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CFM56-7B CFM56-7B CFM é uma empresa fabricante de motores aeronáuticos para aviões comerciais. Combina os recursos, engenharia e suportes de duas das maiores companias fabricantes de motores, a GE e Snecma. O CFM56-7B é o motor exclusivo utilizado no Boeing 737 –NG (Next Generation). O CFM56-7B tem as configurações de potência entre 18,500 a 27,300 libras de empuxo. Mais de 6000 motores CFM56-7B estão em serviço acumulando um total de 94 milhoes de horas de vôo. CFM56-7B 72 - Engine CFM56-7B O CFM56-7 é um motor com alta razão de by-pass. O seu comprimento é de 103.50 polegadas, diâmetro de seu fan é de 61 polegadas (1.55 metros) e peso de 5257 libras (2385 kilogramas). Ground Idle N1/N2: 5175/144460 ____ 19,7% - 58,8% N1 – 5380 RPM (104% - )N2 – 15183 RPM (105%) O motor tem as seguintes seções: Fan e Booster. Compressor de alta pressão (HPC) Combustor Turbina de alta pressão (HTP) Turbina de baixa pressão (LPT) Caixa de acessórios CFM56-7B CFM56-7B Fan e Booster O fan e booster são formados por um compressor de 4 estágios. O fan aumenta a velocidade do ar. O splitter fairing divide o ar em dois fluxos: Primário Secundário Fluxo primário entra dentro do motor, o booster aumenta a pressão de ar e este é enviado a HPC. O fluxo secundário passa pelo duto da fan suprindo aproximadamente 80% de empuxo durante decolagem. Razão de By-Pass 5,6:1 CFM56-7B Fabricado de titânio, as Blades do Fan prossuem um desenho único, para melhor performance do motor, melhor fluxo de ar melhorando a queima de combustível e diminuindo a emissão de carbono. CFM56-7B Compressor de Alta Pressão HPC O Compressor de Alta Pressão é Composto por nove estágios aumentando a pressão que foi enviada pelo LPC e enviando esta para a Câmara de Combustão. O HPC também é responsável por suprir o sistema de sangria (Bleed Air) do sistema pneumático da aeronave. CFM56-7B Combustor A Câmara de Combustão mistura o ar vindo dos compressores com o combustível vindo dos bicos injetores. Esta mistura de ar e combustível queimam na Câmara de Combustão se tornando gases quentes. CFM56-7B Câmara de combustão dupla, anular, desenhada para emitir menos poluição e aguentar altas temperaturas. CFM56-7B Turbina de Alta Pressão (HPT) A Turbina de Alta Pressão é de único estágio. Ela é movimentada pela energia cinética dos gases quentes enviados pela câmara de combustão se tornando então energia mecânica. A HPT usa esta energia mecânica para girar o HPC e o eixo de acessórios. CFM56-7B As palhetas da turbina são do tipo impulso reativa. Fabricadas de titânio. EGT redline 950°C CFM56-7B Turbina de Baixa Pressão (LPT) A Turbina de Baixa Pressão é composta de quatro estágios. A LPT usa o remanescente dos gases quentes transformando em energia mecânica para girar o Fan e Booster. CFM56-7B Cinco rolamentos sustentam o eixo de N1 e N2. O número 1 e 2 pertencem ao N1 Um ball bearing e um roller bearing são o rolamento 3 sustentando o eixo de N2 O Rolamento 4 sustenta a parte traseira do eixo de N2. E o rolamento 5 sustenta a traseira do eixo de N1. Os rolamentos 1, 2 e 3 são alimentados pela bomba de óleo dianteira e os rolamentos 4 e 5 pela bomba traseira. CFM56-7B Caixa de Acessórios/ Gearbox A accessory gearbox (AGB) está localizada do lado esquerdo do motor. A AGB recebe energia do eixo de N2. Os seguintes acessórios se encontram na face dianteira da AGB: - EEC alternator - N2 sensor - Hand cranking pad - Engine air starter - Integrated drive generator (IDG) - Hydraulic pump. Na parte traseira: - Fuel pump package (fuel pumps, HMU, and main oil/fuel heat exchanger) - Lubrication unit - Scavenge oil filter. CFM56-7B CFM56-7B 73 - ENGINE FUEL AND CONTROL CFM56-7B Electronic Engine Control (EEC) A EEC é o sistema de controle responsável pelo combustível levado ao motor. A EEC coleta dados de entrada analógicos e digitas e faz o controle do motor. Possui dois canais para fazer o controle e possui um gerador próprio que fica na gearbox. CFM56-7B CFM56-7B Estes são os componentes no qual combustível é distribuído: − Fuel nozzle filter − Fuel pump assembly − Fuel filter − IDG oil cooler − Servo fuel heater − Fuel manifolds − Bicos injetores. CFM56-7B Hydromechanical Unit A HMU fornece a medida de combustível para combustão e pressão de combustível para os servos para operação dos sistemas. A HMU recebe comandos elétricos da EEC para o controle de combustível. Também recebe comandos da Start lever, punho de fogo e interruptor de comando da HPSOV (high pressure shut off valve). CFM56-7B HMU CFM56-7B HMU CFM56-7B Fuel nozzles 20 bicos injetores pulverizam combustível a câmara de combustão para queima. São dois tipos de bicos injetores: Quatro de cor prata que proporcionam um alto fluxo de combustível, um forte sprai. Desesseis de cores azuis standard. Todos são primários e secundários. A aproximadamente 15 psig o primário é aberto. Quando a pressão alcança 125 psig o secundário inicia o fluxo. CFM56-7B Fuel Blue Nozzles 16 ea CFM56-7B Fuel Nozzles 04 ea CFM56-7B Fuel Nozzle Filter CFM56-7B 74- Ignition CFM56-7B O sistema de Ignição é utilizado para acendimento do motor através de centelhamento na Câmara de Combustão. Cada motor tem dois sistemas de ignição operados independentemente. Ambos são controlados pela EEC. A Ignição pode ser usada nos seguintes momentos. * Partida em solo, * Pousos e decolagens; * Em vôo (durante alta turbulência ou mau tempo); * Partida em vôo. CFM56-7B CFM56-7B O Sistema 1 recebe 115V AC do barramento elétrico da Tranfer Bus e AC Stand-by Bus. A EEC tem interruptores internos que enviam 115 V AC para os excitadores transformando os 115V AC em aproximadamente 15.000 a 20.000V DC enviando para os ignitores CFM56-7B CFM56-7B Exciter Boxes CFM56-7B 36 – Pneumatic Bleed Air CFM56-7B Pneumátic Os componentes que necessitam de funcionamento pela energia pneumática são: Start Engines Anti-ice das asas e bocal de entrada dos motores Condicionador de ar e pressurização da cabine Pressurização para reservatório hidráulico Água de toaletes CFM56-7B Pneumátic O ar sangrado vem do quinto e nono estágio do HPC. O motor, a baixas velocidades, o ar sangrado vem do nono estágio. Em altas velocidades, o ar vem do quinto estágio. O High Stage Regulator e High Stage Valve controla o fluxo no nono estágio. Uma válvula unidirecional (Check Valve) no quinto estágio previne o fluxo reverso de ar para o compressor. O bleed air regulator, pressure regulator e shutoff valve (PRSOV) controla o fluxo de sangria de ar. O Sistema Precooler sangra ar frio do Fan, controlando a temperatura da bleed air. CFM56-7B Apresentação de componentes CFM56-7B Baixa Velocidade/Rotação CFM56-7B Alta Velocidade/Rotação CFM56-7B Partida com equipamento de solo CFM56-7B Partida com equipamento de solo CFM56-7B 75 - Air CFM56-7B CFM56-7B O sistema de ar tem as seguintes funções: Folga na turbina HPTACC – Hi Press. Turbine Active Clerance Control LPTACC – Low Press. Turb. Active Clerance Control TBV – Transient Bleed Valve Controle de Fluxo de Ar do Compressor VBV – Variable Bleed Valve VSV – Variable Stator Van CFM56-7B High Pressure Turbine Active Clearance Control A HPTACC está localizada no high pressure compressor (HPC). A HPTACC controla o 4° e 9° estágios do HPC (bleed air) que vai para a folga da carcaça da turbina de alta. Quando o 9° estágio está com alto fluxo, a válvula do 9° estágio está totalmente aberta, então ar quente segue para carcaça da HPT deixando a folga entre carcaça e turbina em máximo. Quando a válvula do quarto estágio está totalmente aberta, a folga entre carcaça e turbina é mínima CFM56-7B HTPACC CFM56-7B HTPACC CFM56-7B LPTACC A LPTACC controla o fluxo da discarga do fan na carcaça da LPT. O Fan discarrega o ar controlando a expanção ou contração na carcaça daLPT. O movimento da carcaça da LPT muda como necessário entre o rotor da turbina diminuindo a folga melhorando o consumo de combustível. A EEC usa dados do motor e aerovave para controlar a HMU. Um Servo de pressão de combustível ligado a HMU movimenta o pistão no atuador da LPTACC. O pistão conecta a borboleta de discarga do fan O fan discarrega fluxo de ar no port de entrada no duto. O fan discarrega fluxo de ar através do duto de entrada da LPTACC. O fluxo de ar controlado pela discarga do fan através do duto da LPTACC passa pela válvula e entrão supri resfriando a carcaça da LPT. CFM56-7B Low Pressure Turbine Active Clerance Control CFM56-7B LTPACC valve CFM56-7B Variable Stator Vane A VSV está montada no HPC a frente a carcaça do estator. Pressão de combustível vindo da HMU é enviada a cada atuador. A VSV está fechada quando N2 está em marcha lenta. Então , quando há uma aceleração maior que 95% de N2, A VSV se move para posição aberta. A VSVs são comandadas para posições mais fechada a baixas altitudes e baixas temperaturas para melhorar a estabilidade do motor durante condições de formação de gelo. O sistema Variable Stator Vane VSV controla o fluxo de ar do HPC garantindo a correta quantidade de fluxo de ar através do HPC pervenindo Stall variando vanes estatoras nos três primeiros estágios do HPC. CFM56-7B Variable Stator Vane CFM56-7B VSV Actuator CFM56-7B Variable Bleed Valve A VBV permite parte da pressão do compressor de baixa descarregar no fluxo secundário (By pass). Durante uma rápida aceleração a VBV previne um stall de LPC. A baixas velocidades de rotação e durante operação de reverso a VBV mantem FOD´s (Água pedras, etc) fora do HPC previnindo danos e aumentando a estabilidade. São 12 válvulas de sangria variáveis que permitem o LPC descarregar no by-pass As portas da VBV se fecham quando a VSV se abrem. CFM56-7B Variable Bleed Valve Chart1 Categoria 1 Categoria 1 Categoria 1 Categoria 2 Categoria 2 Categoria 2 Categoria 3 Categoria 3 Categoria 3 Categoria 4 Categoria 4 Categoria 4 Série 1 Série 2 Série 3 4.3 2.4 2 2.5 4.4 2 3.5 1.8 3 4.5 2.8 5 Plan1 Série 1 Série 2 Série 3 Categoria 1 4.3 2.4 2 Categoria 2 2.5 4.4 2 Categoria 3 3.5 1.8 3 Categoria 4 4.5 2.8 5 Para redimensionar o intervalo de dados do gráfico, arraste o canto inferior direito do intervalo. CFM56-7B VBV 12 Doors CFM56-7B VBV Actuator CFM56-7B Transient Bleed Valve A TBV controla a quantidade de fluxo de ar que vai entre o 9° estágio do HPC para o 1° estágio da turbina de alta. O sistema diminui a margem de stall no HPC durante partida e aceleração CFM56-7B Transient Bleed Valve CFM56-7B TBV CFM56-7B 77 - Indications CFM56-7B Indications As indicações enviadas são: N1 N2 EGT Quantidade e pressão de óleo dos motores Vibração dos motores CFCFM56-7B Indications O indicador de exhaust gas temperature (EGT) monitora a temperatura de saída dos gases no segundo estágio da turbina de baixa pressão. Há oito termocuples (Alumel/Cromel) instalados. CFM56-7B Indications O sistema airborne vibration monitoring (AVM) é responsável pela indicação quanto a vibração do motor. Ele possui dois sensores (acelerometros) um no rolamento n°1 e outro na traseira da carcaça do fan. CFM56-7B 78 -Exhaust/Reverse CFM56-7B Exhaust/Reverse Turbine Exhaust System A exaustão da turbina supri a saída dos gases de saída. Esta saída aumenta a velocidade é ampliada na saída devido o desenho do escapamento Reverso O sistema de Reverso T/R (Thrust Reverser) muda a direção do ar do Fan ajudando a criar uma aceleração reversa. Os pilotos usam a aceleração reversa para reduzir a velocidade após o pouso e em (RTO) decolagem rejeitada. Os aerofólios (Cascades) direcionam o fluxo de ar para o sentido contrário do motor, sem aferar a entrada do motor. CFM56-7B CFM56-7B Exhaust/Reverse CFM56-7B Exhaust/Reverse CFM56-7B 79 - Oil CFM56-7B Oil O sistema de óleo fornece óleo para lubrificação, resfriamento, limpeza dos rolamentos e engrenagens da caixa de acessórios. O sistema comporta em torno de 24 quartos de galão. Durante a vida do motor, dificilmente o óleo é substituído, porém frequentemente o nível é completado. O mínimo para funcionamento é 70%, ou 15 quatos de galão CFM56-7B Oil CFM56-7B Lube Unit CFM56-7B Oil CFM56-7B Oil Tank CFM56-7B 80 - Starting CFM56-7B Starting CFM56-7B Starting CFM56-7B Starting Rated Output Shaft Speed: 48,800 RPM (100%) Maximum Allowable Speed: 51,728 RPM (106%) Maximum Turbine EGT: 1175°F (635°C) at sea level Rated Output Shaft Power: 129 SHP Maximum 90 KVA < 32,000 feet 66 KVA < 41,000 feet Total APU weight: 398.2 lbs (180.62 KG) with Generator. Fuel Inlet Pressure: 10 psig Fuel Filter Replacement: 3500 hours or 3 years APU Supply Power Unit (SPU): 28 vdc/500 amps 200 va, 3 phase, 400Hz, 30 amps. max. APU Start Converter Unit (SCU): 28 vdc, 8 amps max ECU Power Supply: 28 vdc, 8 amps max CFM56-7B Starting O APU possui compressor com um único estágio centrífugo (8:1), câmara de combustão anular de ciclo reverso e dois estágios de turbina. O load compressor é acionado no mesmo eixo do compressor. O load compressor também utiliza o mesmo ar da seção do compressor. É o equipamento responsável por fornecer energia peumática para o giro do Starter. CFM56-7B Starting A Start Valve só irá funcionar na posição GND. Na falha do solenoide, é possível uma abertura manual com uma chave 3/8”. A EEC protege o motor durante a partida. Ela corta o combustível se houver algum parâmetro diferente. CFM56-7B Stert Valve CFM56-7B Starting É selecionado o switch para IGN L or IGN R Colocar engine start switch em GRD position Start Valve open (Starter inicia o giro) Monitorar N2 e pressão de óleo Alguem no solo monitorá o N1 A 25% de N2 combustível é aberto e ignição Monitorar EGT Com 55% de N2 Start Cutout Monitorar todos os parâmetros de motor em Idle CFM56-7B CFM56-7B Starting CFM56-7B Starting CFM56-7B 25 – Fire Protection CFM56-7B Fire Protection O sistema possui detecção e extinção A detecção é feita através de antenas (Loop) que sente o superaquecimento em partes do motor enviando o sinal de alerta para o cockpit. A extinção é feita por duas garrafas de Halon localizadas no compartimento do trem de pouso. Quando acionadas uma espuleta estora aumentando a pressão e levando o agente ao motor com fogo. CFM56-7B Fire Protection CFM56-7B Fire Protection CFM56-7 Left Core Fire/Overheat Detector CFM56-7 Right Core Fire/Overheat Detector CFM56-7B Lower Fan Fire Detector CFM56-7B Upper Fan Fire Detector