1、CFM56-3發動機VBV常見故障及維修技術摘要：可調放氣活門的工作情況直接影響發動機的工作穩定性，本文系統介紹了CFM56-3發動機VBV系統的組成及工作原理，對發動機工作過程中常見的故障進行了分析，并提出了相應的維修措施。關鍵詞：VBV;喘振；故障；維修Common failures and maintenance measures of CFM56-3 engine VBVAbstract: Variable bleed valve work directly affect the operational stability of the engine, CFM56-3 engine V

2、BV system composition and working principle of this system is introduced in this paper., has carried on the analysis to the engine working process in the common faults, and puts forward the corresponding solutions.Keywords: VBV; surge; failure; maintenance1引言VBV系統故障目前是一個困擾航空公司的較大問題，每年都有多次因該故障而返航的飛行事

3、件，這不僅影響航空公司的經濟效益，還會影響飛行安全。所以理解VBV的工作原理，找到故障發生的根本原因對降低航空公司的維護成本有重要意義。2 VBV系統的組成及工作原理現在大多數的渦扇發動機采用VBV與VSV協同作用來防止發動機喘振的發生。CFM56-3發動機的低壓壓氣機放氣活門有12個，為翻板式且開度調節，見圖1。其作動機構比較復雜，包括一個燃油作動的液壓馬達（齒輪泵馬達）、一個帶滾珠軸承的主螺紋作動筒、11個帶滾珠軸承的螺紋作動筒、11根軟軸、放氣活門限動機構和反饋機構。11根軟軸把這些作動機構連在一起，系統的作動力來自放氣活門控制組件的高壓燃油，其傳動關系見圖2。圖1 CFM56-3發動機

4、放氣活門機構工作過程中，發動機主控制器（MEC）內的放氣活門控制組件，根據高壓轉子的轉速N2和高壓壓氣機進口溫度T2.5，控制12個放氣活門的開度，隨著轉速的增加，放氣活門開度不斷減小，直到完全關閉。圖2 CFM56-3發動機放氣活門作動機構MEC向齒輪馬達供給高壓燃油，齒輪馬達吧燃油的壓力轉換成扭矩，通過限動機構傳動主作動筒。主做動筒包含一套減速齒輪系和一個與放氣活門相連的帶滾珠軸承的螺紋作動筒。減速齒輪系包含一對正齒輪和一對傘齒輪。傘齒輪系驅動軟軸和螺紋軸，通過軟軸再傳動其他的作動筒。螺紋軸上帶有一個能平移的大螺帽，當螺紋軸轉動時，大螺帽眼螺紋軸移動，從而帶動放氣活門轉動而打開或關閉。為了

5、減小螺紋軸與螺紋帽之間的摩擦，在螺紋軸與螺紋帽之間有68個滾珠。其他11個放氣活門的作動筒與主作動筒類似，它們都靠軟軸與主作動機構聯系起來，并通過軟軸和每個作動筒的傘齒輪系傳動各自的螺紋軸，再通過大螺紋帽帶動相應的放氣活門轉動。只有主作動筒有反饋機構，并把活門的實際位置反饋給MEC，當要求的位置與實際位置一致時，MEC使齒輪馬達停止轉動。當放氣活門打開時,一部分低壓壓氣機空氣經放氣活門排出到外涵氣流中,使低壓壓氣機的空氣流動阻力減小,軸向分速和流量系數隨之增大,氣流攻角減小,從而避免發生喘振。同時,由于VBV放氣,高壓壓氣機各級空氣流量減小,氣流軸向分速度減小,從而避免了高壓壓氣機因流量系數過

6、大而出現渦輪狀態。也就是在低速時, 低壓壓氣機供給的氣流流量大于高壓壓氣機需要的,為了建立穩定的氣流,VBV活門打開,一部分低壓壓氣機出口氣流流入到外涵氣流中,避免了高壓壓氣機失速和喘振。在高轉速時,高壓壓氣機需求的流量增加,而且不容易失速,因此VBV關閉。VBV系統的防喘原理如圖3所示。圖3 壓氣機中間級放氣防喘3 VBV常見故障及維修措施VBV系統常見的故障有活門卡阻、柔性軸打滑、止動機構卡阻、齒輪馬達漏油等故障，下面分析造成這些故障的原因及解決的方法。(1)檢查發現在安裝VBV系統的止動機構時,沒有人工轉動到全關位置,或者調定主VBV活門后,連接主柔性軟軸時松動了止動機構隨動螺母的位置導

7、致活門與止動機構位置不一致。活門到達全關位置時燃油齒輪馬達還能繼續轉動,可能出現活門不能繼續運動時,止動機構還沒有到全關位置,此時作用在活門和柔性軟軸上的力矩過大造成軟軸絞斷,活門卡阻。出現這種情況如果活門位置是正確的,可以用專用工具使齒輪馬達往全關位置運動。如果反饋傳感器兩條基準線錯開,則可以判斷止擋機構安裝時沒有調定到全關位置。(2) 用專用工具將 V B V 活門調定在全關位置時, 活門與風扇框架應當存在一定間隙。如果不用專用工具設定,容易誤認為活門全關位置就是活門不能轉動的位置,從而造成活門過關,可能損壞活門和柔軸 。(3) 安裝止擋機構時, 橡膠封嚴損壞。水可能進入止動機構中 ,飛機

8、在空中時溫度較低,水可能結冰導致隨動螺母卡阻,可能造成止動機構損壞或主柔性軸被剪切斷。筆者認為止動機構可以更改成密封的裝置,這樣水和雜質不易進入,而且可以提高止擋機構的可靠性。（4）檢查柔性軟軸六方形端是否磨損時,應檢查外切圓直徑, 如果外切圓直徑小于0 . 3 7 0 i n c h , 應更換柔性軟軸采用柔性傳動機構容易疲勞損壞和磨損,筆者認為將柔性軟軸更改為剛性機構,系統的可靠性可能更好。4結語VBV系統的正常工作對發動機正常運行起著至關重要的作用，VBV系統故障將會導致嚴重的后果。因此航空公司的維護人員需要嚴格按照手冊對VBV系統進行檢查。安裝時確保止動機構在全關位置,活門在全關位置(由專用工具設定),位置反饋傳感器基準線對齊。如果懷疑活門或柔性軸打滑導致活門失效、EGT上升,地面用油泵測試時可能需要反復多次故障才再現(發動機工作時內涵壓力大于外涵壓力,活門易失效)。柔性軸打滑在缺少航材時可以把打滑的軸更換到右側只驅動一個活門。檢查系統轉動力矩,若轉動力矩過大,更換相應的活門或止動機構。在廠家提出徹底的解決方案前,增加對該系統的檢查,根據使用情況,進行軟時限控制。參考文獻1 李書明，趙洪利.民航發動機構造與系統M.北京：中國民航出版社，2015:128-130.2 吳鑫睿. CFM56-5B 發動機 VBV