航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)排故基本原則與常見(jiàn)故障分析

鄧志奇 周克家 李自輝

（95935 部隊(duì)，黑龍江 哈爾濱150111）

在我國(guó)航空事業(yè)發(fā)展中，航空器械故障維修一直是一項(xiàng)重要工作組成部分，是保障航空安全、避免航空器械功率異常損耗的必然途徑。而活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)作為當(dāng)前航空器主要的動(dòng)力源之一，對(duì)其開(kāi)展排故工作的重要性就更加不言而喻。但是在活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)排故工作開(kāi)展中，也必須在其基本原則要求下規(guī)范化開(kāi)展排故工作，明確其故障原因，降低故障問(wèn)題的擴(kuò)大而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)零部件損壞的問(wèn)題發(fā)生。

1 航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)

航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)是應(yīng)用于航空器械并為其提供飛行動(dòng)力的一種往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)，是一種4 沖程、有電嘴點(diǎn)火的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)[1]。航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)組成包含曲軸、連桿、活塞、氣缸、分氣機(jī)構(gòu)以及機(jī)匣等部件，并且還附有減速器以及增壓器等，減速器一般置于發(fā)動(dòng)機(jī)前部，主要作用是降低動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速，而增壓器則一般置于機(jī)匣后部位置，用以提升發(fā)動(dòng)機(jī)的高空性能，為航空器飛行提供動(dòng)力保障。根據(jù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸冷卻方式的差異性，可以將活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)分為液冷式發(fā)動(dòng)機(jī)以及氣冷式發(fā)動(dòng)機(jī)兩種，早期飛行器所采用的大多為液冷式發(fā)動(dòng)機(jī)，由于液冷式發(fā)動(dòng)機(jī)的自重問(wèn)題，早期飛行器的速度很低。而隨著對(duì)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的不斷研究，通過(guò)對(duì)飛行器飛行速度的逐漸提升，可以在飛行器飛行過(guò)程中利用高速氣流對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸進(jìn)行冷卻，進(jìn)而氣冷式發(fā)動(dòng)機(jī)得到了廣泛應(yīng)用，成為了航空器應(yīng)用的主要發(fā)動(dòng)機(jī)類型?；钊l(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理是火花塞點(diǎn)燃汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，由汽油發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈，活塞在氣缸結(jié)構(gòu)內(nèi)部往復(fù)運(yùn)動(dòng)4 次，每次均為一個(gè)沖程，其4 個(gè)沖程一次為吸氣、壓縮、膨脹以及排氣，共同形成一個(gè)定容加熱循環(huán)[2]，為飛行器提供飛行動(dòng)力供應(yīng)，具有著動(dòng)力穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)性高的有點(diǎn)，目前多用于輕型低速飛機(jī)上。

2 航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)排故基本原則

活塞發(fā)動(dòng)機(jī)作為飛行器的飛升動(dòng)力源，其運(yùn)行穩(wěn)定性直接關(guān)系到了飛行器的飛行安全，因此在活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)使用過(guò)程中，必須充分保證其運(yùn)行狀態(tài)，因此對(duì)其開(kāi)展排故工作是極為必要的。航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)排故工作開(kāi)展中，必須在其基本原則的要求下進(jìn)行，以保證排故工作開(kāi)展的科學(xué)性和質(zhì)量。

首先，故障信息清晰性原則。在航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)排故工作開(kāi)展中首要原則要求就是明確其故障問(wèn)題，只有充分保證對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)故障信息的清晰性，才能夠針對(duì)性開(kāi)展排故工作，提升排故工作的效率。同時(shí)，故障信息的清晰，也能夠避免活塞發(fā)動(dòng)機(jī)一些表象問(wèn)題影響排故工作的開(kāi)展，通過(guò)對(duì)其故障情況的全面了解，找到故障出現(xiàn)的根源，由根源入手，排除故障問(wèn)題。并且，對(duì)故障問(wèn)題的清晰，也是避免活塞發(fā)動(dòng)機(jī)維修中導(dǎo)致其他故障問(wèn)題的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)故障信息內(nèi)容的雙向交換，減少飛行器的維修時(shí)間。

其次，排故知識(shí)系統(tǒng)性原則。排故知識(shí)系統(tǒng)性原則是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)維修人員的基本能力要求，區(qū)別于其他排故工作，飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)的排故更加復(fù)雜，要求也更加嚴(yán)謹(jǐn)，因此需要對(duì)排故維修人員進(jìn)行長(zhǎng)期的專業(yè)訓(xùn)練，保證維修技術(shù)人員具有快速檢索故障信息的能力，對(duì)故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行準(zhǔn)確定位，以保證活塞發(fā)動(dòng)機(jī)維修工作的順利開(kāi)展。在對(duì)維修技術(shù)人員的排故知識(shí)以及專業(yè)能力培養(yǎng)中，需要利用維修手冊(cè)以及專業(yè)的培訓(xùn)資料，幫助維修技術(shù)人員建立系統(tǒng)化的排故知識(shí)體系，全面提升航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)排故工作的整體質(zhì)量，通過(guò)維修技術(shù)人員的系統(tǒng)排故知識(shí)體系，判斷故障位置，羅列故障原因，科學(xué)化開(kāi)展排故工作。

再次，故障診斷原則。航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)排故工作開(kāi)展中，其故障診斷就是現(xiàn)代化檢驗(yàn)設(shè)備以及維修技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)水準(zhǔn)，規(guī)范化開(kāi)展故障診斷排查工作，對(duì)存在故障誘發(fā)可疑性的零部件進(jìn)行全面的故障診斷，最終確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)的故障問(wèn)題，然后針對(duì)性開(kāi)展維修工作，避免故障問(wèn)題對(duì)飛行器的飛行安全產(chǎn)生不利影響，埋下飛行安全隱患。

最后，試驗(yàn)排除原則。在航空活塞發(fā)動(dòng)故障發(fā)生時(shí)，必須使用試驗(yàn)排除法逐一排除懷疑部件。在進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)故障維修時(shí)，維修技術(shù)人員需要通過(guò)試驗(yàn)排除的方式，通過(guò)是錯(cuò)的模式，逐一檢驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的故障情況，以便排除故障檢驗(yàn)的干擾因素，然后對(duì)故障產(chǎn)生原因進(jìn)行重新評(píng)估[3]。通過(guò)試驗(yàn)排除原則，不僅能夠有效提升排故工作的質(zhì)量，還能夠降低排故過(guò)程中的不必要零部件損耗，能夠降低航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的維修成本，對(duì)于活塞發(fā)動(dòng)機(jī)排故工作的開(kāi)展有著重要的推進(jìn)意義。

3 航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的常見(jiàn)故障分析

故障作為機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中必不可免的主要問(wèn)題之一，往往會(huì)給設(shè)備運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的不利影響，而活塞發(fā)動(dòng)機(jī)作為當(dāng)前飛行器的主要?jiǎng)恿δ茉?，其故障?wèn)題的出現(xiàn)會(huì)給飛行器運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的不利影響，甚至造成飛行安全事故的發(fā)生，因此開(kāi)展排故工作是極為必要的。但是在航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的排故工作開(kāi)展中，需要對(duì)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的常見(jiàn)故障問(wèn)題有所了解，才能夠充分保證排故工作開(kāi)展的效率和質(zhì)量。筆者對(duì)目前階段活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的常見(jiàn)故障情況進(jìn)行了如下分析總結(jié)，以為排故工作的開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。

第一，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)故障。啟動(dòng)故障問(wèn)題多表現(xiàn)為活塞發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)或者啟動(dòng)困難，導(dǎo)致活塞發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)故障發(fā)生的主要因素就是其燃油、氧氣以及火花等方面，作為發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的三大要素，這三點(diǎn)之中任何一個(gè)因素出現(xiàn)故障，都會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)故障的發(fā)生。首先，當(dāng)燃油問(wèn)題導(dǎo)致啟動(dòng)故障發(fā)生。燃油問(wèn)題導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)故障發(fā)生主要包含注油過(guò)多以及然后不足兩個(gè)方面，注油過(guò)多會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火產(chǎn)生阻礙，當(dāng)飛行器排氣管具有濃烈的燃油氣味時(shí)，就說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)存在悶油的情況，導(dǎo)致啟動(dòng)故障的發(fā)生。然后不足也無(wú)法啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)排氣管的燃油氣味較淡時(shí)，則需要進(jìn)行注油。其次，火花束系統(tǒng)導(dǎo)致的啟動(dòng)故障?；鸹ㄊ鴮?dǎo)致的啟動(dòng)故障主要包含了沖擊聯(lián)軸器的故障、磁電機(jī)內(nèi)延時(shí)觸點(diǎn)系統(tǒng)故障以及磁電機(jī)的定時(shí)不準(zhǔn)等問(wèn)題，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的排故處理。

第二，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速故障。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速故障問(wèn)題發(fā)生的主要原因包含兩個(gè)方面：其一是點(diǎn)火不良；其二是燃油噴射器堵塞。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速故障排查中，可以通過(guò)飛行前的磁電機(jī)檢查對(duì)點(diǎn)火不良導(dǎo)致的故障問(wèn)題進(jìn)行明確，進(jìn)而可以找出故障電嘴，進(jìn)行故障排除。而燃油噴射器堵塞導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速故障則可以通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)停車后，采用水槍或瓶子在氣缸排氣口處2.5cm 的位置向各排氣收集器噴水較細(xì)的水流，觀察其蒸發(fā)情況，確認(rèn)點(diǎn)火不良導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速故障問(wèn)題[4]。

第三，滑油故障問(wèn)題?；凸收蠁?wèn)題也是航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的常見(jiàn)問(wèn)題之一，主要故障問(wèn)題就是由于導(dǎo)風(fēng)板密封件出現(xiàn)損壞、密封性下降出現(xiàn)流罩魚鱗片受損，磁電機(jī)定時(shí)不準(zhǔn)確導(dǎo)致的滑油溫度過(guò)高故障以及滑油壓力低的故障。在滑油故障發(fā)生時(shí)，需要維修技術(shù)人員根據(jù)故障情況，檢查發(fā)動(dòng)機(jī)的磁電機(jī)運(yùn)行情況以及導(dǎo)風(fēng)板的密封件，然后根據(jù)實(shí)際故障檢查結(jié)果，進(jìn)行針對(duì)性的排故處理。而滑油壓力低的故障多由于滑油本身的等級(jí)、溫度以及變質(zhì)等原因造成的，需要對(duì)滑油的品質(zhì)情況進(jìn)行檢驗(yàn)，必要是及時(shí)更換滑油，保證滑油等級(jí)滿足航空活塞發(fā)動(dòng)的運(yùn)行需求。

第四，氣缸壓力故障。氣缸壓力故障多為氣缸壓力較低，導(dǎo)致這種故障發(fā)生的主要原因就是由于氣缸存在漏氣點(diǎn)，主要的漏氣點(diǎn)一般位于進(jìn)氣門、排氣門以及漲圈等三個(gè)部分。因此在氣缸壓力故障發(fā)生時(shí)，要及時(shí)檢驗(yàn)排氣門、進(jìn)氣門以及漲圈是否存在漏點(diǎn)，對(duì)存在漏點(diǎn)的位置進(jìn)行維修，保證活塞發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓力，保證飛行器的飛行安全。

結(jié)束語(yǔ)

活塞發(fā)動(dòng)機(jī)作為當(dāng)前航空領(lǐng)域中應(yīng)用較多的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置，明確其常見(jiàn)故障體系，深入了解其排故原則，能夠有效提升活塞發(fā)動(dòng)機(jī)排故工作的效率和質(zhì)量，避免發(fā)動(dòng)機(jī)故障隱患的存在，給飛行器的運(yùn)行埋下故障安全隱患，制約我國(guó)航空事業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。