關(guān)于飛機磁電機絕緣電阻值低問題的分析與研究

摘 要：在檢查飛機磁電機線路絕緣值時發(fā)現(xiàn)磁電機1號線、2號線對地絕緣阻值分別在0.2M至20M之間，不滿足500M的規(guī)定要求，有可能會導致發(fā)動機無法正常點火。經(jīng)過分析研究及相關(guān)的試驗，對過程控制情況進行了檢查，確定了問題產(chǎn)生的原因，解決了磁電機絕緣電阻值低問題。

關(guān)鍵詞：活塞發(fā)動機；磁電機；絕緣阻值

引言

航空活塞式發(fā)動機是利用燃油與空氣混合，在密閉的容器（氣缸）內(nèi)燃燒，膨脹做功的機械。活塞式發(fā)動機必須帶動螺旋槳，由螺旋槳產(chǎn)生推（拉）力。活塞式發(fā)動機主要由氣缸、活塞、連桿、曲軸、氣門機構(gòu)、螺旋槳減速器、機匣等組成。除主要部件外，還須由若干輔助系統(tǒng)與之配合才能工作。主要有進氣系統(tǒng)（為了改善高空性能，在進氣系統(tǒng)內(nèi)常裝有增壓器，其功用是增大進氣壓力）、燃油系統(tǒng)、點火系統(tǒng)（主要包括高電壓磁電機、輸電線、火花塞）、起動系統(tǒng)（一般為電動起動機）、散熱系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)等。磁電機絕緣電阻不滿足規(guī)定要求，可能會導致發(fā)動機無法正常點火。為解決了磁電機絕緣電阻值低問題，我們對磁電機線路的絕緣電阻值進行了相關(guān)研究。

1 問題分析

在檢查飛機磁電機線路絕緣值時發(fā)現(xiàn)磁電機1號線、2號線對地絕緣阻值分別在0.2M至20M之間，不滿足500M的規(guī)定要求，有可能會導致發(fā)動機無法正常點火。經(jīng)過分析研究及相關(guān)的試驗，對過程控制情況進行了檢查，以確定問題產(chǎn)生的原因。經(jīng)對飛機磁電機線路的檢測和試驗后，認為以下兩種原因會導致磁電機電纜的絕緣電阻值偏低：

（1）由于磁電機開關(guān)后蓋和開關(guān)接線柱之間間隙很小，擠壓了套在導線外部的橡膠保護套，使其在受壓情況下絕緣電阻值發(fā)生改變；或者橡膠保護套由于材料原因本身絕緣電阻就不滿足要求，從而引起同保護套相接觸的后蓋和接線柱間的絕緣電阻過小。

（2）磁電機開關(guān)后蓋因安裝過緊直接擠壓開關(guān)接線處的膠合板或者膠合板受潮，都會使其絕緣電阻發(fā)生變化；也有可能膠合板和其他連接材料本身的絕緣電阻就不滿足要求。（此要求是針對絕緣電阻應為∞而言的）

在隨后的檢查中，首先確認了飛機磁電機開關(guān)內(nèi)的橡膠保護套絕緣電阻值達不到要求是造成磁電機開關(guān)絕緣電阻值偏低的主要原因。

2 試驗比對分析

經(jīng)對磁電機開關(guān)進行對比試驗后發(fā)現(xiàn)，在擰緊磁電機開關(guān)后蓋的過程中測量絕緣電阻，電阻值未發(fā)生變化，一直為500M，此時磁電機開關(guān)內(nèi)所用另一批次的橡膠保護套，更換同一批次的橡膠保護套，重復試驗步驟，電阻值從500M降至5M左右。經(jīng)以上試驗，可確認該批所使用的橡膠保護套的絕緣性能較差。針對橡膠保護套絕緣性能的差異，對兩件絕緣性能不同的橡膠保護套進行了紅外光譜對比分析，分析結(jié)果表明零件是由同一種膠料生產(chǎn)。

磁電機開關(guān)內(nèi)的橡膠保護套使用的膠料為4161混煉膠。從4161混煉膠組成成分分析，4161混煉膠是由氯丁生膠添加配合劑混煉而成，配合劑由噴霧石墨粉15%、補強石墨粉15%、輕鈣40%組成。由于4161氯丁膠具有極性，同時石墨屬于導電介質(zhì)，膠料在混煉不均勻的情況下極易導致絕緣性能下降。而4161橡膠技術(shù)條件只對4161混煉膠物理機械性能和耐介質(zhì)性能做出了要求，而對絕緣性能未作要求，因此存在4161膠料絕緣性能不佳而依然為合格材料出廠交付的情況。

設(shè)計圖紙資料顯示，在磁電機開關(guān)內(nèi)增加橡膠保護套是為了起到絕緣的作用，防止磁電機開關(guān)接線片相碰，從而導致短路的情況發(fā)生。而設(shè)計員在選用橡膠保護套時未充分考慮到橡膠的電性能要求，為故障的發(fā)生留下了隱患。

為此，改用絕緣性能好的膠料生產(chǎn)出新生產(chǎn)的橡膠保護套后，經(jīng)直接測量絕緣電阻值為∞，在飛機上進行試驗，更換新生產(chǎn)的橡膠保護套，對飛機磁電機線路進行了檢測，發(fā)現(xiàn)部分飛機磁電機線路的絕緣電阻仍達不到顧客使用維護規(guī)程中的∞要求（檢測的實際測量值為50MΩ以上）。將磁電機開關(guān)從機上取下，單獨測量磁電機開關(guān)，開關(guān)內(nèi)部接線柱對開關(guān)外殼間的絕緣電阻和整線路的實際測量值基本相同（50MΩ以上）。而按照磁電機點火開關(guān)的絕緣電阻規(guī)范中規(guī)定在正常氣候條件下開關(guān)的絕緣電阻≥20MΩ即為合格。由于開關(guān)本身絕緣電阻值不一定能達到∞，所以裝有此型號開關(guān)的線路電阻值不可能達到∞，應略？燮開關(guān)的絕緣電阻值。

綜上所述，經(jīng)過多次試驗，確定飛機磁電機電纜絕緣電阻值低問題產(chǎn)生原因為：

由于設(shè)計考慮不周，在選用膠料時，未對4161膠料絕緣性能進行充分分析，導致所使用的橡膠保護套絕緣性能較差，從而造成磁電機電纜絕緣阻值偏低。且因磁電機開關(guān)本身絕緣電阻值不一定能達到∞，所以裝有此型號開關(guān)的線路電阻值不可能達到∞。

3 解決措施

在標準手冊中，該橡膠保護套膠料可選用4161橡膠或6144橡膠。6144橡膠是用于空氣、臭氧和電場環(huán)境中的，具有優(yōu)異的電學性能，但不適用于接觸汽油、芳香族燃油和低苯胺點石油基液體的環(huán)境。而磁電機開關(guān)安裝在儀表板上，一般不會接觸到油類物資，故基本上可以不考慮該保護套的耐油特性。

因此使用絕緣性能較好的6144橡膠材料取代原來的4161橡膠材料生產(chǎn)橡膠保護套，以保證橡膠保護套能達到必要的電性能要求。

針對磁電機電路絕緣電阻值應為∞的要求，經(jīng)了解將絕緣電阻值定為∞的原因主要是為了保證飛機在進行維護后，磁電機的絕緣電阻值能基本恢復到維修前的同一數(shù)值，故認為測量磁電機線路的絕緣電阻值能反映磁電機本身積碳情況（積碳后磁電機絕緣電阻值會變小），并且因飛機座艙密封性能問題，容易受到潮氣影響，所以磁電機線路絕緣電阻值應該越大越好，最好能達到∞。但是由于在測量線路絕緣電阻時是需要斷開磁電機等成件，所以測量磁電機線路的絕緣電阻值不能反映磁電機本身積碳情況，為避免積碳過多只能通過定時清洗磁電機積碳來實現(xiàn)。而且考慮到各種原因，磁電機線路的絕緣電阻不可能達到∞，∞只是一個理想狀態(tài)。

4 結(jié)束語

通過此次問題的解決，使我們對橡膠材料特性及絕緣性能有了更深的認識，為后續(xù)設(shè)計飛機時提供了寶貴經(jīng)驗。

參考文獻

[1]丁發(fā)軍，麥海波.活塞式發(fā)動機故障診斷技能培訓教程[M].西南交通大學出版社，2013.