发动机故障诊断与状态监控.doc

发动机状态监控与故障诊断 写在前面的话：感谢林元铖，游建峰，柴文乾，张建军，王作洪，何沛等人的整理 1.目前民航发动机制造商提供的性能监控软件有哪些？它主要监控哪些内容，并简述监控的基本流程。 目前应用的主要监控软件有：GE的SAGE、普惠的EHM、罗罗公司的COMPASS软件。 发动机气路性能监控主要包括：①利用巡航稳态数据进行趋势监控；②利用起飞数据估算海平面起飞EGT裕度。 这些软件主要监控的参数有：低压转子N1、高压转子N2、发动机排气温度EGT、燃油流量FF、振动VIB、滑油压力OP、滑油温度OT。 发动机监控的基本流程：①数据采集；②数据处理；③飞行数据有效性检查；④监控参数的换算；⑤发动机的基线方程；⑥监控数据的初始化；⑦状态的趋势分析。 2.发动机基线：是指针对刚出厂性能良好的某构型发动机，在一定的飞行条件下（如ALT、Mach一定），发动机气路参数随工况参数的平均变化关系。将巡航数据录取后，将数据换算然后与发动机基线比较，即可得到原始偏差量。 3.普惠、GE发动机巡航趋势主要监控哪些参数？ 普惠发动机通常采用EPR来反映工况，巡航监视四个参数：EGT、WF、N1和N2。GE发动机采用N1来反映工况，巡航监视三个参数：EGT、WF和N2。 4.发动机巡航趋势监控所需数据获取方式有哪些？记录哪些数据？ 民航发动机巡航数据采集有三种方式：①机组手工记录；②数据自动记录系统+软盘；③数据自动记录系统+地空数据通讯如ACARS（飞机通讯及寻址报告系统）或卫星通讯。 记录参数有四类：①飞机相关识别信息；②飞行条件如ALT、Mach、TAT等；③发动机参数如EPR、N1、N2、EGT、WF以及滑油压力和振动等；④引气情况如空调引气、发动机进口防冰及大翼防冰等。 5.在发动机趋势监控中，为什么对原始偏差进行数据平滑？常用有哪些平滑方法，数据平滑公式及其分析。 数据平滑是为了减少测量噪声影响，更好地提取参数变化的趋势。常用的平滑方法有：移动平均平滑法和指数平滑法。 设测量是平稳随机数列， ，其中为k时刻的状态，为k时刻的测量值，为k时刻的测量噪声。 N点移动平均平滑法为 ，其中是的估计值，可视为原始偏差，可视为平滑后的偏差。 N点指数平滑法为 ，α为平滑指数（取α=0.1~0.3）。 6.发动机巡航趋势图分析基本流程：①查看趋势图有无变化；②查看所有参数是否有相同的变化；③查看同一飞机其他发动机参数是否有相同变化趋势；④若是，指示系统故障；若否，利用指印图查找故障。 7.对发动机气路性能影响较大的四类故障，每类故障类型和原因。 ①飞机相关传感器或指示系统：飞机上大气数据传感器主要包括皮托管探头和总温探头，而ALT、Mach、指示空速IAS，静温STA等参数都由大气数据计算机来解算。当飞机相关传感器故障时，会使该飞机上所有的发动机产生相似的趋势变化。 ②发动机传感器或指示系统：发动机传感器故障有两种，工况传感器故障和被监控参数的传感器故障。 ③发动机相关系统：对发动机气路参数影响较大的系统有：引气系统、防冰系统、放气系统、静子叶片调节VSV系统和涡轮间隙控制系统等。这些相关系统的故障通常会影响整个气路，此时发动机各监控参数的变化具有相关性。 ④发动机本体故障：是指FAN、LPC、HPC、HPT、LPT和喷口面积的变化。发动机本体故障通常会影响整个气路，此时发动机各监控参数的变化具有相关性。其中HPT衰退比较明显，通常会使EGT和FF明显上升，N2明显下降。 8.根据发动机巡航趋势图，如何区分飞机传感器和发动机传感器之间的故障，为什么？（自己解决） 9.为什么EGT能反映发动机的整体性能？ EGT表征了发动机中最关键的参数——涡轮前燃气总温的高低，对压气机、涡轮的效率下降极为敏感，对引起系统故障反应也很明显，对飞行参数和发动机工作参数的改变都有反应。一般EGT随推力的增大而升高，随着发动机部件效率的下降和发动机性能的衰退而升高。 10.发动机推力、EGT、N1与外界大气温度的关系？ Tcp OAT 当OATTcp时，发动机可以产生一个恒定的推力，当OATTcp时，为防止起飞过程中EGT超温，通常会减少推力，即发动机将无法产生额定的全推力。由N1曲线可见，在Tcp温度以下时，随OAT升高，为保持发动机推力不变，需增加N1转速；在Tcp温度以上时，为防止发动机EGT过高，需要减小起飞N1的设定值。由EGT曲线可见，在Tcp温度以下，随着OAT升高，发动机为保持推力不变，需增加N1，EGT相应会增加，在Tcp温度以上，就要牺牲推力来限制EGT。 11:EGTM和OATL的定义和关系？P32-33 答：EGTM为海平面起飞裕度，发动机在海平