航空活塞發動機振動機理和原因淺析

馮文瑞

摘 要：整個社會的經濟在不斷的進步，科學技術也在相應提高。航空業也在迅速蓬勃的發展。航空活塞發動機運行的過程是相當復雜的，它的運行原理非常具有綜合性，這就導致相關的機械部位會發生一些周期性的運轉與變化。從而影響發動機，導致發動機發生振動的現象。本文以PA44-180飛機為例，來詳細的分析航空活塞的發動機的振動機理。同時對PA44-180飛機的航空活塞發動機震動的原因進行解釋，希望將來可以有效預防發動機震動帶來的不利影響，與此同時提高航空器的可靠程度進一步加快我國航空業的發展。

關鍵詞：振動；機理原因；44-180飛機；航空活塞；發動機

PA44-180飛機的航空活塞發動機在工作中會產生交變應力，具有一定程度上的復雜性和周期性。它會導致曲軸等一系列的運動機構發生周期性扭轉的現象與彎曲變形的不良狀況，從而導致飛機發動機振動。振動現象是PA44-180飛機活塞發動機運作時經常出現的固有現象，沒有一輛發動機是不產生振動的。發動機的振動現象比較輕的時候，會引起一系列交大噪聲的出現，一旦發動機震動嚴重，則會使飛機的一些運動部件磨損加劇，導致加速機件產生疲勞現象被破壞。航空活塞發動機的震動有時也會降低發動機的工作壽命。PA44-180飛機活塞發動機的振動超出一定范圍之內的某個限制時就會產生一些危險狀況嚴重時甚至會導致飛機產生解體的后果。航空發動機的震動還會傳遞給飛行器，導致機上的人員產生不適感，甚至會更容易產生疲勞。除此之外，還影響著儀表的精確度和指示的準確性。更甚者會破壞機體的結構與機上儀器。所以必須要研究和控制PA44-180飛機發動機的振動現象，對提高航空器使用水平以及維護水平產生一定的幫助作用，有利于去制定更加有效科學的預防措施，提高航空器的可信程度。

一、振動機理

發動機工作產生震動是因為燃燒產生了扭距波動。在往復活塞發動機中。有一部分燃燒壓力作用在活塞上，而轉換成旋轉動力。可每當曲轉動一圈的時候，燃燒才會在氣缸上發生一次，這就導致了扭距波動的出現。在四缸式發動機中，每當曲轉動一圈，將發生兩次的扭矩波動。然而在六缸式發動機中，每當曲圈，扭矩波動會發生三次，這些扭距波動都將作用在曲軸上面，所以氣缸的數目越多，發動機的運作越平穩，振動現象越微弱。扭距波動是慣性力與氣體力的合力。而其中的慣性力，它的主要來源則是其運動，分為旋轉與直線兩種運動。

1.1慣性力

1.1.1旋轉慣性力

針對水平對置發動機進行研究。因為水平對置發動機的連桿大端以及曲屏的質量都有著非常嚴格的規定，而且氣缸對峙安裝。在一定程度上可以說是旋轉力平衡。一旦旋轉慣性力不平衡，將會導致發動機震動，同時也會，導致取區軸和軸承之間機件所承擔的力。及兩者之間的摩擦力發生增加的現象，導致機件損傷出現。

1.1.2往復直線慣性力

發動機內部用來進行往復直線運動的不可或缺的部件有活塞，活塞銷以及連桿的小端，它們都會隨著活塞速度的變化，而產生一定的往復慣性力。往復直線運動有一部分的慣性力會通過運動機構傳達到機匣當中，同時經過發動機架傳遞到機身上面。由于方向經常產生變化，而且與飛機速度形成正比例關系，所以一旦內部構建產生不平衡的現象，發動機的機架以及機件會產生部分損傷。

1.2氣體力

當氣體力作用在活塞上時，除了會對連桿產生影響，另外還會對氣缸的內外壁產生一定的側向力。當氣體對活塞頂產生作用時，同樣會產生一個方向相反，但大小卻相等的。力作用在氣缸頭部，從而迫使氣缸與機匣脫離。而氣體力在外對曲軸進行驅動，同時旋轉螺旋槳產生的反作用力將可以通過發動機的機匣傳遞到發動機機身，這就導致了航空活塞發動機振動的產生。

二、引起振動的原因

通過研究發現，活塞發動機產生振動現象將會導致，發動機的部件嚴重受損，甚至將會導致發動機出現解體的現象。所以在進行PA44-180飛機發動機使用和維護中必須要注意。曲加強檢查與分析振動故障的力度。以下將是本文針對引起發動機振動的影響因素以及解決措施提出的幾點相關建議。

2.1燃油噴嘴不干凈

當燃油噴嘴有堵塞現象發生的時候，分配到各個缸中的燃油將會不均勻，從而引起發動機的振動，所以必須要定時對燃油噴嘴合理科學的清潔，防止發動機震動現象的出現。導致機身受到傷害。

2.2調速器產生故障

出現故障將會導致螺旋槳無法穩定工作從而使螺旋槳的振動值出現過大的偏差，一旦偏差傳遞給發動機就是被會引起發動機的震動所以必須科學合理的進行螺旋槳和調速器的更換，將螺旋槳與調速器的振動測試作為必要的前提條件。

2.3通氣管道發生堵塞

一旦PA44-180飛機通氣管產生堵塞的問題，它的發動機內部氣流將會不通暢從而引起發動機的震動，所以在對PA44-180飛機的日常檢查中，要時刻謹記檢查通風口，防止異物進入，從而來降低發動機振動引起的危害。

2.4燃油噴嘴壓力有波動

當系統出現滲漏狀況時將會導致燃油噴嘴的壓力出現一定的波動，所以在對PA44-180飛機的日常維護中必須加強。檢察系統滲漏故障是否存在的力度，與此同時，一旦PA44-180飛機外觀出現油液，必須要高度重視，并進行相應檢查。

2.5滑油泵有故障

如果PA44-180飛機的滑油泵吸入空氣的話將會嚴重影響華油壓力的穩定性滑油泵之間的間隙變大從而導致滑油壓力不夠穩定，所以在進行發動機的修剪時，必須要嚴格按照間隙控制的標準來執行工作。

2.6槳葉出現間斷性卡阻

在PA44-180飛機的槳轂內，槳葉有時會出現間斷性卡阻的現象。這種情況出現的主要原因是槳轂內的油脂缺乏，所以要想減少航空活塞發動機震動的不良影響，就必須要在日常維護中嚴格注意到油脂油液的量。

2.7發動機長時間大功率運作

發動機一旦在最大功率的狀態下進行長時間的工作，也會引起發動機產生振動，所以在PA44-180飛機飛行中，應該在上升到一定高度之后，再使用巡航功率進行飛行。

結束語：綜上所述，PA44-180飛機航空活塞發動機產生振動的影響因素很多，它存在的原因和發生的機理也具有復雜性和較強的綜合性。所以只有掌握了各個因素對航空活塞發動機震動的影響，并且仔細的研究與分析振動出現的原因。才能使航空活塞發動機振動的不利影響能夠得到降低。相應的加強工作人員排除振動相應故障的能力；航空和活塞發動機維護技術水平，保證員工能夠通過對發動機運行過程中產生的抖動現象與振動現象進行分析的同時，辨認出發動機的震動現象。同時，對相應的管理制度采取完善與優化的措施，大力排除故障的產生，從而避免PA44-180飛機航空活塞發動機由于發生振動而產生后果更加嚴重的安全隱患。

參考文獻：

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