基于试车数据的某型发动机大修分析
徐广强
中国飞龙通用航空有限公司 哈尔滨 150060
摘要：为降低民航飞机动力系统在工作中出现故障的可能性，保证飞机运行安全，航空公司对发动机进行大修是不可避免的工作。发动机排气温度是发动机重要的监控参数。本篇论文参考IAE厂商提供的V2500发动机性能测试手册中的标准对试车数据中排气温度与燃油耗量进行了分析。
关键词：发动机试车；修正计算；EGT；EPR；Wf。
现民航飞机发动机在运行过程中可能会因为各种原因（如寿命到期，FOD等）被拆下返厂修理。无论最终决定是执行热端部件修理HSR还是其他类型修理，修理完成后都需要检查发动机排气温度EGT。
1.整理试车数据并带入公式
因发动机在试车时外部环境不同，直接比较结果没有意义，需将P2和T2作为修正标准参数，将七台发动机修正至同一标准状态下进行比较。修正公式如下：
P2观测值：14.3373PsiA T2观测值：27.901℃
.png)
.png)
湿度计算公式：
.png)
其中：d为含湿量（g/kg（a））；
Φ为相对湿度；
B为当地大气压；
Ps为水蒸气饱和分压力。
燃油流量修正参数Kh修正公式：
.png)
（4）
C1查询测试手册Fig.71-00-00-990-244
C2查询测试手册Fig.71-00-00-990-245
C3查询测试手册Fig.71-00-00-990-246
燃油流量修正公式：
.png)
N1修正公式：
.png)
N2修正公式：
.png)
压气机总增压比：
.png)
2.计算结果分析
Band A 推力30000lbs；Band B 推力26000lbs
Band C 推力22000lbs；Band D 推力16000lbs
台架试车得到七台发动机试车数据并按公式修正。
图2-1 1号发动机换算参数（例）
根据发动机测试手册中Fig.71-00-00-990-281，给出的EGT限制曲线公式：
|
1
|
Band A
|
Band B
|
Band C
|
Band D
|
|
EPR
N1K
N2K
CPR
EGTK
WfK
|
1.6331
5436.6
14285.5
32.50596695
547.5
11603.7
|
1.4863
4993.3
13920.7
27.74725259
490.6
9155
|
1.3694
4677.4
13567.9
23.73907861
454.7
7413.8
|
1.2294
4130
13016.7
17.81627
429.8
5303.6
|
X=EPR；Y=EGT
热端部件翻新之前，限制曲线公式为：
y=-3599.03+8019.46x-5395.4x2+1280.56x3 （10）
热端部件翻新之后，限制曲线公式为：
y=-3607.03+8019.46x-5395.4x2+1280.56x3 （11）
通过计算并对比，这七台发动机的工作EGT均未超限，是合格的。
随着发动机的性能下降，或者发动机出现故障，燃油消耗量会相应增加。燃油消耗量与EGT建立联系，可以作为发动机的性能监控参数，对于同一型号同一推力级的发动机有着重要的参考意义。同一EGT条件下，消耗燃油量少的发动机可视为工作效率较高。发动机之间燃油消耗量横向对比如图3-1：
通过图片分析，这七台发动机燃油流量与EGT关系的曲线走势相似，尤其是EGT在470℃以上的部分，燃油消耗率十分接近，最大相差不过300pph。
最大差值甚至能够达到800pph，原因可能为各个发
.png)
图3-1 Wf-EGT关系曲线
动机的单元体或者部件的工作效率不同。在低功率的情况下，工作表现被放大。其中3号发动机的工作线在450℃~470℃之间时较其它发动机低，整体走势较其它发动机也略微不同，因此分析3号发动机的各单元体合作的工作效率较高，或者指示系统可能存在故障，出现误报。
对七台发动机的数据取平均值，作出平均曲线并拟合出趋势线。如图3-2，趋势线方程为：
y=-0.16518x2+212.16x-55090 （12）
.png)
图3-2 Wf-EGT平均曲线与拟合曲线
3.结论
该七台发动机试车EGT-Wf的关系曲线走势非常相似，而且分布接近，所以判断这七台发动机的返厂维修都是有效的。至于存在偏差的问题，因日常工作环境和状态不同，所以返厂时每台发动机的状况也一定会有所不同，最终大修结束以后的试车数据存在偏差是正常的。
参考文献：
[1]Customized V2500-A5 electronic Maintenance Management Plan for FHA，2015．
[2]宋江涛，魏海涛，蔡元虎．某型航空发动机耗油率超标分析[V].燃气涡轮实验与研究．西安：中国飞行试验研究院，2009，22（2）：38-42.