CFM56—5B發(fā)動(dòng)機(jī)AGB碳封嚴(yán)漏油分析

施亞中++崔建雷

摘 要：CFM56-5B發(fā)動(dòng)機(jī)附件齒輪箱（AGB）碳封嚴(yán)常見(jiàn)漏油故障，導(dǎo)致航班延誤或取消。在分析AGB碳封嚴(yán)的工作原理和統(tǒng)計(jì)歷史故障數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，給出了用威布爾分布計(jì)算軟時(shí)限和預(yù)測(cè)備件數(shù)目的方法，提出了切實(shí)有效的改進(jìn)措施，保證了航班安全、正點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：CFM56-5B發(fā)動(dòng)機(jī) 碳封嚴(yán) 威布爾分布 漏油

中圖分類號(hào)：V267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）05（a）-0082-02

1 AGB碳封嚴(yán)漏油故障分析

1.1 CFM56發(fā)動(dòng)機(jī)AGB碳封嚴(yán)工作原理

CFM56系列發(fā)動(dòng)機(jī)AGB碳封嚴(yán)包括一個(gè)動(dòng)封嚴(yán)（轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)或碳封嚴(yán)）和一個(gè)靜封嚴(yán)（固定在齒輪箱上），動(dòng)封嚴(yán)和靜封嚴(yán)之間的接觸面是堅(jiān)硬的金屬面和軟的碳面。AGB碳封嚴(yán)有兩種可選構(gòu)型，一種為磁性封嚴(yán)（Magnetic Seal），另一種為彈簧加載的碳封嚴(yán)（Spring-loaded Seal）[1]。磁性碳封嚴(yán)是通過(guò)磁性將動(dòng)封嚴(yán)和靜封嚴(yán)吸合在一起，并通過(guò)O型環(huán)的適當(dāng)膨脹進(jìn)行封嚴(yán)。彈簧加載的碳封嚴(yán)是通過(guò)帶彈性的靜封嚴(yán)組件緊壓住動(dòng)封嚴(yán)，并通過(guò)O型環(huán)的適當(dāng)膨脹進(jìn)行封嚴(yán)。

1.2 碳封嚴(yán)漏油分析

通過(guò)對(duì)CFM56發(fā)動(dòng)機(jī)AGB碳封嚴(yán)工作原理進(jìn)行分析，碳封嚴(yán)漏油的最大可能性為動(dòng)/靜封嚴(yán)的碳層磨損和O型封嚴(yán)環(huán)失效。動(dòng)/靜封嚴(yán)的碳層磨損與其在翼時(shí)間密切相關(guān)—在翼時(shí)間越長(zhǎng)，失效的可能性就越大[2]。而O型封嚴(yán)環(huán)失效與其過(guò)度膨脹或變形密不可分—這不僅與工作者的裝配施工有關(guān)，還與發(fā)動(dòng)機(jī)滑油特性和封嚴(yán)環(huán)的材料特性有關(guān)。CFMI調(diào)查發(fā)現(xiàn)，若發(fā)動(dòng)機(jī)使用了牌號(hào)為BP2197的滑油，且O型封嚴(yán)環(huán)的材料為氟碳VITON-E，則O型封嚴(yán)環(huán)易碎且膨脹率高達(dá)30%～35%。

2 控制措施

2.1 使用新的碳封嚴(yán)

CFMI設(shè)計(jì)并制造了新的AGB碳封嚴(yán)的封嚴(yán)材料——將碳封嚴(yán)的O型環(huán)的材料升級(jí)為VITON-GLT，并下發(fā)了服務(wù)通告SB72-0660（CFM56-5B）。機(jī)隊(duì)中所有都使用BP2197滑油的發(fā)動(dòng)機(jī)，禁止將使用舊的O型環(huán)材料的碳封嚴(yán)，并要求航材部只能訂購(gòu)最新改進(jìn)的碳封嚴(yán)。同時(shí)，對(duì)航線工作者進(jìn)行了碳封嚴(yán)拆裝的現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)，并將重點(diǎn)注意事項(xiàng)加入了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)非例行工作單。

2.2 建立合理的更換梯次

考慮到航材成本和飛機(jī)簽派可靠性的要求，對(duì)碳封嚴(yán)更換進(jìn)行軟時(shí)限控制。軟時(shí)限的決定采用威布爾分析得到。

威布爾分布密度函數(shù)為[3]：

（1）

式中：m—形狀參數(shù)，衡量壽命的離散程度；

η—尺度參數(shù)，又稱特征壽命，是衡量壽命水平的單位尺度；

δ—位置參數(shù)，又稱保證壽命，即在δ以前不會(huì)失效。在這里δ=0

可靠性壽命為：

（2）

平均壽命MTBF（Mean Time Between Failures）[4]：

（3）

目前機(jī)隊(duì)中因非計(jì)劃更換的AGB碳封嚴(yán)集中在IDG和起動(dòng)機(jī)碳封嚴(yán)，下面就上述兩個(gè)部件的更換情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

威布爾計(jì)算得到機(jī)隊(duì)的IDG碳封嚴(yán)的平均無(wú)故障時(shí)間為13029 h（算術(shù)平均為12989.07），所以IDG碳封嚴(yán)的軟時(shí)限為13000 h。

計(jì)算后，平均無(wú)故障時(shí)間為17622 h（算術(shù)平均為17829.35 h），因此起動(dòng)機(jī)碳封嚴(yán)的軟時(shí)限可以定在18000 h。

根據(jù)上面確定的軟時(shí)限，結(jié)合最近定檢或停場(chǎng)更換。對(duì)高壽的碳封嚴(yán)，更換完畢后，漏油情況已極大減少，減少了相應(yīng)的的航班延誤和取消。

備件預(yù)測(cè)

備件計(jì)算可以用以下公式：

（4）

式中；

—需要的備件數(shù)目；

—— 一年內(nèi)送修的次數(shù)；

—— 送修周期；

—— 一年內(nèi)的天數(shù)；

—— 與可靠性有關(guān)的影響因子；

該機(jī)隊(duì)有31架飛機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)目62臺(tái)，機(jī)隊(duì)的年飛行小時(shí)100，000 h，IDG碳封嚴(yán)和起動(dòng)機(jī)碳封嚴(yán)的送修周期都為40天，如果要求的可靠性為95%，則應(yīng)該為1.75，所以根據(jù)以上公式計(jì)算若能保證4個(gè)起動(dòng)機(jī)碳封嚴(yán)備件和4個(gè)IDG碳封嚴(yán)備件周轉(zhuǎn)，將大大降低因發(fā)動(dòng)機(jī)漏油而導(dǎo)致的航班延誤。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)CFM56-5B發(fā)動(dòng)機(jī)AGB碳封嚴(yán)漏油嚴(yán)重的情況，制定主動(dòng)更換的管控措施，更換新件和軟時(shí)限同步進(jìn)行，既能控制航材成本，又能大大降低因發(fā)動(dòng)機(jī)AGB漏油而導(dǎo)致的航班延誤取消。

參考文獻(xiàn)

[1] A319/A320/A321 Aircraft Maintenance Manual Rev.037，Airbus，2013.

[2] 夏存江.CFM56-7B發(fā)動(dòng)機(jī)滑油滲漏分析[J].燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究，2008（21）：50，54-57.

[3] 姜興渭，宋政吉，王曉晨.可靠性工程技術(shù)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005：208-220.

[4] http：//reliawiki.org/index.php/The_Weibull_Distribution， 2013.endprint

摘 要：CFM56-5B發(fā)動(dòng)機(jī)附件齒輪箱（AGB）碳封嚴(yán)常見(jiàn)漏油故障，導(dǎo)致航班延誤或取消。在分析AGB碳封嚴(yán)的工作原理和統(tǒng)計(jì)歷史故障數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，給出了用威布爾分布計(jì)算軟時(shí)限和預(yù)測(cè)備件數(shù)目的方法，提出了切實(shí)有效的改進(jìn)措施，保證了航班安全、正點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：CFM56-5B發(fā)動(dòng)機(jī) 碳封嚴(yán) 威布爾分布 漏油

中圖分類號(hào)：V267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）05（a）-0082-02

1 AGB碳封嚴(yán)漏油故障分析

1.1 CFM56發(fā)動(dòng)機(jī)AGB碳封嚴(yán)工作原理

CFM56系列發(fā)動(dòng)機(jī)AGB碳封嚴(yán)包括一個(gè)動(dòng)封嚴(yán)（轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)或碳封嚴(yán)）和一個(gè)靜封嚴(yán)（固定在齒輪箱上），動(dòng)封嚴(yán)和靜封嚴(yán)之間的接觸面是堅(jiān)硬的金屬面和軟的碳面。AGB碳封嚴(yán)有兩種可選構(gòu)型，一種為磁性封嚴(yán)（Magnetic Seal），另一種為彈簧加載的碳封嚴(yán)（Spring-loaded Seal）[1]。磁性碳封嚴(yán)是通過(guò)磁性將動(dòng)封嚴(yán)和靜封嚴(yán)吸合在一起，并通過(guò)O型環(huán)的適當(dāng)膨脹進(jìn)行封嚴(yán)。彈簧加載的碳封嚴(yán)是通過(guò)帶彈性的靜封嚴(yán)組件緊壓住動(dòng)封嚴(yán)，并通過(guò)O型環(huán)的適當(dāng)膨脹進(jìn)行封嚴(yán)。

1.2 碳封嚴(yán)漏油分析

通過(guò)對(duì)CFM56發(fā)動(dòng)機(jī)AGB碳封嚴(yán)工作原理進(jìn)行分析，碳封嚴(yán)漏油的最大可能性為動(dòng)/靜封嚴(yán)的碳層磨損和O型封嚴(yán)環(huán)失效。動(dòng)/靜封嚴(yán)的碳層磨損與其在翼時(shí)間密切相關(guān)—在翼時(shí)間越長(zhǎng)，失效的可能性就越大[2]。而O型封嚴(yán)環(huán)失效與其過(guò)度膨脹或變形密不可分—這不僅與工作者的裝配施工有關(guān)，還與發(fā)動(dòng)機(jī)滑油特性和封嚴(yán)環(huán)的材料特性有關(guān)。CFMI調(diào)查發(fā)現(xiàn)，若發(fā)動(dòng)機(jī)使用了牌號(hào)為BP2197的滑油，且O型封嚴(yán)環(huán)的材料為氟碳VITON-E，則O型封嚴(yán)環(huán)易碎且膨脹率高達(dá)30%～35%。

2 控制措施

2.1 使用新的碳封嚴(yán)

CFMI設(shè)計(jì)并制造了新的AGB碳封嚴(yán)的封嚴(yán)材料——將碳封嚴(yán)的O型環(huán)的材料升級(jí)為VITON-GLT，并下發(fā)了服務(wù)通告SB72-0660（CFM56-5B）。機(jī)隊(duì)中所有都使用BP2197滑油的發(fā)動(dòng)機(jī)，禁止將使用舊的O型環(huán)材料的碳封嚴(yán)，并要求航材部只能訂購(gòu)最新改進(jìn)的碳封嚴(yán)。同時(shí)，對(duì)航線工作者進(jìn)行了碳封嚴(yán)拆裝的現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)，并將重點(diǎn)注意事項(xiàng)加入了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)非例行工作單。

2.2 建立合理的更換梯次

考慮到航材成本和飛機(jī)簽派可靠性的要求，對(duì)碳封嚴(yán)更換進(jìn)行軟時(shí)限控制。軟時(shí)限的決定采用威布爾分析得到。

威布爾分布密度函數(shù)為[3]：

（1）

式中：m—形狀參數(shù)，衡量壽命的離散程度；

η—尺度參數(shù)，又稱特征壽命，是衡量壽命水平的單位尺度；

δ—位置參數(shù)，又稱保證壽命，即在δ以前不會(huì)失效。在這里δ=0

可靠性壽命為：

（2）

平均壽命MTBF（Mean Time Between Failures）[4]：

（3）

目前機(jī)隊(duì)中因非計(jì)劃更換的AGB碳封嚴(yán)集中在IDG和起動(dòng)機(jī)碳封嚴(yán)，下面就上述兩個(gè)部件的更換情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

威布爾計(jì)算得到機(jī)隊(duì)的IDG碳封嚴(yán)的平均無(wú)故障時(shí)間為13029 h（算術(shù)平均為12989.07），所以IDG碳封嚴(yán)的軟時(shí)限為13000 h。

計(jì)算后，平均無(wú)故障時(shí)間為17622 h（算術(shù)平均為17829.35 h），因此起動(dòng)機(jī)碳封嚴(yán)的軟時(shí)限可以定在18000 h。

根據(jù)上面確定的軟時(shí)限，結(jié)合最近定檢或停場(chǎng)更換。對(duì)高壽的碳封嚴(yán)，更換完畢后，漏油情況已極大減少，減少了相應(yīng)的的航班延誤和取消。

備件預(yù)測(cè)

備件計(jì)算可以用以下公式：

（4）

式中；

—需要的備件數(shù)目；

—— 一年內(nèi)送修的次數(shù)；

—— 送修周期；

—— 一年內(nèi)的天數(shù)；

—— 與可靠性有關(guān)的影響因子；

該機(jī)隊(duì)有31架飛機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)目62臺(tái)，機(jī)隊(duì)的年飛行小時(shí)100，000 h，IDG碳封嚴(yán)和起動(dòng)機(jī)碳封嚴(yán)的送修周期都為40天，如果要求的可靠性為95%，則應(yīng)該為1.75，所以根據(jù)以上公式計(jì)算若能保證4個(gè)起動(dòng)機(jī)碳封嚴(yán)備件和4個(gè)IDG碳封嚴(yán)備件周轉(zhuǎn)，將大大降低因發(fā)動(dòng)機(jī)漏油而導(dǎo)致的航班延誤。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)CFM56-5B發(fā)動(dòng)機(jī)AGB碳封嚴(yán)漏油嚴(yán)重的情況，制定主動(dòng)更換的管控措施，更換新件和軟時(shí)限同步進(jìn)行，既能控制航材成本，又能大大降低因發(fā)動(dòng)機(jī)AGB漏油而導(dǎo)致的航班延誤取消。

參考文獻(xiàn)

[1] A319/A320/A321 Aircraft Maintenance Manual Rev.037，Airbus，2013.

[2] 夏存江.CFM56-7B發(fā)動(dòng)機(jī)滑油滲漏分析[J].燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究，2008（21）：50，54-57.

[3] 姜興渭，宋政吉，王曉晨.可靠性工程技術(shù)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005：208-220.

[4] http：//reliawiki.org/index.php/The_Weibull_Distribution， 2013.endprint

摘 要：CFM56-5B發(fā)動(dòng)機(jī)附件齒輪箱（AGB）碳封嚴(yán)常見(jiàn)漏油故障，導(dǎo)致航班延誤或取消。在分析AGB碳封嚴(yán)的工作原理和統(tǒng)計(jì)歷史故障數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，給出了用威布爾分布計(jì)算軟時(shí)限和預(yù)測(cè)備件數(shù)目的方法，提出了切實(shí)有效的改進(jìn)措施，保證了航班安全、正點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：CFM56-5B發(fā)動(dòng)機(jī) 碳封嚴(yán) 威布爾分布 漏油

中圖分類號(hào)：V267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）05（a）-0082-02

1 AGB碳封嚴(yán)漏油故障分析

1.1 CFM56發(fā)動(dòng)機(jī)AGB碳封嚴(yán)工作原理

CFM56系列發(fā)動(dòng)機(jī)AGB碳封嚴(yán)包括一個(gè)動(dòng)封嚴(yán)（轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)或碳封嚴(yán)）和一個(gè)靜封嚴(yán)（固定在齒輪箱上），動(dòng)封嚴(yán)和靜封嚴(yán)之間的接觸面是堅(jiān)硬的金屬面和軟的碳面。AGB碳封嚴(yán)有兩種可選構(gòu)型，一種為磁性封嚴(yán)（Magnetic Seal），另一種為彈簧加載的碳封嚴(yán)（Spring-loaded Seal）[1]。磁性碳封嚴(yán)是通過(guò)磁性將動(dòng)封嚴(yán)和靜封嚴(yán)吸合在一起，并通過(guò)O型環(huán)的適當(dāng)膨脹進(jìn)行封嚴(yán)。彈簧加載的碳封嚴(yán)是通過(guò)帶彈性的靜封嚴(yán)組件緊壓住動(dòng)封嚴(yán)，并通過(guò)O型環(huán)的適當(dāng)膨脹進(jìn)行封嚴(yán)。

1.2 碳封嚴(yán)漏油分析

通過(guò)對(duì)CFM56發(fā)動(dòng)機(jī)AGB碳封嚴(yán)工作原理進(jìn)行分析，碳封嚴(yán)漏油的最大可能性為動(dòng)/靜封嚴(yán)的碳層磨損和O型封嚴(yán)環(huán)失效。動(dòng)/靜封嚴(yán)的碳層磨損與其在翼時(shí)間密切相關(guān)—在翼時(shí)間越長(zhǎng)，失效的可能性就越大[2]。而O型封嚴(yán)環(huán)失效與其過(guò)度膨脹或變形密不可分—這不僅與工作者的裝配施工有關(guān)，還與發(fā)動(dòng)機(jī)滑油特性和封嚴(yán)環(huán)的材料特性有關(guān)。CFMI調(diào)查發(fā)現(xiàn)，若發(fā)動(dòng)機(jī)使用了牌號(hào)為BP2197的滑油，且O型封嚴(yán)環(huán)的材料為氟碳VITON-E，則O型封嚴(yán)環(huán)易碎且膨脹率高達(dá)30%～35%。

2 控制措施

2.1 使用新的碳封嚴(yán)

CFMI設(shè)計(jì)并制造了新的AGB碳封嚴(yán)的封嚴(yán)材料——將碳封嚴(yán)的O型環(huán)的材料升級(jí)為VITON-GLT，并下發(fā)了服務(wù)通告SB72-0660（CFM56-5B）。機(jī)隊(duì)中所有都使用BP2197滑油的發(fā)動(dòng)機(jī)，禁止將使用舊的O型環(huán)材料的碳封嚴(yán)，并要求航材部只能訂購(gòu)最新改進(jìn)的碳封嚴(yán)。同時(shí)，對(duì)航線工作者進(jìn)行了碳封嚴(yán)拆裝的現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)，并將重點(diǎn)注意事項(xiàng)加入了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)非例行工作單。

2.2 建立合理的更換梯次

考慮到航材成本和飛機(jī)簽派可靠性的要求，對(duì)碳封嚴(yán)更換進(jìn)行軟時(shí)限控制。軟時(shí)限的決定采用威布爾分析得到。

威布爾分布密度函數(shù)為[3]：

（1）

式中：m—形狀參數(shù)，衡量壽命的離散程度；

η—尺度參數(shù)，又稱特征壽命，是衡量壽命水平的單位尺度；

δ—位置參數(shù)，又稱保證壽命，即在δ以前不會(huì)失效。在這里δ=0

可靠性壽命為：

（2）

平均壽命MTBF（Mean Time Between Failures）[4]：

（3）

目前機(jī)隊(duì)中因非計(jì)劃更換的AGB碳封嚴(yán)集中在IDG和起動(dòng)機(jī)碳封嚴(yán)，下面就上述兩個(gè)部件的更換情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

威布爾計(jì)算得到機(jī)隊(duì)的IDG碳封嚴(yán)的平均無(wú)故障時(shí)間為13029 h（算術(shù)平均為12989.07），所以IDG碳封嚴(yán)的軟時(shí)限為13000 h。

計(jì)算后，平均無(wú)故障時(shí)間為17622 h（算術(shù)平均為17829.35 h），因此起動(dòng)機(jī)碳封嚴(yán)的軟時(shí)限可以定在18000 h。

根據(jù)上面確定的軟時(shí)限，結(jié)合最近定檢或停場(chǎng)更換。對(duì)高壽的碳封嚴(yán)，更換完畢后，漏油情況已極大減少，減少了相應(yīng)的的航班延誤和取消。

備件預(yù)測(cè)

備件計(jì)算可以用以下公式：

（4）

式中；

—需要的備件數(shù)目；

—— 一年內(nèi)送修的次數(shù)；

—— 送修周期；

—— 一年內(nèi)的天數(shù)；

—— 與可靠性有關(guān)的影響因子；

該機(jī)隊(duì)有31架飛機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)目62臺(tái)，機(jī)隊(duì)的年飛行小時(shí)100，000 h，IDG碳封嚴(yán)和起動(dòng)機(jī)碳封嚴(yán)的送修周期都為40天，如果要求的可靠性為95%，則應(yīng)該為1.75，所以根據(jù)以上公式計(jì)算若能保證4個(gè)起動(dòng)機(jī)碳封嚴(yán)備件和4個(gè)IDG碳封嚴(yán)備件周轉(zhuǎn)，將大大降低因發(fā)動(dòng)機(jī)漏油而導(dǎo)致的航班延誤。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)CFM56-5B發(fā)動(dòng)機(jī)AGB碳封嚴(yán)漏油嚴(yán)重的情況，制定主動(dòng)更換的管控措施，更換新件和軟時(shí)限同步進(jìn)行，既能控制航材成本，又能大大降低因發(fā)動(dòng)機(jī)AGB漏油而導(dǎo)致的航班延誤取消。

參考文獻(xiàn)

[1] A319/A320/A321 Aircraft Maintenance Manual Rev.037，Airbus，2013.

[2] 夏存江.CFM56-7B發(fā)動(dòng)機(jī)滑油滲漏分析[J].燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究，2008（21）：50，54-57.

[3] 姜興渭，宋政吉，王曉晨.可靠性工程技術(shù)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005：208-220.

[4] http：//reliawiki.org/index.php/The_Weibull_Distribution， 2013.endprint