航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)常見故障及診斷技術(shù)研究

王 凱（中國(guó)民航飛行學(xué)院洛陽分院，河南洛陽，471001）

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航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)常見故障及診斷技術(shù)研究

王 凱
（中國(guó)民航飛行學(xué)院洛陽分院，河南洛陽，471001）

本文通過以TCM公司生產(chǎn)的航空飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象，分析了飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)普遍存在的抖動(dòng)及其成因。通過對(duì)飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)故障的診斷以及修正的探討，提出的解決措施對(duì)航空飛行器的工作的安全性、穩(wěn)定性以及可靠性的提升都具有一定的意義、也能夠有效提升航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油系統(tǒng)的使用效率。

航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)；燃油系統(tǒng)；故障診斷；修正

隨著我國(guó)航空科技的發(fā)展，航空發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用體積小、功率大、各個(gè)部件能夠適應(yīng)嚴(yán)酷環(huán)境的發(fā)動(dòng)機(jī)，最常用的有活塞式和渦輪噴氣式這兩種。由于活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)相比較，具有省油、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便以及使用成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此在有人或者無人飛機(jī)及其他飛行器的小型固定翼以及旋翼等方面得到了普遍的應(yīng)用。活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及安全性對(duì)航空飛行器的正常工作以及飛行安全都有非常重要的作用。本文通過對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理等做了簡(jiǎn)單的介紹， 同時(shí)也分析了發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)存在的常見故障、故障發(fā)生的可能原因以及修正故障所采取的措施。

1　引起航空發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)的主要原因

航空飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)的抖動(dòng)往往是因?yàn)楦鱾€(gè)燃油汽缸所爆發(fā)的壓力不均而導(dǎo)致的。常見的航空飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)的抖動(dòng)通常是由于點(diǎn)火系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)以及氣門機(jī)構(gòu)等工作故障而引起的。在下面具體分析由航空飛行器燃油系統(tǒng)所引起的飛行器的抖動(dòng)。

航空飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油系統(tǒng)主要的組成部分有：燃油箱、燃油泵、燃油調(diào)節(jié)器、化油器、燃油分配器、通氣管、燃油導(dǎo)管、燃油噴嘴、控制活門、燃油量表等。引起飛行器抖動(dòng)的主要原因有：①航空燃油的含鉛量超標(biāo)： TCM公司生產(chǎn)的飛機(jī)所采用的發(fā)動(dòng)機(jī)由于壓縮程度比較大（8.5∶1），為了能夠有效防止燃油箱的爆震，通常情況下航空燃油比普通燃油的含鉛量高。由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)通常會(huì)在低功率、低溫以及富油的狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，因此，航空燃油中含有的大部分鉛不能夠被揮發(fā)而是通過通氣管以及排氣門排除，這樣燃油中的鉛就會(huì)在汽缸以及排氣門的內(nèi)壁或者火花塞的間隙中積淀，慢慢的由于鉛的積累會(huì)影響到燃油系統(tǒng)火花塞的點(diǎn)火性能以及通氣管和排氣門的正常關(guān)閉。②航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油箱的燃油泵由于航空燃油過濾不徹底，里面含有雜質(zhì)、燃油泵受到嚴(yán)重的磨損；燃油導(dǎo)管的漏油等各種原因都會(huì)造成供油壓力低或者供油壓力的不穩(wěn)定。③燃油噴嘴遭到阻塞、漏油以及通氣管的阻塞等這些原因，都會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入燃油汽缸的燃油量降低，導(dǎo)致其他燃油汽缸的燃油量增大，從而使不同汽缸爆發(fā)的壓力不平衡造成了飛行器的抖動(dòng)。④燃油調(diào)節(jié)器的內(nèi)部有一定的損壞，如：燃油調(diào)節(jié)器里面隔開燃油腔與真空腔的薄膜發(fā)生破裂，導(dǎo)致航空燃油沒有經(jīng)過調(diào)節(jié)器而直接進(jìn)入了進(jìn)氣的歧管，這樣混合氣體的密度過大，從而導(dǎo)致航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生抖動(dòng)。⑤燃油分配器內(nèi)部的活門被粘滯以及卡阻，從而導(dǎo)致航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生抖動(dòng)。

2　航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)的工作原理

TCM公司生產(chǎn)的IO-240A&B的發(fā)動(dòng)機(jī)采用的燃油系統(tǒng)是一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、利用低壓燃油直噴技術(shù)的系統(tǒng)，共包含了四個(gè)基本的構(gòu)件：燃油泵， 燃油量表， 燃油分配器以及燃油噴嘴。燃油系統(tǒng)的工作原理是：由燃油箱提供的航空燃油通過燃油泵的增壓后，再通過燃油過濾器的過濾之后注入燃油量表； 燃油量表根據(jù)汽缸的進(jìn)氣量，以及混合氣體的混合比來計(jì)算燃油量；計(jì)算后的燃油注入燃油分配器，被分配器均勻的分配到四個(gè)方向的燃油噴嘴；被噴嘴噴射到汽缸的進(jìn)氣門周圍，燃油在進(jìn)氣的沖擊以及汽缸頭的作用下被霧化以及汽化，然后和空氣混合形成可燃的混合氣體，最后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸，完成工作。

3　航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)的檢查及其常見故障的分析

TCM公司生產(chǎn)的IO-240A&BB航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，通常在飛行滿50小時(shí)之后，工程師采用目視檢查法檢查所有燃油系統(tǒng)的構(gòu)成部件、燃油導(dǎo)管以及接頭。在飛行滿100小時(shí)之后，除了要做滿50小時(shí)所做的全部檢查外，還要拆卸燃油噴嘴，目視檢查以及清洗噴嘴；利用儀器檢查航空發(fā)動(dòng)機(jī)以及相關(guān)的控制部件，具體包括節(jié)氣門、混合氣體的混合比、螺旋槳以及備用空氣的數(shù)量等的檢查。在檢查過程中如發(fā)現(xiàn)被磨損或遭到腐蝕的連接件、固定件、桿件以及桿件和襯套等都必須及時(shí)更換。當(dāng)目視檢查、清洗、機(jī)器檢查、修理以及潤(rùn)滑工作都完成之后，再進(jìn)行試車檢查。試車檢查過程中燃油系統(tǒng)運(yùn)行的檢查的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的燃油流量和空氣壓力如果能夠保持一致，那么這個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油系統(tǒng)狀態(tài)穩(wěn)定，能夠被重新使用。如果被檢查的燃油系統(tǒng)沒有穩(wěn)定、準(zhǔn)確的運(yùn)行，甚至造成了飛行器的抖動(dòng)，則需要對(duì)燃油系統(tǒng)進(jìn)行故障的診斷，分析并判斷出故障的原因，針對(duì)故障原因進(jìn)行校正。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油系統(tǒng)最常見的故障有：無法正常啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，燃油系統(tǒng)的各項(xiàng)指示不準(zhǔn)確，燃油流量的工作不穩(wěn)定，造成發(fā)動(dòng)機(jī)的抖動(dòng)，加速性能差等方面。每個(gè)故障都會(huì)導(dǎo)致航空發(fā)動(dòng)機(jī)無法穩(wěn)定、安全的工作，甚至?xí)斐赏＼嚕瑯O大的損害發(fā)動(dòng)機(jī)，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的使用期限，也很大程度上會(huì)影響飛行器的飛行安全。

4　結(jié)語

本文通過以TCM公司生產(chǎn)的航空飛行器為研究對(duì)象，分析了飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)普遍存在的抖動(dòng)及其成因。同時(shí)也分析了航空飛機(jī)所采用的航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理等，分析了發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)存在常見的故障、故障發(fā)生的可能原因以及修正故障所采取的措施。通過對(duì)飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)故障的診斷以及修正的探討，提出的解決措施對(duì)航空飛行器的工作的安全性、穩(wěn)定性以及可靠性的提升都具有一定的意義、也能夠有效提升航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油系統(tǒng)的使用效率。通過表1：發(fā)動(dòng)機(jī)可能存在的故障、原因以及修正措施匯總，可見，日常對(duì)維護(hù)燃油系統(tǒng)的檢查以及維護(hù)對(duì)于保障航空發(fā)動(dòng)機(jī)的有效安全的工作起到十分重要的作用。通過航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)的常見問題的修正措施可見，平時(shí)在檢查和維護(hù)燃油系統(tǒng)時(shí)需要注意以下幾方面：①嚴(yán)格按照操作規(guī)則給飛機(jī)以及其他航空器加油，防止異物進(jìn)入航空飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油系統(tǒng)；②通常出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)分配活門、節(jié)氣門以及燃油泵等發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)件不能進(jìn)行拆裝和排故，只能清洗油濾和噴油嘴；③對(duì)燃油管路進(jìn)行拆裝時(shí)，務(wù)必保證周圍環(huán)境的干凈整潔，一旦拆下燃油管路，就必須制止異物進(jìn)入；④嚴(yán)格執(zhí)行手冊(cè)規(guī)定，加強(qiáng)對(duì)燃油系統(tǒng)的日常檢查，目視檢查輸油管路是否破裂、磨損以及阻塞等情況，同時(shí)對(duì)連接件部位及時(shí)進(jìn)行正確的清潔潤(rùn)滑等養(yǎng)護(hù)。

表1：發(fā)動(dòng)機(jī)可能存在的故障、原因以及修正措施匯總

［1］ 魏武國(guó)，尚永鋒.大陸IO-24OA&B航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)常見故障分析［A］.中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、天津市人民政府.第十三屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)第22分會(huì)場(chǎng)-中國(guó)通用航空發(fā)展研討會(huì)論文集［C］.中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、天津市人民政府：，2011：4.

［2］ 魏武國(guó)，尚永鋒.大陸IO-24OA&B航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)常見故障分析［J］.科技資訊，2013，33：83-84.

［3］ 陳永琴.航空燃油柱塞泵運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)特性分析研究［D］.西安電子科技大學(xué)，2012.

［4］ 張書剛.民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)在線健康診斷關(guān)鍵技術(shù)研究［D］.西北工業(yè)大學(xué)，2014.

［5］ 梁艷勤.民機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理容限與修理后適航符合性驗(yàn)證研究［D］.上海交通大學(xué)，2011.

Research on common faults and diagnosis technology of fuel system of aviation piston engine

Wang Kai
（Civil Aviation Flight University of Luoyang branch Chinese，Luoyang Henan，471001）

In this paper，the engine of the aircraft aircraft produced by TCM company as the research object，analyzes the general existence of the aircraft engine jitter and its causes.Through to aircraft engine fuel system fault diagnosis and correction of，proposed solutions to the aircraft work safety，stability and reliability of the ascension has certain significance，also can effectively improve the efficiency in the use of aviation piston engine fuel system.

aero piston engine；fuel system；fault diagnosis

王凱（1984—），男，漢族，河南省滎陽市人，碩士研究生，中國(guó)民航飛行學(xué)院洛陽分院，工程師，研究方向：航空器維修。