浅谈CFM56-7B发动机可变引气活门导向块更换方案

林璟，邓琪，陈伟安

（广州飞机维修工程有限公司，广东 广州 510470）

CFM56-7B发动机是高涵道比、双转子轴流式发动机，主要装配于737NG系列飞机。尽管该发动机总体性能较好、可靠性高，但在使用过程中也出现了一些问题，严重影响了飞行安全，导致航司经济损失。可变引气活门（Variable Bleed Valve，VBV）系统故障是发动机常见故障之一，会导致发动机喘振。发动机喘振是一种低频率高振幅的振动，很容易导致发动机停车，如不及时处理将造成发动机部件损坏，严重影响飞行安全。喘振常出现在发动机的启动、加速、减速、反推4个阶段，导致返航、中断起飞或航班延误。本文对CFM56-7B发动机可变引气活门导向块更换原因叙述，对该厂家发出的维护指引进行深入分析形成相应的更换可变引气活门导向块的方案，并提出维护建议和维护过程中的注意事项。

1 背景

根据飞行监控数据显示，B-5021 RH右发发动机序号：960691有短时故障代码“75-30452 THE VBV POSITION SIGNALS DISAGREE”，目视检查发现右发导向环4个可变引气活门导向块均不在位，已取出3个。孔探检查发现剩余的一个导向块掉落在支柱STRUT6和STRUT7之间，打开相应盖板，目视无法看到，也无法取出。由于当前的AMM飞机维护手册并没有确实的方案，我们也可以通过DICA(厂家提供的维护文件)指引完成和修复该类故障和现象。

2 CFM56-7B 发动机可变引气活门导向块更换原因

（1）当可变引气活门导向块（聚四氟乙烯）图层出现明显的脱胶或者丢失时，需要执行检查可变引气活门导向块项目。

（2）按需一次性完成更换PTFE（聚四氟乙烯）导向块。

（3）CFM56-7B发动机可变引气活门导向块组成。可变引气活门导向块是由2个黏合的主要部件构成，主要支撑区域是由钢材料组成，而防磨区域是有PTFE（聚四氟乙烯）材料组成，（如图1）它们的主要是用于可变引气活门导向块门作动环作动时起到关键防磨的作用。CFM56-7B发动机安装有4个可变引气活门导向块，从发动机后往前看的方向，他们都是成双分布在发动机2点和8点钟位置。

图1 可变引气活门导向块主要构成图

（4）CFM56-7B发动机可变引气活门导向块更换的情况。由于受到飞机维护信息的报告，出现了可变引气活门信号不一致的维护信息，这样的信息会导致发动机在150h内限制放行（短时放行失效）。排故显示根本原因是由于可变引气活门导向块PTFE材料丢失或者脱胶。

（5）CFM56-7B发动机可变引气活门导向块更换性能提升。为了保证在翼更换的可靠性，CFM厂家发布的SB服务通告提供的指引，在所述的发动机中检查和去除损坏的可变引气活门导向块，并且重装可变引气活门导向块来满足修正可变引气活门导向块PTFE（聚四氟乙烯）材料的黏合要求。

3 CFM56-7B发动机可变引气活门导向块更换流程方案

3.1 方案的构思

CFM公司早期针对CFM56-7B发动机发放了服务通告SB72-0369,预防性方案是对存在明显的PTFE（聚四氟乙烯）PAD材料明显的丢失或者脱胶状态，进行可变引气活门导向块检查，如果发现超标一次性更换。但是，厂家方案有2个弊端。

（1）滞后性。对存在明显的PTFE（聚四氟乙烯）PAD材料明显的丢失或者脱胶状态，并不是所有型号CFM56-7B发动机都能涉及检查。根据SB72-0369只有涉及CFM56-7B发动机序列号到达ESN：87Z541。（序列号为Z的参考发动机范围874/875）。

（2）精准差。可变引气活门导向块成双分布在发动机2点和8点钟位置，在风扇单元体内部，一般的日常维护很难接近这些位置去检查。最近南航737NG机队频发VBV位置信号不一致故障以及所有的VBV导板丢失现象，说明了之前方案的局限性。

3.2 方案优化

CFM56-7B可变引气活门导向块更换需要拆装进气道、风扇叶片套装、风扇单元体，所需要的工时人力和飞机停场时间较多，并且由于当时厂家供应问题，相关航材短缺。为了进一步提高可变引气活门导向块检查与更换普及的可行性，工艺和工程从施工步骤、设备以及航材等方面不断改进，成功探索出一套简易更换可变引气活门导向块方法。

（1）首先，是由于工具和设备的局限，原本更换可变引气活门导向块只能在车间运行这个方案已经不适合。于是，工程和工艺商讨研究出优化简易的方法省去传统的方案需要拆发动机，运送到发动机车间，进行竖架，通过专用吊具进行拆装单元体方法，采用创新性的方案通过在翼拆卸进气道、风扇叶片套装、风扇单元体后，完成可变引气活门导向块更换，恢复进气道、风扇叶片套装、风扇单元体，最后完成试车测试（如图2）。

图2 可变引气活门导向块在翼更换流程

（2）根据CFM56-7B厂家手册ESM,在单元体拆下存放在专用存放架时，通过16步骤工序将其低压压气机单元体组件核心4级叶片以及组件彻底分解，并把4块可变引气活门导向块进行拆下。

（3）根据CFM56-7B厂家发动机手册ESM,通过25步骤工序将其低压压气机单元体组件核心4级叶片以及组件恢复和组装，并把4块新的可变引气活门导向块进行恢复，这也突破了自大修厂以来发动机首次核心技术进行攻关。

（4）对于发现可变引气活门导向块 PTFE（聚四氟乙烯）图层有出现明显的脱胶或者丢失时，采取创新性（以修代换）修理方案，采取打磨、裁剪、加工、粘贴、喷砂的手段和方法进行修复PTFE材料。

（5）创新性修理可变引气活门导向块带来的盈利。从航材购买成本来说，每块可变引气活门导向块为7370美金（约合人民币48704元），1台CFM56-7B的发动机有4块可变引气活门导向块，每更换4块导向块（约合人民币20万元），如果采用可变引气活门PTFE修理方案可以节省将近20万元，按照最近CFM56-7B VBV排故信息统计，现在每周都会出现可变引气活门导向块由于丢失或者脱胶而出现的信息，1个月就可以省去将近100万的人民币，所以可变引气活门导向块 PTFE修理方案无论从创新性或者经济性，都是可行的方案，如图3。

图3 可变引气活门导向块航材系统价格

4 CFM56-7B 发动机可变引气活门导向块更换注意事项

4.1 CFM56-7B 发动机可变引气活门导向块拆下注意事项（如图4）

图4 CFM56-7B发动机可变引气活门导向块拆装注意事项

（1）该项拆卸程序包含有分解风扇单元体组件的指引。（2）参与分解风扇单元体组件的人员必须正确熟知在程序里面的每个步骤。（3）参考分解风扇单元体组件程序使用正确的专用工具可以防止对人员伤害和设备损坏。（4）在分解风扇单元体组件及其拆下部件时要做好识别，按需使用保护盖对拆下的部件进行保护，并放入相应的存放架。（5）如果发动机暴露于一个不正常的操作状态时，在拆下部件进行常规清洁流程之前，部件发现任何缺陷都必须修正和记录在文件上，以便下次大修时继续修理。

4.2 CFM56-7B 发动机可变引气活门导向块安装注意事项（如图4）

（1）该项安装程序包含组装风扇单元体组件的指引。（2）参与组装风扇单元体组件的人员要正确熟知在程序里面的每个步骤。（3）参考组装风扇单元体组件程序使用正确的专用工具可以防止对人员伤害和设备损坏。（4）为了防止因更换风扇单元体后再次进行平衡，需要先对风扇单元体进行平衡操作。（5）对于风扇单元体进行平衡操作不允许偏离任何程序。（6）较低的不平衡值和可重复性的的动态平衡,都与幅度和相位角有关，这点是非常重要。（7）结合面、螺杆导板和固定表面的螺杆头和螺帽必须清洁干净。（8）除非有另外的说明，紧固件的螺纹必须使用消耗品CP2442发动机滑油进行润滑。（9）所有结合面必须正确安装放置。（10）对于手册要求所有的力矩都不允许偏离。

5 结语

随着科技的发展，CFMI发动机设计和制造水平在不断进步，发动机厂家从制造和设计方面努力改进使发动机部件可变引气活门日常维护工作更加便捷，出错概率更低。我们相信，随着GAMECO发动机车间在各项核心维护技术创新的道路上持续探索，使以后我们的发动机深度维修技术推向发动机维护世界一流水平奠定了基础，这就是编写CFM56-7B发动机可变引气活门更换方案意义所在。