VBV故障分析

CFM56-5B发动机尽管总体性能较好、可靠性高，但是使用过程中也出现了一些问题。据统计，VBV系统故障是目前公司的一个较大的问题。VBV的故障主要有哪些呢？下面就让我们来看看！

VBV系统常见的故障有：

燃油齿轮马达漏油

活门卡阻（止动机构卡阻）

柔性轴打滑或被剪切断

1. 燃油齿轮马达漏油

根据CFM I给出的资料看出燃油渗漏是由于发动机原因导致航班延误和取消的首要因素。在冬天过夜后或当天第一次启动冷发启动时发动机底部余油处，漏油比较厉害，甚至形成喷射状。根据手册我们可以制作出如下图的一个故障分析树。

故障分析：CFM56-5B的VBV活门是处于全关位的（为防止在维修发动机时，工具从VBV活门掉入发动机，造成不必要的延误或换发），而发动机在启动时由于转速较低，对空气的压缩能力较小，所以高压压气机的空气流量不能过大，否则会造成压气机喘振甚至有可能放炮，这样就要求VBV必须处于全开位，好让多余的空气流走，所以要求VBV活门能够迅速地打开，这样要求燃油齿轮马达有较大的动力，也就要求作动燃油齿轮马达的燃油有很大的压力。

当发动机冷发启动时，尤其是在冬天的时候，外间大气温度较低，如果发动机这时是冷发时，燃油齿轮马达里的橡胶密封圈就会有较大的收缩，虽然流过的燃油有较高的温度，但还是不能使密封圈完全膨胀，使得密封圈与壁面存在一定的间隙，就会使得高压的燃油从这些间隙挤出来，从余油口流出。所以CFM I建议暖车5分钟，让燃油与封圈充分的热交换，达到完全膨胀，起到密封作用，这样就不会漏油了！说明这是一种正常的现象，但发动机在5分钟以后还有余油的话就应该注意了。因为燃油齿轮马达也可能由于磨损导致漏油。同时颤振导致轴承油膜受到破坏，当大运动量时油膜厚度不够，导致磨损和过热。齿轮马达过度磨损的主要原因急促的小排量震动（颤震）阻止了大排量运动所需要的液压动力膜支撑及冷却作用的产生，这会导致:

- 在齿轮表面和轴承板之间过度磨损

- 轴承磨损并过热

- 主轴封严磨损(碳封严头部)

目前的FADEC软件已加入VBV颤震衰减逻辑, 应能够减轻齿轮马达和其它VBV系统部件的磨损:- 5BI for CFM56-5B/P (SB 73-063 - 1999)

排故建议：在上CFM56-5B航线维护课程时，敖良忠老师给出的个人建议是：在发动机启动后，待稍微稳定一下，来回轻轻地动几下油门，让燃油的热量迅速地传给密封圈，让马达迅速达到热平衡。这样就不需要那么长的暖车时间了！

并建议CFM I改进了轴封严的低温性能使用了新的封严，消除了冷天时常见的渗从而漏问题。

2. VBV活门卡阻

VBV活门的卡阻会造成发动机发生喘振，发炮甚至空停。先看看航空公司的VBV活门卡阻的故障。东航西北B-22062005年9 月13 日执行MU2106 航班，但在12 日北京航后PFR 信息中有VBV 信息地面检查发现VBV 活门卡在38 度位因无航材13 日早带航材去北京更换VBV 齿轮马达主轴RVDT 止动机构后地面试车正常。

VBV活门卡阻故障分析：

首要原因：由于VBV在CFM56-3发动机上，起到了良好的防喘效果，所以在研发CFM56-5B时，直接就将它的VBV系统全部移植到CFM56-5B发动机上。但是设计人员没有考虑到它们在作动次数的差别，由于CFM56-3的VBV系统只有一个作动信号，就是VSV的开度信号，所以CFM56-3的VBV系统作动次数相对较少，也就磨损量较小。待到CFM56-5B时，由于发动机采用了FADEC控制，拥有了强大的计算能力，VBV系统可以采集更多的信号来制定它的控制逻辑，这样就有：风扇转速N1、修正风扇转速N1、修正核心机转速N2x25、外界大气压力P0、T2 、T25、 VSV位置、油门杆角度TRA和转动模式等这些信号来控制VBV活门的开度,造成VBV系统的灵敏度过高，发动机工作条件发生微小变化就可能使得VBV系统进行作动，这时燃油马达驱动下，止动机构会遭受到比预期要快的加速度作用，特别是使得如图1所示部位的随动螺母加速了磨损，产生变形。甚至有时候会造成对随动螺帽的高能冲撞，撞裂了随动螺帽，造成止动机构的卡死，从而造成活门的卡阻。

次要原因：安装止动机构时，胶皮封严损坏或漏装，水可能进入止动机构。飞机在空中时，温度较低，水可能结冰，导致随动螺母卡阻，可能造成止动机构损坏或主柔性轴被剪切断。出现这种情况ECU将报告位置错误。

其他原因：现在用的轴承不是密封设计，所以灰尘等杂物易进入止动机构，影响了滑油的润滑效果，造成 VBV止动机构很难转动，导致卡阻。另外一点原因就是随动螺帽和扭力管的强度强度不够。

3.柔性轴打滑或被剪切断（如图所示）

同样我先来看一个故障， A320 发动机喘振飞机返航，2006年7 月31 日B-xxxx 飞机在浦东执行CES575 航班机组报告飞机起飞2000ft 收轮时，出现1#发动机喘振机组收油门时ECAM 出现1#发动机EGT 超限警告机组返航安全落地，//OQAR 译码显示起飞时1#发动机EGT963 按指令单检查VBV 系统发现一根软轴断，拆下所有VBV 软轴按AMM 75-31-30-200-801 要求测量发现全部未到标准另发现断裂软轴下游的两个VBV 门作动力矩偏大更换VBV 门以及所有VBV 软轴并且按TSM 要求完成发动机喘振后的内窥镜检查结果正常做1#发动机FADEC 冷转测试正常做1#发动机加速性测试正常飞机放行目前正常

故障分析：

首要原因：在安装VBV系统的止动机构时，没有人工转动到全关位置或者调定主VBV活门后连接主柔性轴时松动了止动机构随动螺母的位置，导致活门与止动机构位置不一致，活门到达全关位置时，燃油齿轮马达还能继续转动。可能出现活门

不能继续运动时，止动机构还没有到全关位置，此时作用在活门和柔性轴上的力矩过大，造成柔性轴六方形端磨圆而出现打滑，也可能造成活门和机匣磨损。出现这种情况，如果活门设置是正确的，可以通过手摇泵对燃油齿轮马达泵油往全

关位置运动或者进行VBV测试；如果反馈传感器两条基准线错开，则可以判断止动机构安装时没有设定到全关位置。

次要原因：安装VBV活门时，全关位置由专用工具进行设定，在该位置时，活门与风扇框架还有一定间隙。如果不用专用工具设定，容易误认为活门全关位置就是活门不能转动的位置，从而造成活门过关，可能损坏活门和柔性轴。该情况可以用专用工具逐个检查活门位置来发现。另外，当门设定好后安装柔性轴时，误转动柔性轴导致活门全关位置改变，从而导致活门与止动机构位置不一致。

其它原因：柔性轴的切断主要是因为活门的卡阻造成，由于上面已经介绍过了，这里将不再重复阐述了。

维护建议

1. 安装时，严格按照维护手册，确保止动机构在全关位置，活门在全关位置，由专用工具设定，如果没有专用工具可以将VBV活门的传动轴回拧3/4圈可以近似相当这个工具的效果，位置反馈传感器基准线对齐。

曾经有一次VBV的基准调好后，但每次试车后，发现标记又是错开的，后来发现还是止动机构没有调对位置，所以一定要在止动机构上多加注意。

2．因为柔性轴打滑是无ECAM警告，如果怀疑活门或柔性轴打滑导致活门失效可以通过EGT上升来判断，根据谭老师提供的资料，一个活门失效大约会使EGT上升12℃左右。

第二点：柔性轴打滑并不是每次都发生，总是时有时无，所以在地面用油泵测试时可能需要反复20-30次故障才会再现，如果没有油泵，可以通过位于VBV右侧3点钟位置的柔性轴作动孔来完成验证(发动机工作时内涵压力大于外涵压力，活门易失效)。柔性轴打滑在缺少航材时可以把打滑的轴更换到右侧只驱动一个活门。

3．检查系统转动力矩，若转动力矩过大，更换相应的活门或止动机构。

4．VBV系统是一个开放的，柔性的，电子控制的系统，所以肯定故障率高。

5. 建议到12000个循环时，出现故障时就可以将全套VBV都换了，避免更多的 更换和事故。

（完整版）A320-CFM56-5B-VBV系统维护总结