CFM56-5B发动机滑油温度过高典型故障分析.pdf

54 航空维修与工程 AVIATION MAINTENANCE oil cooling; oil temperature Failure Analysis of a Typical High Oil Temperature for CFM56-5B 郑冉1,2/1上海交通大学 2春秋航空股份有限公司 （IDG）滑油冷却器。冷却IDG滑油后 的热燃油再流入主燃油/滑油热交换器， 与发动机燃油泵低压级出口的冷燃油混 合，对发动机的滑油再进行冷却。如果 IDG 滑油温度较高，则燃油流经IDG滑 油冷却器后温度也会升高，因此当它进 入主燃油/滑油热交换器后，不能有效地 冷却发动机滑油，进而造成发动机滑油 温度上升。为此，CFM56-5B发动机设 1-滑油箱 2-防虹吸装置 3-滑油量传感器 4-滑油压力传感器 5-低滑油压力电门 6-前收油槽 7-滑油温度传感器 8-中央通气管 9-后收油槽 10-润滑组件 11-油滤 12-金属屑探测器（MCD） 13-燃油/滑油热交换器 供油管路 空气/滑油 混合气通风 排气口 回油管路 通风管路 AGB 驱动 AGB AGB回油进口 TGB回油进口 前收油槽回油进口 后收油槽回油进口 TGB 维 修 MAINTENANCE 55 AVIATION MAINTENANCE & ENGINEERING 2015/5 航空维修与工程 计时安装有燃油回油活门（FRV），当 发动机控制组件（ECU）通过滑油温度 传感器（TEO）获知发动机滑油温度较 高时，会发出指令打开FRV活门，引出 部分IDG滑油冷却器出口的热燃油与部 分燃油泵低压级出口的冷燃油相混合， 返回到飞机主燃油箱。这样将使得进入 主燃油/滑油热交换器的热燃油量变少， 整体燃油温度变低，提高了主燃油/滑油 热交换器的换热效率，从而有效地降低 发动机的滑油温度。 在发动机正常工作状态下，FRV有 三种工作状态。当发动机滑油温度未达 到90C时，FRV关闭没有回油，即零流 量回油；当发动机滑油温度达到90C 时，FRV会进行低流量回油，以冷油200 kg/h和热油300 kg/h的流量回到飞机主 油箱；当发动机滑油温度达到95C时， FRV会进行高流量回油，由冷油400 kg/ h和热油600 kg/h的流量混合回到飞机主 油箱。在高流量回油工作状态下，发动 机的滑油温度一般会迅速地降低，因此 通常情况下，发动机的滑油温度不会超 过100C。 另外，在以下几种情况下，不管 发动机滑油温度多少，ECU会强行控制 FRV关闭，禁止发动机回油：1）发动 机起动过程中N22504 kg/h；3） 发动机关车时；4）飞机空/地状态无效 时；5）飞机燃油系统计算机燃油液面 传感控制组件（FLSCU）发出抑制信 号。 2 故障实例分析 2014年4月份，通过GE公司的 CWC界面监控发动机巡航温度，发现发 动机645297滑油温度突然升高，最高点 接近108C，监控趋势图如图3所示。 对该故障进行分析，造成滑油温度 升高的主要因素有： 1）假故障，即指示问题； 图2 CFM56-5B发动机燃油系统图 图3 CWC发动机滑油温度监控趋势图 日期 滑油温度（） 3月22日 3月26日3月30日 4月3日 4月7日 4月11日 4月15日 4月19日 飞机 飞机油箱 燃油泵 低压级 高压级 燃油喷嘴 燃油喷 嘴油滤 燃油流量 传感器 燃油回油 活门 HMU 计量系统 HMU 伺服机构 伺服燃油 加热器活门作动筒 IDG 滑油冷却器 主燃油/滑油 热交换器 燃油滤 645297发动机滑油温度平滑值 645297发动机滑油温度值 56 航空维修与工程 AVIATION MAINTENANCE & ENGINEERING 2015/5 2）主燃油/滑油热交换器中燃油渗 入滑油系统； 3）发动机本体内部损伤； 4）FRV未正常打开。 在按照故障隔离手册（TSM）进行 排故的过程中，检查测试未发现发动机 或燃油系统的相关故障信息，发动机磁 堵正常，滑油系统取样未发现有燃油气 味，相关的线束和电插头正常，量线正 常，在更换了发动机接口组件（EIU） 计算机、FLSCU计算机以及滑油温度传 感器4004EN后，故障依然存在。 排除了上述部分影响因素后，FRV 未正常打开成了重点怀疑的故障原因。 图5 飞机维护手册（AMM）中对N8指示代码为“0”的注释 通过前面原理部分的分析可知，在导致 FRV强行关闭的5种情况下，极有可能 是由于燃油系统计算机FLSCU发出了抑 制信号。FLSCU抑制信号的触发条件如 下：1）大翼内油箱燃油温度传感器温 度大于52.5C；2）大翼外油箱燃油温 度传感器温度大于55C；3）大翼油箱 燃油泵低压；4）通风防喘油箱高油位 传感器变 “湿”；5） 大翼油箱低油位 传感器变“干”。 为了得到上述几个传感器的实际 指示状态，在飞机多功能控制显示组 件（MCDU）上可以通过中央故障显 示系统（CFDS）访问燃油系统FQIS DISCRETE INPUTS状态参数页面，如 图4所示。经过查看，发现本例中FQIS DISCRETE INPUTS状态参数页面N8位 置实际指示代码为“0”，查阅飞机维 护手册（AMM）得知其对应的状态为 左发通风防喘油箱高油位传感器“Not Dry” （见图5），符合FLSCU抑制信 号的触发逻辑。正常情况下，通风防喘 油箱不储存燃油，因此可以判断通风防 喘油箱高油位传感器指示状态异常。最 终，通过更换了通风防喘油箱高油位传 感器28QJ1成功将发动机645297滑油温 度突然升高的故障排除。 3 排故建议 通过与其他航空公司进行交流， 得知发动机滑油温度高故障发生概率较 高，个别航空公司有时需要逐个更换燃 油箱的相关传感器才最终排除故障，没 有意识到可以通过CFDS访问燃油量指 示计算机（FQIC）计算机查看燃油箱传 感器的位置状态。为了帮助航空公司在 排故过程中少走弯路，降低发动机维护 人力成本，总结出以下排故步骤： 1）检查测试是否有发动机或燃油 系统的相关故障信息； 2）在MCDU上查看燃油系统FQIS DISCRETE INPUTS页面，检查传感器 状态指示是否异常； 3）检查发动机磁堵以及滑油取样 闻气味分析； 4）更换FLSCU计算机； 5）更换发动机接口组件EIU计算 机或滑油温度传感器； 6）检查测量指示系统相关线路。 参考文献 1CFMI. CFM56-5B 发动机培训 手册Z. 1998. 2空客公司. 空客 A320 飞机维护 手册Z. 3谭燕. CFM56-