提问人：徐岩
一.EGT显示发动机何处的排气温度？
EGT是英文Exhaust Gas Temperature的缩写，在这里指发动机排气温度。发动机在运转过程中，其不同部位的温差巨大。比如在巡航过程中，外界气温可低至-50℃，空气进入发动机经过两级压气机的压缩后温度逐渐升高，在高压压气机后部可达450℃。在燃烧室内，充分燃烧的油气温度更高达1700℃。随着能量转换，气流在经过高压涡轮和低压涡轮时，温度逐渐降低。在发动机尾喷口，气流温度仍可达数百摄氏度。那么，显示在驾驶舱通用显示系统（CDS）上的EGT是发动机哪个部位的气温呢？
CFM56-7B发动机是双转子轴流式涡轮风扇发动机，其N1和N2转子是同心轴。方便起见，沿着发动机的纵轴中心线，从前到后，定义了5个空气动力站位。在这些站位上安装有探头或者传感器，用以探测所需的相关参数，如图1所示：
例如在发动机进气道风扇之前，站位12处安装有被称为T12 的温度传感器。T12 温度传感器探测到的数据被发送给发动机电子控制器（EEC），用于计算推力等。而在站位49.5处（T49.5），即N1转子上四级低压涡轮中的第一级和第二级低压涡轮之间，安装有8个热电偶，每2个热电偶通过接线盒连结成电缆组件。这样，共有4根T49.5热电偶电缆组件。4根电缆组件将8个热电偶探测到的数据提供给EEC。EEC取8个数值的平均数，作为最终的发动机排气温度EGT，传送给显示电子组件（DEU），并最终显示在CDS上。如图2所示。
综上所述，发动机EGT显示的是低压涡轮第一级和第二级涡轮之间的温度。
二.为什么要防止发动机EGT超限
首先，发动机的高压涡轮和低压涡轮是高速旋转的受力部件，受材料本身的限制，在高温环境下承受热应力的时候，其发生裂纹等损坏的概率随着温度的升高而增加。
其次，处在高温环境下，会使得涡轮的使用寿命缩减，温度越高，其缩减越明显。这也直接影响了发动机的使用寿命。
三.CFM56-7B发动机EGT超限情况简介
CFM56-7B发动机存在两种EGT超限的情况，分别是在发动机起动过程中的超过起动极限725℃和发动机起动后在工作过程中的超过最大限制950℃。如图3所示。
那么，发动机EGT为什么会超限呢？
为了说明这个问题，首先介绍一下液压机械组件（HMU）中燃油计量活门（FMV）的作用。在执行正常的发动机地面起动程序中，当满足N1转速出现和N2转速达到25％（或5 秒钟内，N2加速少于1%且N2不低于20%）这两个条件时，应该将发动机起动手柄从切断（CUTOFF）位提到慢车（IDLE）卡位，这会导致以下情况发生：1、直接打开翼梁燃油关断活门；2、给EEC发出信号，使发动机燃油关断活门（电控液动式）的电磁线圈断电以备打开；3、起动点火系统。
在此需要强调的是，提起起动手柄同时使得EEC给HMU发送控制信号以打开HMU中的燃油计量活门（FMV）。因为从燃油总管上游来的燃油量是富裕的，超过了维持发动机转速所需要的量，所以EEC根据油门杆的位置控制燃油计量活门（FMV）的开度，以满足发动机功率所需燃油量，而多余的燃油则会流过HMU内的旁通活门用以其它功能的使用，并最终循环回燃油总管上游。流过燃油计量活门（FMV）的燃油进一步打开（通过压力顶开）发动机燃油关断活门，并经燃油流量传感器进入燃烧室。所以，控制进入发动机燃烧室所需燃油量的核心部件是EEC，而直接的机械装置则是HMU中的燃油计量活门（FMV），同时，旁通活门的开度也会影响流经燃油计量活门（FMV）的燃油量。
综上所述，燃油计量活门（FMV）打开的越大，流经的燃油量越多，燃烧室内的燃烧便更加剧烈，其温度也越高，相应的EGT也就越高，从而导致EGT超限。
那么，有哪些原因会导致燃油计量活门（FMV）打开更大（燃油量供给过多）呢？简单总结如下：
1、燃油计量活门（FMV）失效在打开位。2013年9月26日，国内一架从南京飞往昆明的B737-800客机在8400米高空巡航过程中，因右侧发动机的燃油计量活门（FMV）失效在打开位，使得燃油流量异常上升，导致N1、N2和EGT超限（950℃）的事件发生，机组最终关闭故障的发动机并成功备降长沙黄花机场。
2、发动机失速或喘振。发动机失速是指流经发动机压气机叶片的气流发生分离，导致气流不稳定，这与飞机的失速在原理上是相同的。多个叶片上的失速会造成发动机的喘振以及振动指数增加，进一步导致发动机N1和N2转速减小。EEC为增大发动机转速，会指令燃油计量活门（FMV）打开更大，这样更多的燃油进入燃烧室，从而导致EGT超限的风险。
3、发动机压气机故障。压气机内部出现外来物堆积、压气机叶片故障等原因造成N1和N2转速减小，导致燃油计量活门（FMV）打开更大。
4、HMU相关设备故障。除了燃油计量活门（FMV），HMU还可以控制可调静子叶片（VSV）、可调放气活门（VBV）等设备，用以提高发动机压气机的工作效率。当这些设备故障时，可能造成N1和N2转速减小，进而导致燃油计量活门（FMV）打开更大。
5、发动机滑油系统出现问题。发动机滑油的主要作用是冷却、润滑、密封和清洁。当滑油内杂质过多，导致其润滑效果降低时，发动机效率亦会降低，从而导致燃油供给增加，直至EGT超限。
当然，温度传感器出现故障也可能导致EGT超限。2022年10月，某航一架B737NG飞机（CFM56-7B发动机）在空中报告左侧发动机EGT达892℃，接近红线950℃，比右发EGT高60℃，原因是四条T49.5热电偶电缆组件中的一条电缆组件上的温度传感器出现了故障。所幸EGT并没有超温，航班后续正常落地，更换了故障的温度传感器之后EGT指示恢复正常。
四．CFM56-7B发动机EGT超限的处置方法
如上文所述，发动机EGT超限主要是超过起动极限725℃和工作极限950℃。针对上述两种超限的处置方法，在《B737NG机组标准操作程序（SOP）》和《B737快速检查单（QRH）》中有详细的说明。
首先，针对于在地面起动过程中的超过起动极限725℃，标准操作程序要求机组在起动发动机过程中严密监视发动机各项参数，当出现“EGT迅速接近或超过起动极限”时，机组应执行“发动机中止起动”检查单（如图4）。同时，在地面起动过程中，EEC 监测发动机参数以探测即将发生的热起动、发动机失速、超过EGT起动限制和湿起动的情况，当出现 EGT 快速增高或 EGT 接近起动限制时，EEC会关闭发动机的点火和供油。
其次，对于发动机起动后或飞行中的EGT超限，机组可执行“发动机限制或喘振或失速”快速检查单（如图5）。
对SOP提到的两种热起动分析如下：
1、SOP中提到：不要过早地将发动机起动手柄放到 IDLE 卡位，否则可能出现热起动。
简析：提手柄的时机需满足N1转速出现和N2转速达到25％两条件。当过早地提起起动手柄时，会使得发动机提前供油，此时N1和N2转速较低，进入燃烧室的气体也相对较少，造成燃烧的富油现象，导致燃烧室内温度较高。由于发动机转速较低，高压涡轮和低压涡轮将内能转化为机械能的效率较低，导致传感器探测到的EGT温度较高，以致于可能出现超过起动红线（725℃）的情况发生，从而出现热起动。当然，在地面起动期间，EEC感应到有可能导致热起动或发动机失速的条件时，会自动切断燃油供给，实现发动机关车。
2、SOP中列出：起动机脱开 RPM 之前如果发动机起动电门不能保持在 GRD 位，可能导致热起动。
简析：在发动机起动过程中，起动机脱开的时机是N2达到55%转速（SOP要求在56%N2时核对检查脱开）。此时，DEU断开发动机起动电门电磁线圈的电源，起动电门从GRD位跳到OFF（或AUTO）位，起动活门关闭，接下来发动机依靠自身动力转换进行运转。在发动机起动过程的初始阶段，起动机通过一系列机械连接，对N2轴有个带速的阶段。当发动机供油进行燃烧之后，其涡轮开始将燃烧室出来的内能（热能）转化为机械能，以使得N1和N2轴转动。如果在起动机脱开RPM之前，起动电门回到OFF或AUTO位，尤其是在发动机转速较低的情况下，起动机将不能继续对N2轴进行带速，而此时的燃油流量还处于继续增加的状态，从而导致富油状况的发生，进而可能导致热起动。
发动机EGT超限与发动机故障、环境因素、维护保养及操作方法都有着一定的关系。按照手册维护、使用操作发动机是防止EGT超限的重要举措。
参考资料：《B737-700/800飞行机组使用手册》
《B737机组标准操作手册》
《B737-700/800快速检查单》
《B737-700/800飞机维护手册》
作者：李军涛 培训部飞行培训中心
本文已发表在《航空安全》2023年第4期，现有改动。
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