首先检查VSV和VBV(VariableBleedValve,可调排气阀)和其他气动控制系统。故障排除后,可检查MEC、燃油泵和其他油路控制组件。根据故障排除经验的长期积累,对于CFM56-3C发动机,大多数VBV系统存在问题,如VBV车门堵塞,一些VBV车门密封引起的传动轴断裂不严,VBV电机或执行器故障导致VBV门无法移动等

基于QAR数据的民航发动机故障诊断研究与分析

3.2.3发动机性能下降随着发动机的维修时间增加,发动机性能必然会呈现下降趋势,导致在爬升或巡航阶段EGT上升。结合QAR数据,发动机性能下降引起的EGT上升数据特征是:在相同的N1,EGT,FF,N2之间通常不会突然上升,高EG1值经常出现在高N1下,根据长期积累而定在故障排除的情况下,高EGT值通常每天第一次起飞或在高海拔机场0k1776高温起飞,当飞机接近满载或没有减少推力时。此时,您应该查看发动机性能报告,并通过观察EGT温度来确定整体性能。对于波音737-300,如果EGT温度降至40摄氏度,波音737-400,如果EGT温度降至10摄氏度以下,整体发动机性能会下降。在路线上,可以清洁发动机以增加每天第一次飞行的预热时间。该飞机仅限于飞往高原机场,并且该单位需要尽可能多地使用推力减少以延长机翼中发动机的使用。

使用QAR数据故障排除的4个注意事项

QAR记录的大量飞行质量和状态监测数据可以准确反映发动机参数的相关性,重现故障形式,确定故障特征,帮助维护工程师快速准确地排除故障。但是,维护工程部门和维护工程师也要求更高的要求。对于工程工程部门,有必要在严格的、高效率、中收集、管理QAR解码数据,加强QAR系统维护,确保其可靠工作,并可以承担数据比较和分析的任务,并且任意对于船员。提供强大的技术支持。同时,维护工程师不仅对飞机操作系统有深入的了解,而且还注重故障排除经验的总结和沟通。掌握QAR提供的参数特征,分析数据背后故障的原因,培养使用QAR进行分类的意识和技能也是必要的。

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