C172飞机发动机贫富油在飞行中的使用浅析

2011-10-26周国忠中国民航飞行学院绵阳分院621000

中国科技信息 2011年13期

周国忠中国民航飞行学院绵阳分院 621000

周国忠中国民航飞行学院绵阳分院 621000

C172飞机发动机贫富油使用一直是飞行人员和机务人员长期关注和重视的话题，因为自从该款飞机用于飞行训练以来，由于对贫富油调节的方法错误而出现了几起严重的空中发动机抖动，危及了飞行安全，影响了正常的飞行训练。同时由于飞行训练的特殊性，学生流动性大，人员变化快，单飞多，加上学生理解能力和动手能力参差不齐，对发动机贫富油调节就会出现一定的偏差。为了更好使用保护发动机，减少空中发动机抖动、确保飞行安全，本文从使用的角度分析飞行的几个阶段：地面运行、起飞爬升、巡航下降及着陆关车贫富油调节方法。

发动机；贫富油；密度高度；EGT；CHT Abstract

The engine mixture control of C172has always been a hot topic to which both the pilots and ground crew attach great importance, since several severe airborne engine vibrations have been caused by errors in the mixture control by which flight safety has been threatened and normal flight training has been interrupted. Meanwhile, because of the particularity of flight training, the fast transfer of student pilots, the increase of solo flights, and the difference in students’ understanding and manual operation, the occurrence of errors in mixture control could not be avoided. In order to not only more effectively use and better pro-tect the engine, but also decrease engine vibrations and ensure flight safety, this paper, from the perspective of actual use attempts to analyze the mixture control methods in the following different flight stages: ground operation, initial climb, cruising descent, and landing and shutdown.

engine; mixture control; density altitude; EGT; CHT

C172飞机是我校2005年开始引进并用于飞行训练，在使用过程中也遇到了许多问题，其中最常见的是发动机的抖动问题，如空中因节气门卡阻而导致的发动机抖动等严重故障，同时此类问题机务在地面检查时也发现了许多。表一是绵阳分院2007—2009年的发动机空中抖动次数统计，可以看出因电嘴原因造成的抖动占90%以上。这类故障出现的原因主要是由这款发动机的特点决定的，C172飞机使用的是IO-360-L2A型莱康明发动机[1]，额定功率是160匹马力，最大转速2400转，是一款减功率发动机。它容易导致铅泥的形成，同时也因为国内100#航空汽油与国外100#低铅航空汽油相比含铅量大，飞机运行环境相对恶劣，也容易导致电嘴积铅而使发动机抖动。而目前解决此类问题的办法主要是在使用中严格按照飞机手册要求调整贫富油，所以对飞行人员的使用要求也就比较严格，本文根据莱康明发动机使用要求对贫富油的使用做简单的分析。

表一

图一

调整发动机贫富油的重要意义[5]：

1.正确的贫富油调节可以使电嘴污染最小化。

2.正确的贫富油调节可以使滑油里的铅泥沉积最小化。

一地面及起飞前调整

1.地面使用

根据飞机飞行手册[2]要求，飞机在地面运行时发动机要调整贫富油到转速最大，这里就容易产生一个误区那就是开好车以后，滑油温度没有到绿区就调整贫油，这样就会造成发动机贫油暖机，对电嘴产生污染。正确的方法是开好车以后调油门到转速1000～1200RPM暖机，因为发动机转速至少为1000至1200RPM时，电嘴温度才能达到其自洁温度。等到滑油温度到了绿区再调整贫油到转速最大；

在地面试车：避免长时间地面试车（包括地面小转速运转），这会使潮气进入发动机，而滑油温度又不够高，无法使其蒸发，从而形成酸性物质，造成发动机内部腐蚀；同时地面试车一般偏富油，这会加速滑油中铅泥的形成。避免长时间大功率地面运行，这样容易导致发动机过热或局部过热。在地面运行过程中，待发动机工作平稳后，应使发动机工作在1200RPM，调贫油至最大转速。

飞机地面运行还存在一个问题：在现在的训练环境下，由于各个训练机场飞机多，有时存在地面等待时间较长的现象，长时间的地面小转速运行，即使调整了贫油也容易造成电嘴污染，所以，建议当预计时间过长时（一般大于15分钟）应关车等待。

2. 起飞时的贫富油调整

1）密度高度与贫富油：密度高度是将气压高度进行了温度修正后的高度。使用密度高度最主要的目的是让飞行员以及飞机设计制造部门计算及了解正确的飞机性能值，并不是用来作为飞行高度的参考。可以说，一个密度高度对应一个空气密度。温度升高，密度高度会增加。密度高度增加意味着空气密度下降和飞机性能的降低。随着密度高度的增加，发动机易富油，应适当对发动机调贫油以增加发动机功率或使发动机工作更稳定。

按照飞行手册要求，C172飞机当起飞时密度高度超过3000米就必须调整贫富油，从上面关于密度高度定义可以看出，同一个机场密度高度会随着温度的变化而变化，不同的机场由于标高的不同，调整密度高度的温度也不相同。如绵阳机场标高是1700米，当温度大于22度时起飞就要调贫油，遂宁机场标高只有900米，调贫油的温度就要30℃；对于装配了gamin1000的飞机，还可以查看辅助页面上大气数据计算机提供的密度高度来判断。

2）调整方法：当密度高度大于3000米，起飞前，混合比和油门杆最前，慢慢调整混合比到转速最大。但是根据莱康明发动机提供的发动机功率与C H T和E G T关系图表[1]（如图一）可以看出当EGT达到峰值时有一段平滑期，在这一段内，向贫油方向调整EGT不发生变化，但是飞机已经开始贫油，根据莱康明发动机公司提供的资料和使用的效果来看，在富油端飞机的工作相对稳定，大功率过贫油还可能导致早燃,并且多余的燃油还可以帮助降低CHT温度冷却发动机和减小发动机爆震的概率。所以在起飞前调整混合比也应稍富油一些。

二起落航线

由于学校的飞机是作为训练使用的，承担着学生单飞的任务，所以起落航线的训练就相对较多，如果按照飞行手册的要求调整贫富油就会十分麻烦，不利于完成教学任务，同时也不利于学生掌握教学重点。因为按照要求可能会出现起飞前不调，刚起飞就需要调整，着陆前又要全富油，而起落训练往往是连续性的，对于学生来说掌握就相对较难。在实际训练中，可以根据每天不同的气象条件做适当简化，对发动机的损伤也基本没有。比如：当起飞时，密度高度在3000米或边缘，就可以按照要求适当调整贫油，到该平飞后就保持当前混合比位置，着陆前也就不需要再全富油，着陆后直接加油门连续就可以。

三爬升、巡航及下降

1 爬升

在高海拔机场起飞或在高度爬升期间，全富油可能导致发动机工作不稳定或功率损失。这种情况下，应适当调节混合比使发动机工作平稳。操作中应注意观察发动机温度的变化。

在高高度时，空气密度下降，发动机的可用功率已经降低，此时调贫油不会损害发动机。尤其当起飞时密度高度小于3000米而没有调整起飞功率爬升过程中通过3000米密度高度一定要调整贫油。

2 巡航

在发动机巡航功率下，任何高度下都可调贫油。注意不要跟起飞、爬升时3000米下不能调贫搞混,也就是说，当巡航时即使当前所在高度对应的密度高度小于3000米也一样可以调贫油。因为巡航时全富油工作会使发动机工作不稳定，使发动机附件和发动机架晃动而降低寿命。

同时巡航时适当的贫富油调整意味着发动机工作平稳和省钱，能降低训练成本。

同样重要的是[4]：应该明白，在发动机生产厂推荐的巡航功率下调贫所导致的发动机工作不稳定并不是发动机爆震的征兆，这只是显示了燃油分配至每个汽缸时的正常特征。工作不稳定表明最贫的缸太贫了，开始无法正常工作了。

在厂家推荐的巡航功率下调贫是不会损坏发动机的，损坏只会发生在高于巡航功率的情况下。手册规定：功率大于80%运行时禁止调贫油，莱康明发动机使用手册规定如果在发动机的实际功率大于75%时调贫油使发动机工作不稳定或使EGT到达峰值，则很可能会严重损坏发动机。而C172手册上明确功率大于80%不允许调贫油，飞行中以飞行手册为准。

从图一可以看出EGT峰值就是最佳混合比所在，此时空气和燃油均被100%利用。尤其是在长时间的巡航飞行中，将发动机贫富油调节在EGT峰值的好处，除了能增加航程外，还能减小电嘴污染的可能性。

最经济混合比：EGT峰值。

最佳功率混合比：EGT峰值富油侧100°F 。

推荐混合比：EGT峰值富油侧50°F 。

注意：巡航时调贫应兼顾CHT指示，任何时候只要CHT在EGT峰值前到达最大值，就应以CHT来判定调贫极限。在训练飞行中，一般使用推荐的混合比模式。

在巡航过程中如果需要改变高度，加油门上升前一定要注意应先将混合比全富油，否则会导致发动机工作不稳定，严重时甚至损坏发动机。减油门下降时可以先收油门减小功率，再进行人工调贫油或保持在巡航时的贫富油设置。

功率设置应遵循的顺序：

增加功率：首先调富油，然后推油门增加R P M。

减小功率：首先收油门降低R P M，然后调混合比。

总结起来就是：冲锋在前，退却在后。

3 下降

在巡航下降或进近下降中，应随着高度的降低逐渐向富油飞行调整混合比，以保证发动机的最佳工作状态。

注意：任何时候都要注意不能使汽缸骤冷。推荐最大汽缸头温度变化率不能超过50°F 每分钟。

飞行人员应避免会导致骤冷的低功率（高巡航转速和低进气压力）伴随富油的快速下降。正常情况下应采取下降一段平飞一段的方法，当需要快速或长时间下降时，应采取其他一些辅助手段如放襟翼等在保持下降率的同时减小速度而使用较大的油门位置以保证C H T的减小率不至于超限。以上情况大多会出现在冬季从较高的高度下降到较低的高度、长五边着陆、无功率高进近的时候，着陆以后应注意要脱离不能连续起飞。