活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸頭裂紋原因及對(duì)策

疚畝曰釗椒⒍淄妨鹽頻腦頡⑽：岸圓囈蟹治鲅芯?提出了在維護(hù)和使用過程中應(yīng)注意的問題及解決方法，有效的提高機(jī)務(wù)、飛行人員的安全操作技能和安全技術(shù)知識(shí)， 為實(shí)現(xiàn)持續(xù)安全奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞:活塞發(fā)動(dòng)機(jī) 汽缸裂紋 對(duì)策

中圖分類號(hào):TH17文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)08(a)-0077-011 氣缸頭裂紋原因

航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生故障的原因多種多樣，而且汽缸頭裂紋直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)工作的可靠性，威脅飛行安全。

(1)萊康明IO-540系列發(fā)動(dòng)機(jī)、IO-360系列發(fā)動(dòng)機(jī)采用寬氣缸(氣缸內(nèi)徑大于活塞行程)使火焰?zhèn)鞑サ穆烦梯^長，形成的過氧化物也就增多，在局部混合氣中出現(xiàn)的具有爆炸性的燃燒現(xiàn)象，瞬間火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤蛇_(dá)2000m/s，局部燃?xì)鈮毫蛇_(dá)100～200kg/cm，局部燃?xì)鉁囟瓤蛇_(dá)3000℃以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常燃燒時(shí)的數(shù)值，這種局部混合氣爆炸性燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓突然作用于活塞頂、氣缸及氣缸頭內(nèi)壁上，使諸構(gòu)件瞬間受到巨大沖擊負(fù)荷，迫使氣缸頭與身有分離的趨勢，在薄弱部分就會(huì)產(chǎn)生裂紋。如:1997年10月22日上午，某院校教員駕駛TB20-8917號(hào)飛行執(zhí)行403航行訓(xùn)練任務(wù)時(shí)，當(dāng)該機(jī)起飛2分鐘后發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)輕微抖動(dòng)，馬力下降，飛機(jī)下沉，請(qǐng)示地面指揮員后緊急返航安全著陸。經(jīng)打開發(fā)動(dòng)機(jī)包皮，發(fā)現(xiàn)第2號(hào)氣缸頭與氣缸身結(jié)合部有灰白色的廢氣痕跡，扳轉(zhuǎn)螺旋槳時(shí)該處發(fā)出“哧哧”漏氣聲，測量氣缸壓縮指標(biāo)為0，進(jìn)一步拆下氣缸檢查，發(fā)現(xiàn)該氣缸頭排氣門處一側(cè)(散熱片從下往上數(shù)第6～7片之間)環(huán)向裂紋長達(dá)236mm(詳見照片箭頭所指處)，活塞頂及氣缸頭內(nèi)壁上伴有較多積碳。

(2)飛行人員在使用過程中若油門桿與變距手柄操作配合不當(dāng)，將造成發(fā)動(dòng)機(jī)在大進(jìn)氣壓力，小轉(zhuǎn)速工作，使燃?xì)鈮毫蜏囟冗^高，誘發(fā)爆震而出現(xiàn)氣缸頭裂紋。

(3)機(jī)務(wù)人員在完成試車檢查后，就急于打開發(fā)動(dòng)機(jī)包皮，拆卸電咀或排除故障，使氣缸頭溫度發(fā)生急劇變化而誘發(fā)裂紋(尤其是寒冬臘月)。

2 氣缸頭裂紋的危害

(1)氣缸頭裂紋漏出的高溫、高壓混合氣容易引起航空發(fā)動(dòng)機(jī)空中著火，誘發(fā)飛行事故的發(fā)生。

(2)氣缸頭裂紋致使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生空中劇烈抖動(dòng)，誘發(fā)氣門、漲圈、活塞頂、推桿等部件損壞。

(3)氣缸頭裂紋，發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)直接影響著飛行人員的心理健康，增加了恐懼感和緊張情緒，致使飛行過程中看不清儀表指示參數(shù)，嚴(yán)重時(shí)若處置不當(dāng)極易誘發(fā)飛行事故的發(fā)生。

3 氣缸頭裂紋預(yù)防及對(duì)策

(1)飛行人員在地面試車過程中，要嚴(yán)格按照飛行手冊(cè)規(guī)定的暖機(jī)時(shí)間，避免氣缸頭溫度和滑油溫度未達(dá)規(guī)定數(shù)值強(qiáng)行試車;操作油門要柔和，嚴(yán)謹(jǐn)動(dòng)作粗猛，避免發(fā)動(dòng)機(jī)早期磨損而使滑油污染，降低航空燃料的辛烷數(shù)和級(jí)數(shù);在檢查進(jìn)氣壓力，進(jìn)氣溫度以及最大進(jìn)氣壓力時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)全風(fēng)門最大轉(zhuǎn)速的使用時(shí)間均不得超過規(guī)定時(shí)限。

(2)在飛行過程中要控制好發(fā)動(dòng)機(jī)的正常溫度(如IO-540為250°F至42°F)最大氣缸頭溫度不得超過500°F，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度偏高時(shí)要及時(shí)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)(例如調(diào)為微富油工作)避免氣缸頭局部過熱而誘發(fā)裂紋;要按飛行手冊(cè)規(guī)定的步驟，正確使用油門桿與變距桿，避免發(fā)動(dòng)機(jī)大進(jìn)氣壓力，小轉(zhuǎn)速工作，以防止燃?xì)鈮毫蜏囟冗^高而產(chǎn)生爆震。

(3)機(jī)務(wù)維護(hù)人員在日常維護(hù)工作中，要按規(guī)定使用時(shí)限更換進(jìn)氣濾網(wǎng)、滑油，工作場所應(yīng)保持清潔干凈，確保發(fā)動(dòng)機(jī)吸入潔凈空氣;要在加油前仔細(xì)檢查牌號(hào)、化驗(yàn)單，杜絕辛烷數(shù)和級(jí)數(shù)低于規(guī)定數(shù)值的航空燃料;要正確調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的貧富油，及時(shí)清除氣缸散熱片上的塵土、昆蟲，導(dǎo)風(fēng)板膠皮磨損及時(shí)更換，保持發(fā)動(dòng)機(jī)通風(fēng)散熱良好，避免氣缸局部過熱;要加強(qiáng)燃油系統(tǒng)導(dǎo)管、噴咀的維護(hù)，避免管路磨損、噴咀堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，誘發(fā)氣缸頭裂紋。

(4)在完成維護(hù)檢查工作試車時(shí)，要待發(fā)動(dòng)機(jī)各種數(shù)據(jù)指示達(dá)到規(guī)定值時(shí)方能試車，試車結(jié)束后不要急于打開發(fā)動(dòng)機(jī)包皮拆卸電咀或排故，避免氣缸頭溫度急劇變化而誘發(fā)裂紋，尤其是寒冬季節(jié)更要關(guān)注。

(5)要正確進(jìn)行磁電機(jī)的定時(shí)，提前點(diǎn)火角過大時(shí)，混合氣邊燃燒邊壓縮，極易誘發(fā)爆震而損壞氣缸組件。

(6)要加強(qiáng)電嘴日常維護(hù)，除按規(guī)定進(jìn)行跳火試驗(yàn)外，還應(yīng)檢查電咀的銅墊片過薄或不平應(yīng)及時(shí)更換，安裝電咀時(shí)應(yīng)使用力矩扳手，電咀擰的過緊或過松也會(huì)誘發(fā)電咀孔處產(chǎn)生裂紋。

(7)要加強(qiáng)與飛行人員正確使用發(fā)動(dòng)機(jī)的教育與溝通，聯(lián)系飛行中遇到的實(shí)際問題進(jìn)行專題講課，提高正確使用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的理論知識(shí)，確保飛行安全。

本文對(duì)萊康明IO-540系列發(fā)動(dòng)機(jī)、IO-360系列發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸裂紋作了粗淺的認(rèn)識(shí)，機(jī)務(wù)和飛行人員切實(shí)按照手冊(cè)的要求操作，氣缸頭裂紋的故障是可防的，飛行安全是能夠保證的。