航空活塞发动机燃油系统常见故障及诊断技术研究

王 凯（中国民航飞行学院洛阳分院，河南洛阳，471001）



航空活塞发动机燃油系统常见故障及诊断技术研究

王 凯
（中国民航飞行学院洛阳分院，河南洛阳，471001）

本文通过以TCM公司生产的航空飞行器的发动机为研究对象，分析了飞机发动机普遍存在的抖动及其成因。通过对飞行器发动机燃油系统故障的诊断以及修正的探讨，提出的解决措施对航空飞行器的工作的安全性、稳定性以及可靠性的提升都具有一定的意义、也能够有效提升航空活塞发动机的燃油系统的使用效率。

航空活塞发动机；燃油系统；故障诊断；修正

随着我国航空科技的发展，航空发动机一般采用体积小、功率大、各个部件能够适应严酷环境的发动机，最常用的有活塞式和涡轮喷气式这两种。由于活塞式发动机和燃气涡轮发动机相比较，具有省油、结构简单、维修方便以及使用成本低等优点，因此在有人或者无人飞机及其他飞行器的小型固定翼以及旋翼等方面得到了普遍的应用。活塞式发动机的燃油系统的稳定性以及安全性对航空飞行器的正常工作以及飞行安全都有非常重要的作用。本文通过对航空发动机的燃油系统的基本结构、工作原理等做了简单的介绍， 同时也分析了发动机燃油系统存在的常见故障、故障发生的可能原因以及修正故障所采取的措施。

1　引起航空发动机抖动的主要原因

航空飞行器发动机的抖动往往是因为各个燃油汽缸所爆发的压力不均而导致的。常见的航空飞行器发动机的抖动通常是由于点火系统、燃油系统、进气系统以及气门机构等工作故障而引起的。在下面具体分析由航空飞行器燃油系统所引起的飞行器的抖动。

航空飞行器发动机的燃油系统主要的组成部分有：燃油箱、燃油泵、燃油调节器、化油器、燃油分配器、通气管、燃油导管、燃油喷嘴、控制活门、燃油量表等。引起飞行器抖动的主要原因有：①航空燃油的含铅量超标： TCM公司生产的飞机所采用的发动机由于压缩程度比较大（8.5∶1），为了能够有效防止燃油箱的爆震，通常情况下航空燃油比普通燃油的含铅量高。由于航空发动机通常会在低功率、低温以及富油的状态下长时间的运行，因此，航空燃油中含有的大部分铅不能够被挥发而是通过通气管以及排气门排除，这样燃油中的铅就会在汽缸以及排气门的内壁或者火花塞的间隙中积淀，慢慢的由于铅的积累会影响到燃油系统火花塞的点火性能以及通气管和排气门的正常关闭。②航空发动机燃油箱的燃油泵由于航空燃油过滤不彻底，里面含有杂质、燃油泵受到严重的磨损；燃油导管的漏油等各种原因都会造成供油压力低或者供油压力的不稳定。③燃油喷嘴遭到阻塞、漏油以及通气管的阻塞等这些原因，都会导致进入燃油汽缸的燃油量降低，导致其他燃油汽缸的燃油量增大，从而使不同汽缸爆发的压力不平衡造成了飞行器的抖动。④燃油调节器的内部有一定的损坏，如：燃油调节器里面隔开燃油腔与真空腔的薄膜发生破裂，导致航空燃油没有经过调节器而直接进入了进气的歧管，这样混合气体的密度过大，从而导致航空发动机发生抖动。⑤燃油分配器内部的活门被粘滞以及卡阻，从而导致航空发动机发生抖动。

2　航空发动机燃油系统的工作原理

TCM公司生产的IO-240A&B的发动机采用的燃油系统是一个结构简单、利用低压燃油直喷技术的系统，共包含了四个基本的构件：燃油泵， 燃油量表， 燃油分配器以及燃油喷嘴。燃油系统的工作原理是：由燃油箱提供的航空燃油通过燃油泵的增压后，再通过燃油过滤器的过滤之后注入燃油量表； 燃油量表根据汽缸的进气量，以及混合气体的混合比来计算燃油量；计算后的燃油注入燃油分配器，被分配器均匀的分配到四个方向的燃油喷嘴；被喷嘴喷射到汽缸的进气门周围，燃油在进气的冲击以及汽缸头的作用下被雾化以及汽化，然后和空气混合形成可燃的混合气体，最后进入发动机的汽缸，完成工作。

3　航空发动机燃油系统的检查及其常见故障的分析

TCM公司生产的IO-240A&BB航空活塞发动机，通常在飞行满50小时之后，工程师采用目视检查法检查所有燃油系统的构成部件、燃油导管以及接头。在飞行满100小时之后，除了要做满50小时所做的全部检查外，还要拆卸燃油喷嘴，目视检查以及清洗喷嘴；利用仪器检查航空发动机以及相关的控制部件，具体包括节气门、混合气体的混合比、螺旋桨以及备用空气的数量等的检查。在检查过程中如发现被磨损或遭到腐蚀的连接件、固定件、杆件以及杆件和衬套等都必须及时更换。当目视检查、清洗、机器检查、修理以及润滑工作都完成之后，再进行试车检查。试车检查过程中燃油系统运行的检查的数据与标准规定的燃油流量和空气压力如果能够保持一致，那么这个航空发动机的燃油系统状态稳定，能够被重新使用。如果被检查的燃油系统没有稳定、准确的运行，甚至造成了飞行器的抖动，则需要对燃油系统进行故障的诊断，分析并判断出故障的原因，针对故障原因进行校正。航空发动机的燃油系统最常见的故障有：无法正常启动发动机，燃油系统的各项指示不准确，燃油流量的工作不稳定，造成发动机的抖动，加速性能差等方面。每个故障都会导致航空发动机无法稳定、安全的工作，甚至会造成停车，极大的损害发动机，从而降低发动机的使用期限，也很大程度上会影响飞行器的飞行安全。

4　结语

本文通过以TCM公司生产的航空飞行器为研究对象，分析了飞机发动机普遍存在的抖动及其成因。同时也分析了航空飞机所采用的航空活塞发动机的基本结构、工作原理等，分析了发动机燃油系统存在常见的故障、故障发生的可能原因以及修正故障所采取的措施。通过对飞行器发动机燃油系统故障的诊断以及修正的探讨，提出的解决措施对航空飞行器的工作的安全性、稳定性以及可靠性的提升都具有一定的意义、也能够有效提升航空活塞发动机的燃油系统的使用效率。通过表1：发动机可能存在的故障、原因以及修正措施汇总，可见，日常对维护燃油系统的检查以及维护对于保障航空发动机的有效安全的工作起到十分重要的作用。通过航空发动机燃油系统的常见问题的修正措施可见，平时在检查和维护燃油系统时需要注意以下几方面：①严格按照操作规则给飞机以及其他航空器加油，防止异物进入航空飞行器发动机的燃油系统；②通常出现故障时，对分配活门、节气门以及燃油泵等发动机的构件不能进行拆装和排故，只能清洗油滤和喷油嘴；③对燃油管路进行拆装时，务必保证周围环境的干净整洁，一旦拆下燃油管路，就必须制止异物进入；④严格执行手册规定，加强对燃油系统的日常检查，目视检查输油管路是否破裂、磨损以及阻塞等情况，同时对连接件部位及时进行正确的清洁润滑等养护。

表1：发动机可能存在的故障、原因以及修正措施汇总

［1］ 魏武国，尚永锋.大陆IO-24OA&B航空活塞发动机燃油系统常见故障分析［A］.中国科学技术协会、天津市人民政府.第十三届中国科协年会第22分会场-中国通用航空发展研讨会论文集［C］.中国科学技术协会、天津市人民政府：，2011：4.

［2］ 魏武国，尚永锋.大陆IO-24OA&B航空活塞发动机燃油系统常见故障分析［J］.科技资讯，2013，33：83-84.

［3］ 陈永琴.航空燃油柱塞泵运动学与动力学特性分析研究［D］.西安电子科技大学，2012.

［4］ 张书刚.民用涡扇发动机在线健康诊断关键技术研究［D］.西北工业大学，2014.

［5］ 梁艳勤.民机复合材料结构修理容限与修理后适航符合性验证研究［D］.上海交通大学，2011.

Research on common faults and diagnosis technology of fuel system of aviation piston engine

Wang Kai
（Civil Aviation Flight University of Luoyang branch Chinese，Luoyang Henan，471001）

In this paper，the engine of the aircraft aircraft produced by TCM company as the research object，analyzes the general existence of the aircraft engine jitter and its causes.Through to aircraft engine fuel system fault diagnosis and correction of，proposed solutions to the aircraft work safety，stability and reliability of the ascension has certain significance，also can effectively improve the efficiency in the use of aviation piston engine fuel system.

aero piston engine；fuel system；fault diagnosis

王凯（1984—），男，汉族，河南省荥阳市人，硕士研究生，中国民航飞行学院洛阳分院，工程师，研究方向：航空器维修。