航空活塞发动机排故基本原则与常见故障分析

2020-01-07邓志奇周克家李自辉

科学技术创新 2020年5期

邓志奇周克家李自辉

（95935 部队，黑龙江哈尔滨150111）

在我国航空事业发展中，航空器械故障维修一直是一项重要工作组成部分，是保障航空安全、避免航空器械功率异常损耗的必然途径。而活塞式发动机作为当前航空器主要的动力源之一，对其开展排故工作的重要性就更加不言而喻。但是在活塞式发动机排故工作开展中，也必须在其基本原则要求下规范化开展排故工作，明确其故障原因，降低故障问题的扩大而导致发动机零部件损坏的问题发生。

1 航空活塞发动机

航空活塞式发动机是应用于航空器械并为其提供飞行动力的一种往复式内燃机，是一种4 冲程、有电嘴点火的汽油发动机[1]。航空活塞发动机的主要结构组成包含曲轴、连杆、活塞、气缸、分气机构以及机匣等部件，并且还附有减速器以及增压器等，减速器一般置于发动机前部，主要作用是降低动力输出轴的转速，而增压器则一般置于机匣后部位置，用以提升发动机的高空性能，为航空器飞行提供动力保障。根据活塞式发动机气缸冷却方式的差异性，可以将活塞式发动机分为液冷式发动机以及气冷式发动机两种，早期飞行器所采用的大多为液冷式发动机，由于液冷式发动机的自重问题，早期飞行器的速度很低。而随着对活塞式发动机的不断研究，通过对飞行器飞行速度的逐渐提升，可以在飞行器飞行过程中利用高速气流对发动机的气缸进行冷却，进而气冷式发动机得到了广泛应用，成为了航空器应用的主要发动机类型。活塞发动机的工作原理是火花塞点燃汽油发动机，由汽油发动机产生动力带动曲轴转动，曲轴转动两圈，活塞在气缸结构内部往复运动4 次，每次均为一个冲程，其4 个冲程一次为吸气、压缩、膨胀以及排气，共同形成一个定容加热循环[2]，为飞行器提供飞行动力供应，具有着动力稳定、经济性高的有点，目前多用于轻型低速飞机上。

2 航空活塞发动机排故基本原则

活塞发动机作为飞行器的飞升动力源，其运行稳定性直接关系到了飞行器的飞行安全，因此在活塞式发动机使用过程中，必须充分保证其运行状态，因此对其开展排故工作是极为必要的。航空活塞发动机排故工作开展中，必须在其基本原则的要求下进行，以保证排故工作开展的科学性和质量。

首先，故障信息清晰性原则。在航空活塞发动机排故工作开展中首要原则要求就是明确其故障问题，只有充分保证对发动机故障信息的清晰性，才能够针对性开展排故工作，提升排故工作的效率。同时，故障信息的清晰，也能够避免活塞发动机一些表象问题影响排故工作的开展，通过对其故障情况的全面了解，找到故障出现的根源，由根源入手，排除故障问题。并且，对故障问题的清晰，也是避免活塞发动机维修中导致其他故障问题的出现，实现故障信息内容的双向交换，减少飞行器的维修时间。

其次，排故知识系统性原则。排故知识系统性原则是对发动机维修人员的基本能力要求，区别于其他排故工作，飞行器发动机的排故更加复杂，要求也更加严谨，因此需要对排故维修人员进行长期的专业训练，保证维修技术人员具有快速检索故障信息的能力，对故障产生的原因进行准确定位，以保证活塞发动机维修工作的顺利开展。在对维修技术人员的排故知识以及专业能力培养中，需要利用维修手册以及专业的培训资料，帮助维修技术人员建立系统化的排故知识体系，全面提升航空活塞发动机排故工作的整体质量，通过维修技术人员的系统排故知识体系，判断故障位置，罗列故障原因，科学化开展排故工作。

再次，故障诊断原则。航空活塞发动机排故工作开展中，其故障诊断就是现代化检验设备以及维修技术人员的专业技术水准，规范化开展故障诊断排查工作，对存在故障诱发可疑性的零部件进行全面的故障诊断，最终确认发动机的故障问题，然后针对性开展维修工作，避免故障问题对飞行器的飞行安全产生不利影响，埋下飞行安全隐患。

最后，试验排除原则。在航空活塞发动故障发生时，必须使用试验排除法逐一排除怀疑部件。在进行发动机故障维修时，维修技术人员需要通过试验排除的方式，通过是错的模式，逐一检验发动机的故障情况，以便排除故障检验的干扰因素，然后对故障产生原因进行重新评估[3]。通过试验排除原则，不仅能够有效提升排故工作的质量，还能够降低排故过程中的不必要零部件损耗，能够降低航空活塞发动机的维修成本，对于活塞发动机排故工作的开展有着重要的推进意义。

3 航空活塞发动机的常见故障分析

故障作为机械设备运行中必不可免的主要问题之一，往往会给设备运行带来严重的不利影响，而活塞发动机作为当前飞行器的主要动力能源，其故障问题的出现会给飞行器运行带来严重的不利影响，甚至造成飞行安全事故的发生，因此开展排故工作是极为必要的。但是在航空活塞发动机的排故工作开展中，需要对活塞发动机的常见故障问题有所了解，才能够充分保证排故工作开展的效率和质量。笔者对目前阶段活塞发动机的常见故障情况进行了如下分析总结，以为排故工作的开展奠定基础。

第一，发动机启动故障。启动故障问题多表现为活塞发动机不能启动或者启动困难，导致活塞发动机启动故障发生的主要因素就是其燃油、氧气以及火花等方面，作为发动机启动的三大要素，这三点之中任何一个因素出现故障，都会导致发动机启动故障的发生。首先，当燃油问题导致启动故障发生。燃油问题导致的发动机启动故障发生主要包含注油过多以及然后不足两个方面，注油过多会对发动机点火产生阻碍，当飞行器排气管具有浓烈的燃油气味时，就说明发动机存在闷油的情况，导致启动故障的发生。然后不足也无法启动发动机，当排气管的燃油气味较淡时，则需要进行注油。其次，火花束系统导致的启动故障。火花束导致的启动故障主要包含了冲击联轴器的故障、磁电机内延时触点系统故障以及磁电机的定时不准等问题，需要根据实际情况进行相应的排故处理。

第二，发动机转速故障。发动机转速故障问题发生的主要原因包含两个方面：其一是点火不良；其二是燃油喷射器堵塞。在发动机转速故障排查中，可以通过飞行前的磁电机检查对点火不良导致的故障问题进行明确，进而可以找出故障电嘴，进行故障排除。而燃油喷射器堵塞导致的发动机转速故障则可以通过在发动机停车后，采用水枪或瓶子在气缸排气口处2.5cm 的位置向各排气收集器喷水较细的水流，观察其蒸发情况，确认点火不良导致的发动机转速故障问题[4]。

第三，滑油故障问题。滑油故障问题也是航空活塞发动机的常见问题之一，主要故障问题就是由于导风板密封件出现损坏、密封性下降出现流罩鱼鳞片受损，磁电机定时不准确导致的滑油温度过高故障以及滑油压力低的故障。在滑油故障发生时，需要维修技术人员根据故障情况，检查发动机的磁电机运行情况以及导风板的密封件，然后根据实际故障检查结果，进行针对性的排故处理。而滑油压力低的故障多由于滑油本身的等级、温度以及变质等原因造成的，需要对滑油的品质情况进行检验，必要是及时更换滑油，保证滑油等级满足航空活塞发动的运行需求。

第四，气缸压力故障。气缸压力故障多为气缸压力较低，导致这种故障发生的主要原因就是由于气缸存在漏气点，主要的漏气点一般位于进气门、排气门以及涨圈等三个部分。因此在气缸压力故障发生时，要及时检验排气门、进气门以及涨圈是否存在漏点，对存在漏点的位置进行维修，保证活塞发动机气缸压力，保证飞行器的飞行安全。