孫海濤

0 引言

在日常飛行訓(xùn)練中，就發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)抖動(dòng)出現(xiàn)的問(wèn)題比較多，實(shí)踐中其診斷的難度也比較大。根據(jù)本人多年對(duì)飛機(jī)操縱的認(rèn)識(shí)，以IO-360-L2A發(fā)動(dòng)機(jī)為例，對(duì)飛行訓(xùn)練中發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)抖動(dòng)的成因進(jìn)行分類、分析與探究，希望能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的故障診斷有所啟迪。

1 抖動(dòng)問(wèn)題的提出

在飛機(jī)運(yùn)行和維護(hù)過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)抖動(dòng)的問(wèn)題比較多，從傳統(tǒng)角度上講，發(fā)動(dòng)機(jī)的抖動(dòng)主要來(lái)自于活塞和連桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，抖動(dòng)的實(shí)質(zhì)就是某汽缸工作不良或是幾個(gè)汽缸工作時(shí)動(dòng)能分部不均造成的，還有一些情況是某個(gè)汽缸點(diǎn)火時(shí)間有問(wèn)題，一般是燃燒時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，換句話說(shuō)就是混合氣太稀造成燃燒時(shí)間過(guò)長(zhǎng)以至于對(duì)曲軸沖擊不均造成抖動(dòng)。航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)，不僅影響發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和經(jīng)濟(jì)性，而且還直接影響飛行安全。本人根據(jù)工作中的總結(jié)和體會(huì)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)的成因進(jìn)行分類探討，一旦發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)抖動(dòng)，能盡快判斷出抖動(dòng)的原因和部位，并及時(shí)排除故障，提高飛機(jī)的安全性能。

2 萊康明IO-360發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械特點(diǎn)

萊康明IO-360系列發(fā)動(dòng)機(jī)是四氣缸，直接驅(qū)動(dòng)，水平對(duì)置，風(fēng)冷機(jī)型。其氣缸是由導(dǎo)熱性較好且重量較輕的鋁合金鑄造而成，缸筒有很深的整體冷卻散熱片，此外，為了減輕活塞高速往返運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦和磨損，汽缸身內(nèi)做了研磨拋光處理。該系列發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于各種小型單發(fā)和雙發(fā)飛機(jī)。目前，中國(guó)民航飛行學(xué)院使用該發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)有： Cessna-172R、PA44-180、TB20/ 200、以及施瓦澤直升機(jī)。

3 發(fā)動(dòng)機(jī)易發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)抖動(dòng)的幾個(gè)方面原因

3.1 燃油供給系統(tǒng)噴嘴堵塞引起的抖動(dòng)

C-172飛機(jī)屬于燃調(diào)式飛機(jī)，即從燃調(diào)輸出的燃油壓力和流量總量是相對(duì)恒定的，如果某個(gè)燃油噴嘴堵塞，則該噴嘴流出的燃油量減少，其它的噴嘴流出的燃油量增加。噴嘴堵塞的汽缸變貧油。噴嘴沒(méi)有堵塞的氣缸變富油，噴嘴堵塞后所有的氣缸不能正常工作。嚴(yán)重堵塞時(shí)可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)停車。而噴嘴堵塞原因主要有兩個(gè)方面：

1. 由于廠家在制造時(shí)在分配器的轉(zhuǎn)接頭上面涂抹了過(guò)多的密封膠，在安裝時(shí)密封膠有—部分脫落在轉(zhuǎn)接頭的進(jìn)口處。

2. 油品的質(zhì)量問(wèn)題。高鉛燃油在燃燒后在噴嘴處形成過(guò)多的堆積物。堆積物的堵塞使進(jìn)到汽缸的燃由量不再均衡從而使燃燒后產(chǎn)生的能量不均衡引起發(fā)動(dòng)機(jī)的抖動(dòng)。

3.2 空氣供給系統(tǒng)引起的抖動(dòng)

四行程航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)為完成一個(gè)工作循環(huán)需要工質(zhì)氣體在汽缸內(nèi)經(jīng)過(guò)進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹及排氣五個(gè)熱力變化過(guò)程。每一個(gè)過(guò)程的工作都會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，但對(duì)于定型的發(fā)動(dòng)機(jī)，從使用角度上講，進(jìn)氣過(guò)程對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能起到?jīng)Q定性作用。進(jìn)氣門的卡阻會(huì)對(duì)使發(fā)動(dòng)機(jī)氣門定時(shí)被破壞，致使各缸爆發(fā)力不均勻?qū)е掳l(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)、馬力下降，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致故障缸不工作。究其原因：

1. 正常暖機(jī)時(shí)間不足導(dǎo)致氣門卡阻。正常暖機(jī)時(shí)間不足使用大功率，將導(dǎo)致氣門桿的膨脹速率大于氣門導(dǎo)套的膨脹速率，引起氣門卡阻，很有可能導(dǎo)致氣門桿和導(dǎo)套卡死，推桿彎曲發(fā)動(dòng)機(jī)停車。

2. 氣門桿和氣門導(dǎo)套間沉積物（鉛沉淀、碳化物）過(guò)多導(dǎo)致卡阻。

3. 氣門桿潤(rùn)滑不良。氣門桿和氣門導(dǎo)套間沉積物過(guò)多，使氣門桿和導(dǎo)套的配合間隙變小，滑油不易進(jìn)入氣門導(dǎo)套內(nèi)進(jìn)行潤(rùn)滑，將導(dǎo)致氣門桿和氣門導(dǎo)套局部地方出現(xiàn)干摩擦，使接觸部位在高速運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生大量的熱，致使氣門桿和導(dǎo)套上的部分金屬熔化，氣門桿和導(dǎo)套發(fā)生粘連，引起氣門卡阻。

3.3 點(diǎn)火控制系統(tǒng)引起的抖動(dòng)

航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的功用是產(chǎn)生高壓電并適時(shí)的形成電火花點(diǎn)燃汽缸中的混合氣體。其主要部件電嘴產(chǎn)生的電火花的強(qiáng)弱是決定各個(gè)氣缸的混合氣燃燒后產(chǎn)生的能量是否均衡的主要因素。

目前，我學(xué)院電嘴故障均為電嘴電極被外物污染或外物卡在電極間，導(dǎo)致其點(diǎn)火性能下降甚至短路而不跳火，致使發(fā)動(dòng)機(jī)工作不正常從而造成發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)。即如果發(fā)動(dòng)機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間在富油狀態(tài)下工作，未燃燒的燃油便跗著在電嘴絕緣體表面，造成電嘴掛油。在一定的溫度下就形成了碳層也就是電嘴積碳。目前我們使用的燃油的含鉛量偏高①，電嘴積碳、積鉛都會(huì)導(dǎo)致電嘴并聯(lián)形成一個(gè)分路電嘴從而引起漏電使電嘴達(dá)不到最佳的點(diǎn)火電壓。

4 發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)的判斷及處置

我們?cè)谂懦l(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)故障時(shí)要按照從易到難的原則，一般是先檢查電嘴是否有問(wèn)題，然后是檢查燃油系統(tǒng)最后才是檢查氣門機(jī)構(gòu)。為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)抖動(dòng)的頻率，我們?cè)谄綍r(shí)的維護(hù)中要著重檢查以上幾個(gè)系統(tǒng)。

在飛行中如果出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)應(yīng)先檢查汽缸頭溫度CHT和排氣溫度EGT指示，初步判斷故障而不是匆忙的加減油門。如果某個(gè)汽缸的汽缸頭溫度CHT和排氣溫度EGT指示迅速下降，變?yōu)闃O小或無(wú)指示，而其它汽缸指示正常，可初步判定為氣門卡阻。這時(shí)需要柔和的加滿油門，發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)抖動(dòng)但稍會(huì)減輕，此時(shí)各汽缸CHT和EGT與加大油門前無(wú)變化。轉(zhuǎn)速可能在1800-1900RPM之間穩(wěn)定，保持好狀態(tài)，盡快著陸；如果某個(gè)汽缸的汽缸頭溫度CHT和排氣溫度EGT指示迅速下降，變?yōu)闃O小或無(wú)指示 ，而其它汽缸的汽缸頭溫度略為下降（約20～50），排氣溫度明顯下降約200℉，可初步判定為燃油噴嘴堵塞。這時(shí)應(yīng)先均勻的調(diào)整混合比至貧油（根據(jù)判斷出的另3個(gè)未堵塞氣缸的EGT進(jìn)行調(diào)整），然后柔和稍加油門，再根據(jù)飛機(jī)抖動(dòng)的情況邊調(diào)整混合比邊調(diào)整油門，力爭(zhēng)使飛機(jī)保持在既有較大功率又不過(guò)富油的狀態(tài)下，返回機(jī)場(chǎng)，盡快著陸。以上是我對(duì)LYCOMING發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生抖動(dòng)的原因和判定方法的一點(diǎn)心得。

①目前，國(guó)產(chǎn)100#航空燃油的含鉛量約為國(guó)外100LL航空燃油的4倍。

參考文獻(xiàn)

[1] 航空活塞動(dòng)力裝置 李衛(wèi)東 趙廷渝 2004 西南交通大學(xué)出版社.

[2] 運(yùn)五飛機(jī)使用維修經(jīng)驗(yàn)匯編 1987 中國(guó)民航總局適航司.

[3] Engine Trouble-Shooting-Guide 2006 Lycoming Company，