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摘 要：CFM56-5B发动机附件齿轮箱（AGB）碳封严常见漏油故障，导致航班延误或取消。在分析AGB碳封严的工作原理和统计历史故障数据的基础上，给出了用威布尔分布计算软时限和预测备件数目的方法，提出了切实有效的改进措施，保证了航班安全、正点。
关键词：CFM56-5B发动机 碳封严 威布尔分布 漏油
中图分类号：V267 文献标识码 A 文章编号：1674-098X（2014）05（a）-0082-02
1 AGB碳封严漏油故障分析
1.1 CFM56发动机AGB碳封严工作原理
CFM56系列发动机AGB碳封严包括一个动封严（转动环或碳封严）和一个静封严（固定在齿轮箱上），动封严和静封严之间的接触面是坚硬的金属面和软的碳面。AGB碳封严有两种可选构型，一种为磁性封严（Magnetic Seal），另一种为弹簧加载的碳封严（Spring-loaded Seal）[1]。磁性碳封严是通过磁性将动封严和静封严吸合在一起，并通过O型环的适当膨胀进行封严。弹簧加载的碳封严是通过带弹性的静封严组件紧压住动封严，并通过O型环的适当膨胀进行封严。
1.2 碳封严漏油分析
通过对CFM56发动机AGB碳封严工作原理进行分析，碳封严漏油的最大可能性为动/静封严的碳层磨损和O型封严环失效。动/静封严的碳层磨损与其在翼时间密切相关—在翼时间越长，失效的可能性就越大[2]。而O型封严环失效与其过度膨胀或变形密不可分—这不仅与工作者的装配施工有关，还与发动机滑油特性和封严环的材料特性有关。CFMI调查发现，若发动机使用了牌号为BP2197的滑油，且O型封严环的材料为氟碳VITON-E，则O型封严环易碎且膨胀率高达30%～35%。
2 控制措施
2.1 使用新的碳封严
CFMI设计并制造了新的AGB碳封严的封严材料——将碳封严的O型环的材料升级为VITON-GLT，并下发了服务通告SB72-0660（CFM56-5B）。机队中所有都使用BP2197滑油的发动机，禁止将使用旧的O型环材料的碳封严，并要求航材部只能订购最新改进的碳封严。同时，对航线工作者进行了碳封严拆装的现场培训，并将重点注意事项加入了相应的标准非例行工作单。
2.2 建立合理的更换梯次
考虑到航材成本和飞机签派可靠性的要求，对碳封严更换进行软时限控制。软时限的决定采用威布尔分析得到。
威布尔分布密度函数为[3]：
（1）
式中：m—形状参数，衡量寿命的离散程度；
η—尺度参数，又称特征寿命，是衡量寿命水平的单位尺度；
δ—位置参数，又称保证寿命，即在δ以前不会失效。在这里δ=0
可靠性寿命为：
（2）
平均寿命MTBF（Mean Time Between Failures）[4]：
（3）
目前机队中因非计划更换的AGB碳封严集中在IDG和起动机碳封严，下面就上述两个部件的更换情况进行统计分析。
威布尔计算得到机队的IDG碳封严的平均无故障时间为13029 h（算术平均为12989.07），所以IDG碳封严的软时限为13000 h。
计算后，平均无故障时间为17622 h（算术平均为17829.35 h），因此起动机碳封严的软时限可以定在18000 h。
根据上面确定的软时限，结合最近定检或停场更换。对高寿的碳封严，更换完毕后，漏油情况已极大减少，减少了相应的的航班延误和取消。
备件预测
备件计算可以用以下公式：
（4）
式中；
—需要的备件数目；
—— 一年内送修的次数；
—— 送修周期；
—— 一年内的天数；
—— 与可靠性有关的影响因子；
该机队有31架飞机，发动机数目62台，机队的年飞行小时100，000 h，IDG碳封严和起动机碳封严的送修周期都为40天，如果要求的可靠性为95%，则应该为1.75，所以根据以上公式计算若能保证4个起动机碳封严备件和4个IDG碳封严备件周转，将大大降低因发动机漏油而导致的航班延误。
3 结语
针对CFM56-5B发动机AGB碳封严漏油严重的情况，制定主动更换的管控措施，更换新件和软时限同步进行，既能控制航材成本，又能大大降低因发动机AGB漏油而导致的航班延误取消。
参考文献
[1] A319/A320/A321 Aircraft Maintenance Manual Rev.037，Airbus，2013.
[2] 夏存江.CFM56-7B发动机滑油渗漏分析[J].燃气涡轮试验与研究，2008（21）：50，54-57.
[3] 姜兴渭，宋政吉，王晓晨.可靠性工程技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005：208-220.
[4] http：//reliawiki.org/index.php/The_Weibull_Distribution， 2013.
关键词：CFM56-5B发动机 碳封严 威布尔分布 漏油
中图分类号：V267 文献标识码 A 文章编号：1674-098X（2014）05（a）-0082-02
1 AGB碳封严漏油故障分析
1.1 CFM56发动机AGB碳封严工作原理
CFM56系列发动机AGB碳封严包括一个动封严（转动环或碳封严）和一个静封严（固定在齿轮箱上），动封严和静封严之间的接触面是坚硬的金属面和软的碳面。AGB碳封严有两种可选构型，一种为磁性封严（Magnetic Seal），另一种为弹簧加载的碳封严（Spring-loaded Seal）[1]。磁性碳封严是通过磁性将动封严和静封严吸合在一起，并通过O型环的适当膨胀进行封严。弹簧加载的碳封严是通过带弹性的静封严组件紧压住动封严，并通过O型环的适当膨胀进行封严。
1.2 碳封严漏油分析
通过对CFM56发动机AGB碳封严工作原理进行分析，碳封严漏油的最大可能性为动/静封严的碳层磨损和O型封严环失效。动/静封严的碳层磨损与其在翼时间密切相关—在翼时间越长，失效的可能性就越大[2]。而O型封严环失效与其过度膨胀或变形密不可分—这不仅与工作者的装配施工有关，还与发动机滑油特性和封严环的材料特性有关。CFMI调查发现，若发动机使用了牌号为BP2197的滑油，且O型封严环的材料为氟碳VITON-E，则O型封严环易碎且膨胀率高达30%～35%。
2 控制措施
2.1 使用新的碳封严
CFMI设计并制造了新的AGB碳封严的封严材料——将碳封严的O型环的材料升级为VITON-GLT，并下发了服务通告SB72-0660（CFM56-5B）。机队中所有都使用BP2197滑油的发动机，禁止将使用旧的O型环材料的碳封严，并要求航材部只能订购最新改进的碳封严。同时，对航线工作者进行了碳封严拆装的现场培训，并将重点注意事项加入了相应的标准非例行工作单。
2.2 建立合理的更换梯次
考虑到航材成本和飞机签派可靠性的要求，对碳封严更换进行软时限控制。软时限的决定采用威布尔分析得到。
威布尔分布密度函数为[3]：
（1）
式中：m—形状参数，衡量寿命的离散程度；
η—尺度参数，又称特征寿命，是衡量寿命水平的单位尺度；
δ—位置参数，又称保证寿命，即在δ以前不会失效。在这里δ=0
可靠性寿命为：
（2）
平均寿命MTBF（Mean Time Between Failures）[4]：
（3）
目前机队中因非计划更换的AGB碳封严集中在IDG和起动机碳封严，下面就上述两个部件的更换情况进行统计分析。
威布尔计算得到机队的IDG碳封严的平均无故障时间为13029 h（算术平均为12989.07），所以IDG碳封严的软时限为13000 h。
计算后，平均无故障时间为17622 h（算术平均为17829.35 h），因此起动机碳封严的软时限可以定在18000 h。
根据上面确定的软时限，结合最近定检或停场更换。对高寿的碳封严，更换完毕后，漏油情况已极大减少，减少了相应的的航班延误和取消。
备件预测
备件计算可以用以下公式：
（4）
式中；
—需要的备件数目；
—— 一年内送修的次数；
—— 送修周期；
—— 一年内的天数；
—— 与可靠性有关的影响因子；
该机队有31架飞机，发动机数目62台，机队的年飞行小时100，000 h，IDG碳封严和起动机碳封严的送修周期都为40天，如果要求的可靠性为95%，则应该为1.75，所以根据以上公式计算若能保证4个起动机碳封严备件和4个IDG碳封严备件周转，将大大降低因发动机漏油而导致的航班延误。
3 结语
针对CFM56-5B发动机AGB碳封严漏油严重的情况，制定主动更换的管控措施，更换新件和软时限同步进行，既能控制航材成本，又能大大降低因发动机AGB漏油而导致的航班延误取消。
参考文献
[1] A319/A320/A321 Aircraft Maintenance Manual Rev.037，Airbus，2013.
[2] 夏存江.CFM56-7B发动机滑油渗漏分析[J].燃气涡轮试验与研究，2008（21）：50，54-57.
[3] 姜兴渭，宋政吉，王晓晨.可靠性工程技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005：208-220.
[4] http：//reliawiki.org/index.php/The_Weibull_Distribution， 2013.