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1、(完整word)CFM56-7发动机油门杆系统及其常见故障分析最终版解析航空工程学院航空发动机综合课程设计题 目 油门杆角度位置信号超出范围 Thrust lever Angle Position Signal Is Out Of Range 作者姓名 杨顺 专业名称 飞行器动力工程 指导教师 李平 提交日期 答辩日期 目 录第1章 前言11.1 CFM56-7发动机简介11.2 油门杆系统的重要性21.3 课题研究的目的和意义2第2章 CFM567发动机油门杆系统32。1 CFM567油门杆系统结构和功用32.2 CFM567油门杆系统与EEC52.2。1 CFM56-7发动机的油门杆控制组
2、件52。2。2 CFM567发动机油门杆，反推杆，自动推力关断按钮，机械齿轮装置62.2。3 CFM567发动机EEC6第3章 CFM56-7发动机油门杆系统常见故障83.1 油门杆角度信号超出范围83。2 油门杆位置指示丢失83.3 油门杆错位8第4章 CFM567发动机油门杆角度信号超出范围94.1 故障原因分析94。1。1 油门杆角度解算器调整的不当94。1.2 在角度解算器和EEC之间线路和连接器出现故障94。1.3 油门杆角度解算器,M1819 （Eng 1）或者M1822 （Eng 2)出现故障（坏了）104.1。4 EEC故障，M1818故障104.1.5 与推力杆相连的传动杆折
3、断变形104.2 故障树124。3 排故步骤134.3。1故障隔离程序134.3。2修复确认17第5章 总结21参考文献22附录:工卡231第1章 前言1。1 CFM56-7发动机简介CFM国际公司是由美国通用电气公司和法国SNECMA持股各半于1974年联合组成的合资公司，专门负责CFM56涡扇发动机的合作研制、生产和销售，总部设在巴黎。通用电气公司负责总体设计、核心机和主控制系统，SNECMA负责低压系统、齿轮箱、附件综合和发动机安装,该公司被认为是国际合作的成功例子之一。全球投入使用的CFM56系列发动机数量目前已经超过15000台。结合了这两大公司的资源与工程、维修经验，在短短二十几年
4、的时间里，靠着CFM56系列涡扇发动机，而跃居世界著名的发动机供应商之一。CFM56发动机是由美国通用电气公司（GE）和法国国营航空发动机研究制造公司（SNECMA)共同组成的CFM国际公司（CFMI），在F101核心机技术的基础上,为适应20世纪80年代后国际军、民用飞机市场的需要而研制的100 kN级高涵道比涡扇发动机.CFM56-7系列是用于波音737NG（737600/700/800/900)和波音公务机(BBJ）的型号，起飞推力介于19，500至27，300磅(86.7至121千牛）之间.相比其前驱型号CFM563系列，-7系列有更高的推力范围，较高效率和较低维护成本。CFM567B
5、发动机是CFM国际发动机公司上世纪90年代后期成功开发并投入使用的发动机，该发动机以其良好的经济性和可靠性成为新一代波音737飞机的唯一可选装动力装置。在控制方式上该发动机采用当前较为先进的全权限数字电子控制技术，它具有控制精度高、故障包容能力强等特点，同时还具备较强的故障探溅能力这为保证发动机安全稳定地工作提供了条件,使其真正成为“智能发动机”。该发动机在结构设计上同早期的CFM56发动机相比采用了很多新技术:风扇叶片采用后掠宽弦设计；压气机及涡轮转、静子叶片采用三维气动设计；同时,为了降低污染物的排放量为发动机提供了双环燃烧室选择等.其基本机械构造和-3系列相同,但是空气动力特性得到提高，
6、推力增加了11%,其噪声远远低于三级噪声标准，而且它还具有油耗低和维护费用低的特点.该发动机从服役至今，其各项性能都表现良好，得到用户的一致好评。1.2 油门杆系统的重要性航空发动机的油门杆系统主要有一下功用：控制飞机的飞行速度：油门杆控制组件通过感受推力杆推力信号,推力杆解算器解算推力，推力杆解算器向EEC提供推力指令信号，通过调节杆机械连接到EEC.EEC再把信号给EIS,在发动机运转后可以通过CDU来观察油门杆的角度值。反推力装置减速：收油门着陆后立即打开反推力装置并加大油门。由油门杆系统的功用和特点来看，油门杆系统对发动机和飞行安全有重大影响，研究发动机油门杆系统及常见故障，对保证发动
7、机正常工作有非常重要的意义。1.3 课题研究的目的和意义由于空中客车A320的竞争,波音在1997年开始生产第三代737737NG系列(Next Generation，意为“新一代737”，是相对于第二代737所言）。 737NG包括737600/700/800/900。是第二代737（737-300/400/500）的改进型，很多系统都有所变化,更先进、更易于维护、故障率更低、更经济。B737NG在中国航空公司拥有的数量越来越多。与旧型号相比除了飞机系统和电子电气方面的改进之外,发动机由原来的CFM563替换为CFM567。尤其是在发动机的推力控制方面由发动机推力控制的第二代(监控型)改进为
8、第三代（FADEC)全权限控制，使整个发动机的控制较过去相比更加精确，同时在CDU（控制显示装置)中加装了发动机部分，使飞行人员查询和使用。 所以,波音737NG在我国民航界起着重要作用,CFM56-7作为发动机，我们有必要重复了解这款发动机，以更好的保障飞机飞行安全。5第2章 CFM56-7发动机油门杆系统2。1 CFM567油门杆系统结构和功用CFM567发动机的油门杆系统包括：推力杆，反推杆，自动推力关断按钮，连接杆，机械齿轮装置，以及油门控制组件，油门控制组件包含控制杆，电位计，角度解算器（RVDT旋转变压器 ）,连接器等组成。角度解算器原理：由于旋转变压器在结构上保证了其定子和转子(
9、旋转一周）之间空气间隙内磁通分布符合正弦规律，因此，当激磁电压加到定子绕组时，通过电磁耦合，转子绕组便产生感应电势。图21 角度解算器电路图电位计也称接触式绝对型角传感器 ，原理和旋转变压器相似.当励磁绕组和感应绕组之间发生相对位移时，由于电磁耦合变化，感应绕组中感应电压随位移变化而变化.电位计内部结构如图(2-2a)（2-2b）所示: 以下是油门杆控制系统图和油门杆系统的结构框图和功能框图(如图22，2-3，24):23 油门杆控制系统图油门杆EEC角度解算器电位计扇形盘连接杆 机械箱连接杆图24 油门杆系统结构框图图2-5 油门杆系统功能框图2.2 CFM567油门杆系统与EEC2.2.1
10、 CFM567发动机的油门杆控制组件油门控制组件包含控制杆，电位计(接触式绝对型角传感器)，角度解算器（RVDT旋转变压器),连接器等组成。如图26所示。26 油门控制组件2.2。2 CFM567发动机油门杆，反推杆,自动推力关断按钮，机械齿轮装置推力杆通过推力杆解算器向EEC提供推力指令信号，通过调节杆机械连接到EEC。反推杆主要控制反推。自动推力关断按钮：主要中断飞机自动驾驶，在降落的时候常用。机械齿轮装置主要传递力。2。2。3 CFM56-7发动机EECEEC也叫发动机电子控制器，功能是确保精确地推力控制，同时不超过发动机安全限制，方便飞机接口和故障诊断，参数显示和事件记录等功能.如图2
11、7，28所示.图27 EEC图28 EEC的功能框图第3章 CFM56-7发动机油门杆系统常见故障尽管CFM567B发动机是一种非常先进的发动机，但发动机在使用过程中油门杆系统还是不可避免的出现了这些问题：油门杆角度信号超出范围,油门杆位置指示丢失,油门杆错位等。3.1 油门杆角度信号超出范围油门杆角度信号超出范围会导致严重的后果,对飞行员的判断带来障碍。3。2 油门杆位置指示丢失油门杆位置指示丢失故障状况类似于油门杆角度信号超出范围。主要出在EEC故障，油门控制组件故障以及EEC到控制组件连接导线故障。3.3 油门杆错位 表象就是驾驶舱的双发油门杆位置不一致。由于一般发生在飞机巡航状态，且飞
12、机自动油门工作，因此从排故的角度而言，涉及到发动机操控和调校以及自动油门系统的工作,部件众多,系统复杂，非常容易导致排故周期延长，对航班正常运行造成极大影响.第4章 CFM56-7发动机油门杆角度信号超出范围当EEC检测出推力杆角度信号传感器角度小于3度或大于87度正弦或余弦信号小于-3.84vrms或大于3.84vrms。正弦或余弦电压平方和小于7.75或大于17.EEC输入电路内部故障。解算器（RVDT旋转变压器）励磁电路短路.这5种情况出现就说明发动机油门杆角度信号超出范围这一故障信息.4.1 故障原因分析 CFM56-7发动机油门杆角度信号超出范围的主要原因是油门杆角度解算器调整的不当
13、,在角度解算器和EEC之间线路和连接器出现故障，油门杆角度解算器，M1819 (Eng 1)或者M1822 （Eng 2）出现故障(坏了）,EEC故障,M1818故障，以及和推力杆相连的传动杆折断变形。4。1。1 油门杆角度解算器调整的不当油门杆角度解算器调整不当主要是人为造成的,调整不当会导致解算器给EEC一个不准确的信号，从而导致显示的油门杆角度超范围.4。1.2 在角度解算器和EEC之间线路和连接器出现故障角度解算器和EEC之间的线路和连接器的故障主要分为：(1）EEC连接器上的线束MW0303，MW0304损坏（2)支柱连接器上的线束MW0303,MW0304损坏（3）支柱插头损坏（4
14、)支柱插头引脚电阻超出范围.图41 DP0303所相关连接线路图42 DP0303所相关连接线路图4。1。3 油门杆角度解算器，M1819 (Eng 1)或者M1822 （Eng 2)出现故障(坏了)油门杆角度解算器有以下可能的故障：解算器故障;解算器传动动装置故障；解算器安全装置故障；解算器（RVDT旋转变压器）励磁电路短路或断路。4。1。4 EEC故障，M1818故障EEC引脚电阻超出范围;EEC插头损坏；EEC处理器，供电器，程序存储器故障。4。1.5 与推力杆相连的传动杆折断变形如果传动杆折断或变形会使油门杆角度不能准确传到EEC。具体分析：（1）EEC端和支柱端的线束损坏有二方面的原因:（1)自然损坏（2）人为故障。自然损坏是指线束超过使用期，绝缘层老化破裂，引起电
