CFM56-7B 发动机附件齿轮箱问题汇总

来自民航发动机工作组

一、背景

2015-2024 十年间,全球范围内 AGB 原因导致的 CFM56-7B 发动机空停事件共 34 起,每年事件数量和具体次轮线位原因分布如下。从2020年后的趋势可以看出,随着主要占比L3和L4,随着 AGB 4 号线改装 SB72-0564 和 3 号线改装 SB72-0879 的执行,AGB 空停率趋于稳定。

二、基本原理

CFM56-7B 发动机 AGB 将发动机高压转子的机械能传递给附件(3 号线驱动 EEC 发电机、 6 号线驱动燃油泵、8 号线驱动 IDG、10 号线驱动液压泵、11 号线驱动润滑组件),同时起 动机通过 5 号线驱动高压转子、4 号线可人工转动高压转子,如图 4 所示。AGB 内部包含大 量齿轮和轴承等转动部件,这些部件通过发动机滑油润滑和冷却。润滑冷却过 AGB 的滑油通 过润滑组件中的回油泵抽吸至回油系统。AGB 内部齿轮线位号分布如下图所示。

三、故障分析

由统计可看出,AGB 导致的空停事件主要问题发生在 3 号线和 4 号线:

4 号线主 要问题表现为 N2 手摇驱动盖安装不当导致发动机后续运行过程中滑油渗漏,滑油渗漏导致 低滑油量/低滑油压力关车;

3 号线主要问题是 47 齿轮轴的滚棒轴承外轨道的螺柱因为高温 和高振动导致螺柱松动,和 AGB 壳体发生磨损产生大量铝质碎屑,金属屑堵塞回油滤导致油 滤旁通灯亮关车。

2009 年发动机厂家 CFM 发布 4 号线改装 SB72-0564,在该处增加碳封严的设计 以减少滑油渗漏,AGB 件号升级至 340-046-508-0。随着改装的执行,2020 年起未再发生该 类型的空停事件,该问题已基本得到解决。

2012 年发动机厂家 CFM 发布 3 号线改装 SB72-0879,将 47 齿轮轴的滚棒轴承 外轨道的固定形式,由螺柱+螺套+螺帽固定在 AGB 壳体上改成由螺栓+螺套固定到起动机驱 动盘上,以增强该处连接强度,AGB 件号升级至 340-046-509-0。目前在 3 号线位置上,件 号为 340-046-509-0 的最新构型 AGB 发生 2 起空停事件(分别为前述 2024 年 8 月空停事件和 2018 年 1 起空停事件),其他均为 340-046-508-0 及之前旧构型。全球 14000 多台 CFM56-7B 发动机中已有 12800 台执行了改装 SB72-0879。

四、近期案例

2024 年 8 月,国内 1 台 CFM56-7B 发动机空中滑油滤旁通灯点亮,导致发动机空停。地面检查发现 AGB 3 号线(驱动 EEC发电机)滚棒轴承外轨道的固定螺栓与起动机驱动盘发生严重磨损。

基本信息:发动机件号 CFM56-7B26,TSN=44376,CSN=23918,TSO=7309,CSO=4224,2020 年因更换寿命件送修;

AGB 件号 340-046-509-0,TSN=44376,CSN=23918,上次随发动机送修执行 改装 SB72-0879,改装后使用 7309FH/4224FC;

EEC 发电机转子件号 85465-2,TSN=44376,CSN=23918,无修理历史;

EEC 发电机静子件号 87006-9,TSN=12505,CSN=7130,TSR=7315,CSR=4229。

故障现象:空中滑油滤旁通灯点亮,机组收油门后灯未熄灭,机组关车。 排故发现:EEC 自测有故障代码 73-21271,EEC 发电机输送到 EEC 的电压超出范围;

AGB/TGB 磁堵含有大量磁性碎屑,检测含有部分 M50 轴承材料; 拆下 EEC 发电机,发现发电机转子和静子磨损严重,安装区域含有 大量金属屑,检测发现碎屑成分和磁堵类似; 拆下滑油回油滤和供油滤,检测发现含有大量铝质碎屑。

AGB 送修:AGB 送修分解发现 3 号线 47 齿轮轴滚棒轴承外轨道固定螺栓和螺套从起动 机驱动盘处脱出,起动机驱动盘螺栓安装处磨损严重,滚棒磨损 明显,其他部件无明显损伤。

厂家调查:发动机厂家 CFM 对 AGB 的 3 号线部件进行了失效分析并于 2025 年 5 月作出 了调查报告。调查认为 47 齿轮轴滚棒轴承外轨道与起动机驱动盘之间微小位移,导致轴承固定螺栓和螺套的振动,振动导致螺栓螺套和起动机驱动 盘之间的磨损,直到螺栓带着螺套从起动机驱动盘处脱出,磨损产生的金 属屑在回油滤堆积导致滑油滤旁通灯亮从而造成本次空停事件。从调查报 告结果看,本次新构型 AGB 3 号线失效模式与旧构型 AGB 基本相同,但根 据现有检测手段暂无法确定失效根本原因,本次调查关闭,但 CFMI 提到会 继续关注 AGB 的技术问题,以确定导致该失效模式的关键因素(单一或复合)。

五、厂家措施汇总

1、针对 4 号线 N2 手摇驱动盖漏油问题,发布改装 SB72-0564(2009)增加碳封严的设 计,AGB 件号升级至 340-046-508-0。

2、针对 3 号线滚棒轴承外轨道的螺柱松动磨损问题,发布 3 号线改装 SB72-0879(2012),将 47 齿轮轴的滚棒轴承外轨道的固定形式,由螺柱+螺套+螺帽固定在 AGB 壳体 上改成由 螺栓 +螺 套固定 到起动 机驱动盘 上 ,以增强 该处连接 强度, AGB 件号 升级至 340-046-509-0。

3、针对 EEC 发电机发布服务通告 SB73-0134(2017),以降低 EEC 发电机转子静子工 作温度和重量。

六、建议措施

1、随着改装 SB72-0564 的执行,4 号线 N2 手摇驱动盖漏油问题已基本得到解决。

2、2012 以来已有 12800 台 AGB 执行 3 号线改装 SB72-0879 升级成 340-046-509-0,仅 发生两起 3 号线问题导致的空停事件,概率较低。CFM 发布的 2024 年 8 月国内 AGB(件号 340-046-509-0)导致空停事件调查报告,目前尚无法确定根本原因,没有提供建议措施。

3、建议航司随部件送修或随发动机送修时执行改装 SB72-0879。

4、建议航司关注机队 EEC 发电机构型, 可考虑在翼将旧构型 EEC 发电机更换成SB73-0134 介绍的新构型,以减小 3 号线负荷。

5、建议航司当检查 AGB/TGB 磁堵或滑油滤发现铝屑时,除了执行手册中步骤拆下 EEC 发电机外,建议用孔探仪从冷却孔伸入 AGB 内腔检查 3 号线滚棒轴承外轨道固定螺柱/螺栓 的磨损情况。

6、建议航司评估针对 340-046-509-0 之前构型的 AGB 安装基座螺栓状态及松动迹象采 取一次性孔探检查的措施。注:2011 年 CFM WTTin Budapest 材料里提到孔探不是有效手段 发现此缺陷。

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