737NG飞机发动机起动机的故障分析B737系列机务在线
李斌
摘 要：该文讨论了一个比较罕见的发电机线路故障，通过系统的讲解发动机发电和相关部件原理，清晰的区分了各个部件故障的异同之处，整个排故过程逻辑缜密，思维清晰，为发电机系统故障梳理清了排故方法。并清晰的总结了飞机线路故障的各个特性，为之后的线路故障排故提供了帮助。
关键词：欠压 虚接 GCR 电压调节 交流发电机 励磁电压 线路故障 高振动
中图分类号：V267.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（a）-0035-02
1 故障现象
航后机组反映启动好右发后M238板右发LV灯亮。航后试车，发现启动好右发后，电压频率无指示，剩磁电压10 V，但电源能正常接通，接通后电压频率均正常。从右发转换到APU电源时，右发依然发电但电压下降到100 V左右摆动，频率正常，有时M238面板右发LV灯会亮，并且GCR脱开，然后无电压频率指示。
2 相关知识
737-300发动机发电系统包括：恒速传动机构CSD，交流发电机，GCU，GB，电路保护传感器。
恒速传动机构（CSD）：CSD是一个液压机械式的传动装置，他的作用是将变化的发动机转速转换为恒定的转速用于驱动发电机产生恒频交流电源。他可以在P5面板上手动脱开，脱开后必须在地面作动复位受柄才可以复位。CSD产生的热量借助滑油在滑油冷却器中被散发，当滑油温度达到157 ℃时，HIGH OIL TEMP灯亮。当滑油压力降到120～160PSI时点亮LOW PRESSURE灯，两个灯点亮均不脱开CSD且不影响转速。
交流发电机：737-300飞机的发电机是三相交流同步发电机。该发电机具体由一个励磁发电机，一个旋转整流器，以及一个主发电机构成，由恒速装置CSD带动发电。励磁发电机由GCU（发电机控制组件）的电压调节器（简称VR）提供直流的励磁电压，而旋转的励磁发电机产生了三相交流电压，此电压经过旋转整流器整流产生直流的电压送入到主发电机的转子生成旋转的电磁场从而在主发电机的静子上产生交变的三相电压输出。当GCR没有闭合时，在永磁铁的作用下，励磁发电机输出15～20 V电压，GCR闭和后，在GCU内部的励磁机电源的作用下，电压从15～20 V不经调节直接增加到100 V，当电压达到100 V时，电压调节器接入电路，调节电压稳定在115 V。
GCU：他的作用是为发电机系统提供励磁，控制和保护功能，是发动机发电的主控制器。励磁的功能是通过其内部的励磁电源供给元件将三相交流电转换成直流脉冲电压，用于发电机励磁。控制功能通过电压调节器来完成，电压调节器通过控制发电机的励磁机的励磁电源来实现。GCU为发电机提供过压130+-3 V，欠压100+-3 V（有7 s的延时），过频，欠频，过流170～175 A和差动电流保护功能20～30 A。其中只有和过频和欠频保护功能不断开GCR，另外还可以通过发动机电门关断，CSD脱开和提起发动机灭火手柄来断开GCR。
GB：主发动机接触器用来控制电源向交流汇流条供电，当发生以下情况时GB断开：GCR断开，相临的APU电门闭和，地面电源电门闭和，或者发电机过频或者欠频。当GB断开时，P5面板上的GEN OFF BUS点亮。
T8传感器：T8包括4个线圈，其中一个探测电流用来监控过流状况的发生，一个探测用来GCU进行功率限制，一个用来作为励磁放大功能，还有一个用来进行排故时观察每相电流的大小。
3 排故过程
现在我们再回想下故障现象：从右发转换到APU电源时，右发依然发电但电压下降到100 V左右摆动，频率正常，有时M238面板右发LV灯会亮，并且GCR脱开，然后无电压频率指示。
从上述现象我们可以看到只有当转换APU电源的时候才出现故障。因此排故方向转向AGB前面的电路和AGB上面，由图1所示飞机的交流电是并联供电，后接为主的原则。APU供电和外接电源供电和发动机供电都是并联的。因此想到利用外接电源供电来测试发动机是否还会出现类似故障。结果使用外部电源供电后，结果故障再现。由此排除APU和外部电源部分的影响。
排除外部因素以后，我们再来回想下其他故障现象：其中频率正常说明CSD的工作是正常的，能够保证发电机以一个恒定的转速运转。APU电接入后，GCB是断开的，P5板指示是从发电机其中一项引入的，电压下降到100 V左右摆动，说明故障集中在发电机的电压控制电路有问题，其中现象M238面板右发LV灯会亮，并且GCR脱开，然后无电压频率指示都可以佐证发电机电压控制出问题导致电压不稳，触发了电压保护。因此，后续的排故就锁定在发动机发电系统本身故障。
在发动机发电系统中GCU是整个系统的控制部件，其中的电压调节器损坏会使电压调节不稳定。另外电压调节器的电压调节要经过GCR的线路，因此GCR的触点烧蚀，不断变化的电阻也会导致电压一直在110 V上下跳动。其次电压调节器的输入是由T8传感器给的信号，并且T8传感器其中一路是给励磁电源的，因此T8傳感器损坏也会造成电压的不稳定。考虑上述因素之后依次更换了GCU，测量了T8传感器未能排除故障，无奈之下又更换了GB，发电机，CSD也未能排除故障。
在几乎更换完所有系统部件之后，最后将疑点锁定在各部件附属线路上，通过不断的排查，最后量线发现GD2754-AC接地线的接线片裂开，更换接线片之后，故障排除。如图2所示。
4 故障分析
通过最后量线得知，GD2754-AC接线片裂开，但是没有分离。发动机启动以后，接线片在高震动下不断的闭和脱离，相当于在发电机和地之间加了一个变化的电阻。这时候量剩磁电压，因为没有接负载，这个电阻相当于发电机内阻很大，会起到分压作用，因此量的剩磁电压会偏小，两次实际量的电压为10 V，14 V。
当GCR闭和后，在右发发电机断开GB2也就是无飞机负载的情况下，接触电阻在环路中占的比重较大，因此导致发电机的相电压下降，虽然电压调节器可以调节，但由于这时的负载电流很小，由发电机的调节特性得知这时的励磁电流也比较小，调节能力不足，导致端压较低并有可能触发LV灯亮（当接触电阻由于震动变得较大时）；在闭合GB2接入飞机负载的情况下，负载电流增大至几十安培，接触电阻导致的压降对于由于负载电流增大引起的压降相对较小。这时电压调节器增大励磁电流更容易调节电压稳定电压在115 V左右。
5 结语
随着飞机的服务时间越来越长，线路故障逐渐增多，给故障排除带来很大的压力。但是线路故障也是有一定规律的，从发生的区域上，以下几个区域比较多发：飞机经常拆装维护的区域；最近做过改装等较大工作的区域；飞机震动区域比如发动机，大翼根部等；环境较恶劣的区域比如轮舱等。从故障现象上有以下几个特点：故障的发生有一定过程，先是间歇性的后续逐渐故障稳定；间歇性故障在地面比较难模拟；电阻电压测量时，数值变化。一但故障明确为线路损伤的原因后，可以通过隔离线路，装置万用表，摇线的方法来进行排故。对工作人员来说就需要更多的耐心和细心。
参考文献
[1] 737-300Aircraft Maintenance Manual boeing[Z].
[2] 737-300System Schematic Manual boeing[Z].
[3] 737-300Fault Isolation Manual boeing[Z].
