172R飛機發動機啟動困難分析

代振幫

摘 要：對Cessna 172飛機啟動困難涉及的相關系統進行描述分析，提出了日常維護中的注意事項，對減少故障發生具有重要意義。

關鍵詞：活塞發動機；啟動；故障

Cessna 172型飛機是美國塞斯納飛機公司的經典之作，也是在世界范圍內最受歡迎的一種小型通用飛機，它被廣泛的應用于飛行教學與私人飛行中。Cessna 172R型飛機的動力裝置是由一臺德事??？萊康明公司生產的LO-360-L2A型直噴式水平對置活塞發動機，該發動機采用直接起動式電起動機，由起動機直接帶動發動機曲軸轉動而啟動發動機。

1.發動機啟動原理

Cessna 172R型飛機發動機啟動時，駕駛員接通飛機電源電門，啟動電動泵對汽缸進行注油，飛機電瓶輸出電壓給起動機，起動機轉動帶動發動機大齒輪盤轉動，齒輪盤傳動給曲軸，曲軸通過傳動齒輪帶動磁電機齒輪轉動，由磁電機產生高壓電流通過高壓導線輸送到電咀，電咀中央積和旁極發生強電離產生電火花使汽缸爆發以啟動發動機。

發動機起動的必須滿足以下要求：

①啟動發動機時轉數小，發動機機械泵不能正常供油，需要使用電動增壓泵預先向汽缸注油。

②起動機帶動曲軸的旋轉的起動轉速不能太低（一般高于40-60r/min）。

③電嘴能在適當的時候產生強烈電火花點燃汽缸中的油氣混合氣。

2.發動機啟動困難故障現象

操作者必須多次將鑰匙擰到“start”位才能成功啟動或不能啟動發動機的情況。

3.故障分析

（1）電瓶電壓過低

172R飛機防火墻左前部裝有一個24V、12.75AH、12單元體的鉛酸電瓶作為飛機的應急輔助電源。當飛機電瓶電壓過低時，供給起動機負載電壓偏小，起動機轉到動扭矩偏小，帶動曲軸旋轉速度偏小，不能使發動機完成正常啟動。

（2）起動機故障

172R飛機裝發動機前部下方裝有有一臺SKY-TEC或LAMAR起動機，SKY-TEC是一臺24V直流式直接驅動式串激電動機，由儀表板上start開關控制電動機中的電磁線圈工作當起動機工作時候，起動機前端小齒輪在電磁作用下伸出與大槳盤齒輪嚙合，帶動發動機曲軸轉動，當發動機啟動成功后起動機消齒輪會自動收回。

起動機不轉動的可能原因有：

①電源開關或者線路有故障。

②start開關或者線路有故障。

③起動機本體故障。

④起動機傳動機構故障，起動機齒輪或槳盤齒輪損壞。

（3）磁電機故障

172飛機附件機匣左右兩側各裝有上裝有一臺Slick 4371磁電機，磁電機利用電磁感應原理產生高壓電，兩臺磁電機相互獨立工作，既提高了點火能量，又保障了一臺失效后發動機的安全性，磁電機故障原因：

①磁電機未能跳火

當磁電機內部斷電器跳火觸點間隙過大時，其擊穿空氣的所需能量增加，削弱磁電機的輸出電壓。也就不能產生足夠的高壓電。

②磁電機分電盤盤松動或者燒蝕

分電盤通過分電臂將磁電機產生的高壓電鏈接傳輸到對應的高壓導線上，分電盤松動或燒蝕，其與高壓導線形成開路，高壓電不能傳輸至電嘴故不能啟動。

③電容故障

磁電機電容故障時候，斷電器跳火強度增大，跳火時間延長，二級線圈產生電壓變低或不能產生高壓電。

④沖擊聯軸器故障

沖擊聯軸器彈簧的彈性下降或者飛重無法正常工作，磁電機不產生高壓電了。

⑤磁電機定時錯誤不當。

（4）電咀污染：

當啟動注油過多、中央極結冰或者電嘴燒蝕嚴重時，擊穿中央極和旁極的能量變高，電咀點火失敗。當電咀發生積鉛時，因為積鉛的電阻比空氣小，積鉛將導致電咀短路，使電咀不能產生電火花。

（5）啟動程序錯誤：

發動機處于冷發和熱發時，由于的霧化程度不同，即使油門桿在相同的位置，汽缸中的混合氣的比例不同，汽缸中貧富油環境不同。通常冷發啟動失敗是由于開車人員油門桿位置設置不合理造成。

4.日常維護中的注意事項

4.1電瓶的維護：通常發動機啟動后應及時打開飛機發電機開關，172R飛機使用一個28V直流額定電流60A的交流-直流電機作為主電源，當主電源接通時，發電機在為整機供電的同時對飛機機載電瓶進行充電，保持電瓶電壓滿足要求。

4.2起動機的維護：在進行50H定期檢查時，應反時針轉動起動機小齒輪使其伸出，使用洗滌油清潔小齒輪和大槳盤齒輪，將潤滑劑噴管彎曲端伸入起動機內部潤滑驅動組件，每旋轉45°槳葉重復潤滑直到齒輪和軸完全潤滑。檢查起動機外部狀況良好，線路連接可靠，起動機殼體安裝固定牢固。

4.3磁電機的維護：（1）每100H定期檢查時拆下磁電機，打開后蓋，脫開分電裝置，檢查分電臂應無松動和嚴重燒蝕，分電盤安裝孔應無嚴重磨損現象、磁電機軸承密封良好無滲漏、碳刷狀況完好。（2）檢查沖擊聯軸器狀況良好，棘爪小端無損失，驅動齒輪固定可靠。（3）使用酒精清潔斷電器觸點，檢查觸點間隙應為0.008-0.010英寸，轉動磁電機齒輪，觀察觸點有火花產生。

4.4電咀的維護：每50H定檢時拆下發動機全部電阻，清潔電咀旁極和中央極間的大量沉積物，使用銅絲刷清潔電咀點火端安裝螺紋，檢查并將電極間間隙調整為0.016-0.021英寸，利用噴砂工具對電阻進行噴砂并進行跳火實驗，對不能跳火的電咀進行更換。

4.5試車人員應能準確判斷發動機的狀態，對于冷發狀態，應接通電動燃油泵對汽缸進行注油，油門手柄置于四分之一英寸，混合比置于全開位，待燃油流量上升后再將混合比桿拉至關斷位進行啟動。對于熱發狀態，試車人員應減少注油，油門桿置于二分之一英寸位置，混合比桿應推至全富油位，待注油1S后再拉至關斷位進行啟動。對于啟動前注油過多發生悶油不能啟動的狀況應直接將混合比推關斷位，油門桿推至二分一位置后直接開始啟動。

參考文獻：

[1]閻成鴻.CESSNA 172R型飛機結構培訓教程[M].航空工業出版社，2008.

[2]李汝輝，吳一黃.活塞式航空動力裝置[M].北京航空航天出版社，2007.

[3]Cessna Aircraft Company Model 172R/172S Maintenance Manual [M].Cessna Aircraft Company，v12.15.2016.