CFM56-7B发动机在高原机场启动阶段短时高振动

HNA-HNA-25-0893

2025年近期,由于安监把全航段的发动机振动值参数纳入监控,且不做延时处理,导致多台发动机出振动值超过3的警告,而厂家监控和机上读取振动值均正常。在对几台发动机执行高振动检查后,孔探、磁堵、指示均无异常。总结其高振动特征为:

1,均发生在高原机场;

2,均出现在启动阶段,达到高原启动峰值后,70多N2开始回落到慢车稳定的时候。

3,有时候仅触发HPC,有时候是HPC+HPT,低压段振动值均低。

4,慢车稳定后,发动机全航段振动值正常。AVM自检无信息,振动值无超3的情况。

5,同台发动机在相同场景下,重复出现的概率高。

(注意,有案例表明,如果超过3的值显著高于20秒,甚至达到50多秒,有可能存在叶间缝隙,存在减震垫脱出风险,需执行排故检查。)

典型的数据如下:

回跑的案例如下:

由于该类型问题,具备典型特征,且对发动机无损伤表现,就此和厂家做了沟通。

1、波音感谢Ref /A/的回复,已将其分享给CFM,CFM仅有关于两种振动模式响应的经验: • 第一种模式发生在大约65-75% N2飞行怠速阶段,这是由于高压压气机不平衡造成的。 • 第二种模式发生在起飞时,大约在90-100% N2,这是由于高压涡轮不平衡造成的。 报告的情况更符合第一种振动模式响应,在怠速阶段发生,这可能是高压转子不平衡造成的。

2、进一步追问中,表示完成所有排查均未发现问题,有无排故建议。厂家表示,根据 CFM 的经验,当报告的核心振动高且与第一模式(在 65-75% N2 时)一致时,问题可能是由于高压压气机不平衡引起的。最后,如前一个答案所述,对于真正的发动机高核心振动,机翼上的故障排除能力有限,但识别模式将有助于发动机车间检查。

3、波音和CFM已经审查了Ref /A/消息,并建议,基于迄今为止提供的发动机数据和解释,在启动阶段不需要监控VIB值,在除非显示单元记录的值超过3个单位或记录了需要进一步故障排查的维护消息的情况下,也不需要进行发动机孔探检查和其他检查步骤。CFM同意这种做法,因为在机翼上对真正的发动机高核心振动进行故障排查的能力是有限的。

Boeing and CFM have reviewed the Ref /A/ message and advise that, based on the engine data and explanations provided thus far, it is not necessary monitor the VIB value in start phase and it is not necessary to carry out engine borescope and other check steps unless a value over 3 units as recorded by the display unit or if a maintenance message is recorded prompting further troubleshooting. CFM agrees with this approach as there is limited on wing troubleshooting that can be accomplished for true engine high core vibration.

备注:

1、详细波音沟通过程参见SR HNA-HNA-25-0893,CFM初始阶段直接联系的答复,并未有正面答复,只参考了手册。

2、当触发GE监控或自主监控时(主要差别在时长),需检查排故。

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。

供油/回油管漏油导致发动机滑油渗漏警告

2025年5月,B-55*3飞机触发滑油渗漏警告,拉直航线后飞机执行原航班正常落地,空中油量最少到8,落地关车后剩11。该机近一个月无相关故障和维修工作。左发2018年1月6日装机,TSR为18094FH。计算渗漏率大概为0.045夸脱/分钟,从数据看是在飞行一段时间后开始有明显的渗漏斜率。

检查过程:

1、打开左发风扇包皮、反推包皮,检查核心机尾喷下部滑油管有滑油痕迹;
2、检查机上核实左右发滑油量11/17。打开风扇包皮,核实风扇段无明显滑油渗漏,左发起动机,左发起动机叶片,格栅和底座无滑油痕迹。
3、打开反推包皮检查左发中央通气管和消焰器位置有少量滑油滴落。检查反推包皮内部有滑油痕迹,滑油回油管位置(件号2497M71G01)有渗漏痕迹。


4、清洁后慢车检查,风扇段和余油口未见渗漏,滑油供油管无渗漏,滑油回油管位置有滑油从核心机内部渗出。试大车检查滑油回油管明显渗漏。

5、供油管340-177-801-0(荧光探伤有裂纹)

该管管径细小,对静态应力更加的敏感,世界机队中发生过因安装时残留静态应力导致焊缝附近产生裂纹,最终导致漏油的案例,故安装时须严格遵守标准施工及手册规定的安装步骤。拆下后如原件装回需对管路根部,焊缝处和弯颈处做局部FPI荧光探伤(优先)或详细目视检查,有条件最好更换管子。

6、孔探检查回油管内壁未发现裂纹。

7、试车中再次发现回油管存在渗漏,更换该管试车不漏。

历史案例

B-15*7飞机,2018年3月13日昆明过站检查发现左发尾椎余油口有疑似挂油,滑油回油管接头处挂明显,荧光探伤检查回油管接头处确实存有裂纹,回油管接头在翼无法更换,更换发动机。

附:打开后全景图

CFM56-7B的特氟龙材料

油滤检查中对于特氟龙材料的检查要求很高,最多可保留10个循环,并孔探检查前收油池。

目前机队历史上出现过两起因特氟龙材料丢失的换发案例。均来源于3号轴承前封严,特氟龙封严出现较大块的脱落,有堵塞回油管导致无法回油的空停风险。

案例一、B-51*5(73N CFM56-7B)左发ESN 960207 (TSN/CSN 34416/17175)

案例二、B-19*7(738,CFM56-7B)右发 658541。

案例三:B-53*2 左发高滑耗检查孔探发现3号轴承前封严检查有脱出和断裂 TSN/CSN 39853.81/20665 TSO/CSO 10592.79/5446

CFM56-7B发动机VSV作动环衬套检查及更换

版权:颜旋

日常运行中常能检查发现VSV做动环衬套丢失的情况,对于其处置特做相关小结。

(原因分析参考-CFM56-7B的VSV作动环衬套丢失。)

从前往后依次为IGV–一级–二级–三级

一、IGV级

上/下作动环两端的首个位置只有Flanger Bushing(如下图ITEM80)。

其他位置都是由两个衬套对插,一个Flared Bushing(ITEM 95),一个Flanged Bushing(ITEM 90),由于Flanged Bushing是从外向内安装,故在翼无法目视直接看到。

二、第1级

上/下作动环两端只有Flanged Bushing(ITEM 130),一侧3个,一侧5个。

其他位置都是由两个衬套对插,一个Flared Bushing(ITEM 145),一个Flanged Bushing(ITEM 140)。

三、第2级

上/下作动环两端只有Flanged Bushing(ITEM 180),一侧3个,一侧5个。

其他位置都是由两个衬套对插,一个Flared Bushing(ITEM 195),一个Flanged Bushing(ITEM 190)。

四、第3级

上/下作动环两端只有Flanged Bushing(ITEM 230),一侧3个,一侧5个。

其他位置都是由两个衬套对插,一个Flared Bushing(ITEM 245),一个Flanged Bushing(ITEM 240)。由于Flanged Bushing(ITEM 240)是从外向内安装,故在翼无法目视看到。

构型上其实第3级和1/2级是一样的。

对于作动环连接杆内的衬套都是从内往外安装的Flanged Bushing。

处置上,对于1/2级静子衬套标准如下:

典型的失效图片如下所示

如果不满足检查标准,可参考AMM 72-32-00-900-801更换衬套(剪掉衬套4个LEG,将衬套塞进丢失位置,在衬套顶部外法兰图上RTV106胶并固化)。

由于IGV和3级静子的衬套是从外向内安装,正常目视在翼无法检查,故手册没有提供相应的标准。询问CFM,1级/2级的标准可以适用于IGV和3级(CASE BY CASE),连接连杆上的衬套也同样使用。

针对IGV和3级静子连接连杆上的衬套缺失能否按照1级/2级衬套的安装方法进行修复,厂家表示不能,需要拆下连杆进行安装。

IGV和3级衬套更换较为负载,需要拆下做动臂(需专用工具,以确保叶片不转动),同时收空间和环境限制,在翼施工确实较为困难。

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