Lycoming IO-360-M1A 發動機燃油控制系統調節器淺析

張 強

（信陽航空職業學院航空工程學院，河南信陽 464000）

1 飛機發動機燃油控制系統概述

飛機的燃油系統是向發動機提供特定的清潔的、純凈的燃油，同時使燃油和空氣均勻的進行混合，組成適當的混合油氣，滿足發動機在不同狀態下的需求，其組成部件如下：

1.1 燃油箱

燃油箱的主要功能是儲存燃油，對于大多數的安裝有活塞發動機的小型固定翼式飛機，它的燃油箱安裝在兩側機翼內。比如，DA40 飛機在每個機翼上都有一個燃油箱，每個油箱都分2個或3 個腔室：內側燃油箱、外側燃油箱、延程油箱。駕駛員可以通過燃油選擇活門和一個控制電動燃油泵的開關控制燃油系統，燃油量的顯示會通過儀表面板上的數值顯示燃油箱內的所存燃油。內側燃油箱和外側燃油箱之間有一個通氣管，外側油箱有一個通氣管路和外界相連，叫做虹吸管，它可以平衡油箱內部的氣壓和周圍氣壓，可以使燃油順利的流入油箱和系統。

1.2 增壓泵

增壓泵可以將燃油增壓后泵入到發動機系統中，在提高燃油的壓力同時保證燃油進入發動機可以正常運轉。

1.3 燃油泵

燃油泵是發動機燃油控制系統緊接著增壓泵的一個部件，經常和增壓泵配合使用。在發動機剛剛啟動時，由于啟動的轉速較小，燃油泵無法正常供油，經常需要用到增壓泵。它的工作原理是在發動機工作時，將油箱內的燃油不間斷地輸送到燃油計量裝置中。通常由主油泵和輔助油泵組成。主油泵一般是由發動機直接驅動的，而輔助燃油泵一般是電動的，當發動機的主油泵不工作時輔助油泵才起作用。

1.4 燃油噴嘴

燃油噴嘴位于氣缸頭中，主要功用是將燃油噴灑到氣缸中進行燃燒。對于噴射式的活塞發動機，從燃油噴嘴噴射出的燃油和空氣進行均勻混合，在氣缸內形成均勻的混合氣，起助燃作用。

1.5 燃油調節器

噴射式燃油發動機的燃油調節器的功能是根據空氣流量的多少來調節燃油流量。

1.6 燃油流量分配器

燃油流量分配器的主要作用：①保持從燃油調節器來的壓力，同時可以將燃油按需分配給各個氣缸上的噴嘴；②當操縱混合比操縱桿時向“慢車切斷（Idle Cut-off）”位置時，切斷燃油供給，使發動機停車。它的工作原理是將燃油噴射式調節器計量后的燃油均勻的分配到各個氣缸的噴嘴上，保證發動機在各個狀態下正常可靠工作。燃油流量分配器可能在一定的條件下發生氣塞，如果發生氣塞就會阻止燃油正常的通過噴嘴噴入氣缸，此時一定要進行調節和處理。還有一種常見的故障是燃油從分配器上溢出，造成燃油流量分配器漏油。以Lycoming IO-360-M1A 為例，通常是由于通過燃油流量分配器的燃油管路出現滲漏，此時一定要給螺帽重新磅力，正確安裝。

2 燃油系統的組成

活塞發動機是目前安裝在小型固定翼飛機上的主流發動機，美國Lycoming IO 系列的發動機廣泛運用于DA40 飛機和R44 直升機上。同時，燃油系統的正常工作與否直接影響到飛機的飛行和安全和飛行性能。以下主要對Lycoming IO-360-M1A發動機的燃油系統燃油調節進行分析。

Lycoming IO-360-M1A 發動機的燃油系統大體包含以下幾個部分：燃油調節器、燃油流量分配器、燃油噴嘴、燃油流量指示器、燃油壓力指示、總管壓力指示、進氣系統、空氣濾組件等。

3 燃油控制系統——燃油調節器的控制原理

燃調是發動機的動力來源，只有保障好燃調的正常工作，才能使發動機可靠地進行燃油的供給。Lycoming IO-360-M1A 發動機的燃油控制系統中，燃油調節器是由殼體和內部閥門、文氏管等組成，它固定在發動機油槽的前部。當空氣流通過進氣歧管進入燃調時，燃調內部空氣流就通過文氏管發生作用，一般情況，燃調殼體內的節流閥控制空氣的進氣量。當來流空氣通過文氏管時，文氏管壁空氣壓力就會減小，燃調中文氏管是利用空氣壓力的變化來進行工作的，文氏管喉部的低壓空氣進入膈膜的一側，同時進入燃調的空氣流形成的沖壓空氣進入膈膜的另一側。

燃油通過增壓泵流入燃油泵，加壓后的燃油通過燃油泵進入燃調，同時，燃油還要通過一個紙狀油濾流入到混合比控制活門，通常可以通過調節混合比控制桿來實現燃油的調節。流過混合比控制活門的燃油被一個閥門分成兩路：一路經節流孔到達慢車活門，燃油從此流入到燃油膈膜的一側，這一路的燃油是經過計量后的燃油；另一路燃油直接進入燃油膈膜的另一側，這一路的燃油是未計量燃油。

燃油膈膜和空氣膈膜相連，同時連接到一個球閥上，球閥控制進入燃油分配器的燃油流量。

在實際工作中，當駕駛員操縱油門控制桿時，通過操縱鋼索操縱，燃油調節器節氣門開大，流過文氏管內的空氣流速加快，同時，文氏管壁的空氣壓力降低，通過歧管進入燃調的沖壓空氣的壓力進一步提高，在空氣膈膜兩側就形成了壓力差，在力的作用下，通過擠壓球閥，使進入燃油分配器內的油路開大，增加供油量。同樣，從慢車活門流入的經計量的燃油和從混合比控制桿來的未經計量的燃油也會在燃油油膜兩端產生一個關閉球閥的力。當燃油兩側的壓力差和空氣壓力差達到平衡狀態時，系統就會在此情況下達到穩定的輸出，適量的燃油就會到達燃油流量分配器。

當收油門手柄時，工作情形相反。

當飛機爬升時，由于上部空氣的密度減小，造成一個持續富有的混合比，此時，飛行員可以用手動混合比桿進行調節混合比。一般情況，如果向后移動混合比桿，混合比就會變貧油。如果將混合比桿拉到最后行程位置時，發動機的燃油流量會被切斷，發動機停止運轉。但要注意的是，不同混合比濃度對不同的功率設定是必要的。

如圖1 所示，一個連桿式機構將油門連接到慢車活門上，它可以保證在慢車狀態下控制燃油流量，使發動機在一個較富油的混合比下工作。當油門打開時，慢車活門改變節流孔的進氣，從而提供一個正確的混合比。

圖1 Lycoming IO-360-M1A 發動機燃油控制系統

慢車狀態時作用于空氣隔膜壓力很小，空氣隔膜中的小彈簧確保了球閥在開的狀態，系統為慢車狀態提供充足的燃油。

4 調節器調節方式

一種為慢車轉速調節。可以通過調整慢車止動螺釘來調整慢車轉速。一般情況下，順時針方向轉動螺釘可以增大慢車轉速，逆時針轉動螺釘可以減小慢車轉速。

另一種為慢車混合比調節。可以通過手動旋轉慢車混合比調整螺釘來進行調節慢車混合比。手動調節螺釘在油門桿和慢車混合比桿的連接處。手動調節螺釘的兩端都是右旋螺紋，一端為粗齒螺紋，一端為精細螺紋。如果右旋螺釘粗齒螺紋旋入端塊的部分較多，同時精細螺紋旋出的部分較少，連桿就會變短，慢車混合比較貧油。反之，如果左旋螺釘粗齒螺紋旋出的端塊的部分較多，精細螺紋旋入的部分較少，連桿就會變長，慢車混合比變富油[1]。

在實際工作中，也可以通過判斷發動機的工作情況來推斷發動機是否過富油或過貧油。例如，對于Lycoming 發動機，如果排氣管發出“咚咚”的放炮聲，并且排氣管冒黑煙，多數是因為發動機系統出現了過富油的情況；如果在排氣管內發生回火的現象，多數是發動機出現了過貧油的情況。也可以借此來進行發動機的燃油調節。

5 慢車轉速和混合比的調整

（1）按通常程序啟動發動機并進行暖機，觀察滑油溫度和汽缸頭溫度，使其達到正常值為止。

（2）檢查磁電機轉速。

（3）設定調整油門止動螺釘，使發動機在飛機制造廠推薦的慢車轉速范圍內慢車。調整了慢車混合比后，如果轉速有變化則要重新調整慢車轉速。

（4）當慢車轉速平穩時慢慢地將混合比桿拉向“慢車切斷（Idle Cut-off）”位置，并且注意觀察轉速表在貧油過程中的變化。如果上述過程顯示了慢車混合比過貧油或過富油，按修正方向轉動慢車混合比調整釘。

（5）在調整過程中，天氣條件、機場海拔等因素的影響對慢車的調整也要充分考慮。