SR20飞机燃油系统气塞故障分析

王凯

摘 要：该文基于对活塞发动机燃油系统气塞的故障机理及其对发动机性能影响分析，根据SR20飞机燃油系统的结构特点及系统部件的特性，综合考虑该型飞机燃油系统结构设计及飞机运行特点，简要介绍该型飞机燃油系统主要部件工作原理，基于工作原理及运行特性的分析，提出预防活塞发动机燃油气塞现象的改进措施及改型方案，以期能够尽可能地避免发动机运行过程中燃油气塞现象的发生。

关键词：气塞 故障机理 发动机性能 改进措施

中图分类号：V26 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）01（c）-0046-02

Abstract：Based on air plug failure analysis and influence for fuel system in piston engine，considering the fuel system structure design and operating feature of SR20 aircraft，it provides the improvement measure and modify scheme to prevent the generating of air plug and to reduce the possibility of air plug in engine operating.

Key Words：Air plug；Failure mechanism；Engine performance；Improvement measure

SR20飞机作为洛阳分院教学训练的主力机型，自运行以来的四年多时间，其间曾多次出现发动机抖动、空中燃油流量波动、功率损失等不正常现象，更严重时甚至会出现发动机停车，给飞行安全 带来了严重的威胁。通过一直以来对该型飞机发动机燃油系统的特点的研究，认为飞机燃油系统气塞是飞机燃油流量突然波动，并引起发动机空地工作不稳定，甚至是发动机停车的重要因素。燃油系统气塞现象发生在燃油系统管路和附件内部，具有相当的隐蔽性，很容易被人们忽视。

基于对气塞现象的机理和对发动机稳定工作的影响分析，该文提出了应对SR20飞机燃油系统气塞的措施、改进设计方案和方案的具体实施及后期工程实践验证，以期降低改型发动机燃油系统气塞故障的概率，改善SR20飞机发动机的运行性能，提高飞行运行安全系数。

1 SR20飞机燃油系统工作原理及气塞形成机理

SR20飞机燃油系统燃油供应的动力来源于串联在燃油系统中的一个电动增压泵（辅助泵）和发动机驱动的膜盒式机械泵，电动泵主要用于地面发动机启动注油和空中发动机工作出现不稳定时短时工作，其他时间均由发动机驱动的机械泵工作，不断抽吸油箱中燃油，通过电动增压泵（此时该泵相当于一个通路）、主油滤及各管路，并将适当增压后的燃油供向分配器后送入发动机汽缸，保证在各种飞行状态下发动机所需燃油的供应，所以燃油系统管路及各附件性能的好坏直接关系到发动机的稳定工作。

SR20飞机电动燃油增压泵用于发动机起动时注油，并可提供4-6PSI燃油增压以减少燃油蒸汽的产生。在发动机起动时，电动燃油泵短时间工作于PRIME位；在飞机起飞、着陆、转换油箱时，电动燃油泵工作于BOOST位。当电动燃油增压泵不工作时，发动机依靠驱动泵从燃油箱抽取燃油工作。其工作示意图如图1所示。

为了保证活塞式发动机易于起动，正常工作过程中燃油能够快速汽化，使油气混合均匀，充分燃烧，通常使用的是挥发性较高的汽油。汽油在低压或高温下不断汽化，生成燃油蒸汽，形成燃油蒸汽泡。在发动机所使用的燃油种类确定后，燃油的挥发性能既已确定，影响气塞的主要外在因素是燃油泵进口压力和管路中燃油的温度。

SR20飞机属于下单机翼飞机，电动增压泵位居于燃油箱的上方。在电动泵打开的情况下，电动泵进口处的燃油压力较低，燃油容易汽化，再加之电动增压泵内部密封胶圈可靠性差的缺陷，更加增大了电动泵渗气、发生气塞的可能性。

此外，主油滤进油与出油口均设置在上方，当电动增压泵出现渗气或气塞现象时，易造成燃油中游离出来的空气和燃油汽化生成的燃油蒸汽在主油滤中聚集成油气泡，占据部分工作空间，使机械泵吸油不畅，减少了泵的供油，泵进口的燃油充填量下降，供油能力降低，甚至造成燃油在管路中发生堵塞，发动机驱动泵不能正常抽吸燃油，造成供油中断，进而引起发动机停车。

2 SR20飞机气塞预防措施

电动燃油增压泵工作时，依靠电机驱动供油部分，提供发动机起动注油和发动机工作时的增压供油；电动燃油增压泵不工作时，其内部旁通活门提供发动机驱动泵的抽吸供油通道。。SR20 飞机电动燃油增压泵由电机和泵体两个部分组成，在电机和泵体结合部有一个压盘，压盘通过外径O型密封胶圈和轴封O型密封胶圈来密封。

基于上述SR20飞机燃油系统部件工作原理及气塞形成机理的原理分析，可通过以下措施降低燃油系统气塞形成的可能性。

（1）提高电动增压泵密封胶圈的可靠性：由于长时间使用国产低铅燃油，电动增压泵的轴封和密封胶圈易出现老化密封不良，造成增压泵渗漏，增加了燃油系统内部产生气塞的可能性，若利用轴封和密封胶圈的材质、工艺、尺寸均符合设计要求且适应国产燃油的电动燃油增压泵轴封和密封胶圈制作，并进行替代，则可避免周峰及密封胶圈的老化，进而降低燃油系统产生气塞的可能性。

（2）对SR20飞机电动燃油泵余油管路进行改装：电动燃油增压泵因密封失效出现渗漏后，如果电动泵工作则会出现燃油从余油口排出。轴封和密封胶圈老化密封失效后，增压的燃油经密封失效工作面进入电动燃油增压泵余油口，再经余油管从发动机整流罩下部的余油口排出机外。如果电动泵不工作，则可能不会有燃油从余油口排出的现象，因为此时在发动机驱动泵抽吸作用下，空气在负压作用下从密封失效部位进入燃油系统。为此将电动增压泵余油管进行必要的改装，使得电动增压泵余油管与气缸余油管分离，可便于及时观察电动燃油泵是否出现因轴封和密封胶圈失效导致的渗漏，及时发现故障苗头。

3 结语

该文介绍了SR20飞机燃油系统的工作原理及该型飞机气塞形成的工作机理，基于对燃油系统主要部件工作原理的描述和部件常见故障特点，通过对燃油系统进行适当的改装和检查，以期降低该型飞机燃油系统气塞的可能性。

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