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。

赛丰主轮驱动键安装孔异常磨损

 ISO-32-25-49876

部件信息:PN – 277A6000-562(轮毂PN:C20626200,赛峰着陆系统 / 轮胎PN:441Q09-1,固特异斜交轮胎),CSN:1,491 / 第五次轮胎更换和第一次OVHL。

最近Jejuair在对737-8主轮内半部分的扭矩臂销壳体进行首次大修时,发现了异常磨损。

磨损发生在孔周围,但一侧磨损明显更深,可能是由于扭矩臂销的移动或旋转导致的,详见附件。

所有9个壳体的直径都超过了CMM限制:最大0.5089英寸,需要提前进行衬套修理。

在某些情况下,即使经过车削后仍然存在单侧磨损,因此即使是在首次大修时也需要进行让步修理。

在737-800机队中,我们也发现了类似的磨损,但在大多数情况下是在第二次大修时发现的,当时车削和衬套修理是足够的。

我们怀疑根本原因可能是由于使用斜交轮胎导致的轮毂变形,目前正在与赛峰着陆系统讨论此事。

RA引起MCP目标高度跳变

2025年6月,有飞机反映APU和地面电源切换时,驾驶舱两个扬声器会有MCP面板高度窗警告。经验证实切换电源时,MCP目标高度窗口的示数就会跳到50000,重新设置目标高度后恢复正常,再次切换电源现象依旧。串件隔离MCP面板、FCC故障依旧。MCP面板原件恢复,后续验证飞机断电,闭合RA1跳开关(前期因RA1接收天线翘起办理LSDD,并执行M项),给飞机上电,转换电源现象消失。

该现象并未在每个飞机上引起,并没有特定的规律。以做记录。

关于反推左右滑套是否需要完全一致

HNA-CHX-25-0019-05

日常收放和译码中常会有遇到反推左右滑套收上时间不一致的情况。就该问题与波音做了沟通。

波音表示:

R1:波音公司建议反推装置(T/R)的展开时间要求在三(3)秒内,反推装置(T/R)的收回时间要求在五(5)秒内。当持续时间超过这些限制时,故障代码将指向参考文献/C/故障隔离手册(FIM)78-34任务805和/或参考文献/D/ FIM 78-34任务809所需的故障排除。也就是说,每个反推装置的两个套筒是相互独立的,允许一个套筒先于另一个套筒移动。只要展开/收回时间在限制范围内,两个套筒就不必同时移动。套筒移动的差异可能是由于反推装置组件中内侧和外侧套筒的公差堆叠之间的摩擦差异引起的。更多信息请参阅参考文献/E/系统描述部分(SDS)78-31-00。

R2-R3:波音公司建议,为了确定是否存在任何故障条件以及是否需要进行故障排除,请执行参考文献/F/飞机维护手册(AMM)任务78-31-00-700-801-F00反推装置正常运行测试,以确认是否存在当前活动的故障代码和/或维护信息,根据参考文献/G/ FIM 78-31任务801 EAU BITE程序。如果是,请按照相应的FIM任务进行故障排除。如果与参考文献/A/套筒移动差异无关,但反推装置套筒伸展/收回的持续时间在限制范围内,波音公司预计不会设置故障代码。

应急灯电池的相关数据

HNA-HNA-25-1283-02B

一、Page Aerospace LimitedOPERATIONAL LIFE DATABattery Pack D717-01-100

用于应急灯供应D717-02-00l的电池包使用NiCad电池作为电源。原始客户的设计要求是:电池包的最大运行寿命为三年(最多),在此之前可存储两年。 如果维护得当,电池包中的电池如果维护得当,可以提供长达五年的运行使用。与波音公司进行了讨论,以修改维护政策。

经过讨论,一致认为维修政策应重新分类为基于状态的维修(On-Condition)。该政策从2001年7月起生效。因此电池组的使用寿命无法量化。只要电池组通过了其适航性测试等测试,电池组就可以一直保持运行服务状态。任何未能满足航空文件或支持部件维修手册(CMM)中详细列出的测试要求的电池组必须根据当地处置说明进行处置。(请注意CM建议电池组可能需要进行多达三次充放电循环才能被判定为不可用)。

电池制造商建议,他们的NiCad电池在放电状态下可以无限期存储而不损害电极……因此,在存储方面,只要遵循CMM中详细列出的程序,就没有存储时间的限制。然而,根据Page Aerospace Limited的观点,运营人不太可能将电池组储存很长时间。因此,我们认为两年是一个典型的存储期。 对电池进行容量检查—充放电循环—不会对其整体寿命或性能产生不利影响,事实上,这可能是一种潜在的好处。因此,在第一年之后,我们建议进行年度检查。 注意,如果电池以充电状态存储:- 电池,独立于电池化学成分,将在一段时间内通过内部效果失去电荷。这被称为自放电。然而,自放电率取决于电池化学成分和环境存储条件,镍镉技术平均每月自放电20%。在较高环境温度下,自放电率会增加。这意味着在大多数长时间存储期间,电池将处于低电状态。因此必须假定从仓库获取的电池处于放电状态。然后电池必须接受充放电循环以在使用前确定其适用性。

二、波音沟通

A1. 根据Page Aerospace Limited的电池包D717-01-100的OPERATIONAL LIFE DATA(参考/B/),如果电池处于充满电状态存放:

  • 无论电池的电芯化学性质如何,电池会通过内部效应在一段时间内失去电荷,这被称为自放电。然而,自放电率取决于电芯化学性质和存放环境。镍镉技术平均每月自放电20%。在较高环境温度下,自放电率会增加。这意味着在大多数长时间存放的情况下,电池会处于耗尽状态。
    因此必须假设从仓库获取的电池处于放电状态。电池必须经过一次充放电循环来确定其可用性(参见CMM 24-35-01的TESTING AND FAULT ISOLATION部分,5.E节-电池包组装(1-5)可用性/容量测试或5.F节-电池包组装(1-5)维护测试)才能用于飞机上。

A2. 波音公司并不了解在维修现场或在线维护中确定存放一段时间的电池包剩余电荷的程序和工具。通常,供应商级别的组件在车间环境中根据各自的CMM进行处理/维护,然后重新安装到飞机上。参见CMM 24-35-01的TESTING AND FAULT ISOLATION部分,5.E节和5.F节关于电池包组装(1-5)可用性/容量测试和电池包组装(1-5)维护测试。所需工具和设备在CMM的特殊工具、夹具和设备部分中规定。

A3. 波音公司除了CMM 24-35-01的特殊工具、夹具和设备部分,表1001列出的应急电源测试装置A301-381-001之外,没有其他任何设备。表9001规定了维护EPS所需的所有特殊工具、夹具和设备的清单。
如果电池包在机翼上充电,那么AMM任务33-51-06-610-802 – 电源 – 充电电池包说明如下:
“注意:紧急照明电源中的电池包在向飞机提供电力时会连续充电,除非应急照明开关设置为打开模式。如果电池包完全放电,充电时间为90分钟。如果电池包在充电开始时未完全放电,对象将检测到完全充电状态,结束充电模式并进入在90分钟再充电时间之前的维护阶段。”
如果电池包在车间,那么CMM 24-35-01的TESTING AND FAULT ISOLATION部分,5.C节 – 电池包组装(1-5)充电测试规定了充电电池包所需设备和阈值。

A4. 电池包应按照CMM 24-35-01的存储(包括运输)进行存放。电池包存放有两种方式:

  • 电池包放电模式,良好装包。EPS存储在以下条件下:
    (a) 温度范围:
    为了充分利用电池包组装(1-5)的容量,电池包组装(1-5)应储存(放电)在最低可能的温度下。
    1 EPS(充电器仅):-55°C至+70°C(-67°F至158°F)
    2 EPS(充电器和电池包):-30°C至+50°C(-22°F至122°F)
    3 仅电池包:-30°C至+50°C(-22°F至122°F)
    (b) 相对湿度:45%至80%
    (c) 大气压力:79.98至106.64 kPa(11.60至15.46 psia)。
    如果情况需要,将电池包重新投入服务后,应根据CMM 24-35-01的TESTING AND FAULT ISOLATION部分,5.F节 – 电池包组装(1-5)维护测试来检查/确认电池包的状况和可用性,以准备电池包组装(1-5)重返操作使用。
  • 电池包组装(1-5)的待机模式存储。这种存储方法要求在280±20 mA的充电电流下对电池包组装(1-5)充电16至最多24小时,并连接电池包组装(1-5),并保持连续恒定电流充电75±5 mA,持续时间不超过六个月。如果在六个月后电池包组装(1-5)没有投入操作使用,应按照TESTING AND FAULT ISOLATION进行电池包组装(1-5)测试。

A5. 由于电池包是供应商级别的组件,波音公司认为遵循CMM 24-35-01是确保电池包在重新投入使用前完全充电并有电的最佳方式。确认电池的电荷和容量与安装到飞机之间的时间越短,自放电水平就越低。

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