丁素芬

（中國民用航空飛行學(xué)院，四川 廣漢618307）

點火系統(tǒng)是活航空塞式發(fā)動機的重要系統(tǒng)，其工作的狀況直接影響到發(fā)動機的起動性能、功率、經(jīng)濟性及工作的可靠性，因此點火系統(tǒng)可以比擬為發(fā)動機的心臟。了解常見點火系統(tǒng)的組成、工作原理及常見故障對機務(wù)工作者分析和排除發(fā)動機相關(guān)故障具有事半功倍的指導(dǎo)性意義。

1 點火系統(tǒng)的組成和工作原理

1.1 點火系統(tǒng)的組成

常見航空活塞發(fā)動機點火系統(tǒng)由磁電機、磁電機/起動開關(guān)、起動振蕩器，點火電嘴、高壓導(dǎo)線等組成[1]，如圖 1 所示。

圖1 常見點火系統(tǒng)

（1）磁電機。磁電機安裝在發(fā)動機附件機匣上，由發(fā)動機帶動工作，利用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生高壓電，并適時地將高壓電通過高壓導(dǎo)線按照點火次序分配到各個氣缸，供電嘴產(chǎn)生電火花。

現(xiàn)代航空活塞發(fā)動機上通常裝備兩個磁電機，兩個磁電機相互獨立地工作。一是提高每個氣缸的點火能量，提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?，改善發(fā)動機的功率和經(jīng)濟性；二是保證發(fā)動機工作可靠，一旦某個磁電機發(fā)生故障不能產(chǎn)生高壓電，另一個磁電機仍能產(chǎn)生高壓電，使發(fā)動機繼續(xù)工作。D6LN-3200磁電機是一種復(fù)式磁電機，即兩個磁電機裝在同一個殼體內(nèi)，因此一臺發(fā)動機只需要一臺磁電機。

（2）磁電機/起動開關(guān)。位于飛機駕駛艙，用來起動發(fā)動機和操縱磁電機工作。磁電機／起動開關(guān)有五個位置[1]，如圖2所示。

圖2 起動開關(guān)

起動位用于起動發(fā)動機。發(fā)動機爆發(fā)后，鑰匙自動跳到雙位，雙位表示兩個磁電機都工作，右位指右磁電機工作，左磁電機不工作，左位則相反，關(guān)位表示兩個磁電都不工作。

正常工作時，磁電機開關(guān)位于雙磁位，兩個磁電機都工作。單磁位（左或右）僅用于地面發(fā)動機試車時對磁電機工作性能進行檢查，即檢查磁電機單磁掉轉(zhuǎn)，方法如下：將發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)整到某一較大轉(zhuǎn)速（如2000 r/min），穩(wěn)定工作后，將磁電機開關(guān)從雙位轉(zhuǎn)到左或右位，發(fā)動機轉(zhuǎn)速將下降但工作平穩(wěn)；然后把磁電機開關(guān)轉(zhuǎn)到雙位。單磁工作時，由于每個氣缸只有一個電嘴工作，燃燒速度減慢，發(fā)動機的功率有所下降，表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速的下降。停車后，磁電機開關(guān)必須放在關(guān)位，否則扳轉(zhuǎn)螺旋槳時極易導(dǎo)致磁電機點火，使發(fā)動機重新爆發(fā)造成危險。

（3）起動振蕩器。由電瓶供電，結(jié)合磁電機上的延時觸點一起工作，在發(fā)動機起動時幫助磁電機產(chǎn)生高壓電。

（4）點火電嘴。安裝在氣缸頭上，由高壓導(dǎo)線與磁電機連接。其功用是利用磁電機產(chǎn)生的高壓電擊穿空氣，產(chǎn)生電火花，點燃氣缸內(nèi)的混合氣。

電嘴主要由鋼心、外殼、絕緣體和隔波套管組成，如圖3所示。鋼心桿上部與高壓導(dǎo)線相連，下部焊有中央極；外殼下部焊有2個旁極，旁極與中央極間的間隙叫電嘴間隙。當高壓電輸送到電嘴時，在中央極與旁極間形成了很高的電位差并使電嘴間隙之間的氣體發(fā)生強烈的電離，產(chǎn)生電火花。

圖3 電嘴

（5）高壓導(dǎo)線。高壓導(dǎo)線連接磁電機和點火電嘴，作用是將磁電機產(chǎn)生的高壓電傳輸?shù)近c火電嘴。導(dǎo)線由四層組成，由外向里分別為硅樹脂橡膠層、金屬編織層、硅樹脂絕緣層和不銹鋼絲芯線。其具有很好的耐磨性和韌性，其中的金屬編織層還起到隔波的作用，防止點火系統(tǒng)對飛機無線電的干擾。導(dǎo)線的構(gòu)造如圖4所示。

圖4 導(dǎo)線

1.2 點火系統(tǒng)的工作原理

起動時，磁電機開關(guān)放在起動位，起動電路接通，起動機工作，帶動曲軸轉(zhuǎn)動。此時右磁電機接地，不工作；左磁電機工作，借助起動振蕩器和延時觸點產(chǎn)生高壓電，提前點火角比正常的提前點火角小。發(fā)動機爆發(fā)后，松開鑰匙，磁電機開關(guān)自動跳到雙位，起動線路斷開，兩個磁電機同時工作。正常工作期間，磁電機開關(guān)都在雙位。磁電機產(chǎn)生的高壓電通過高壓導(dǎo)線傳輸?shù)近c火電嘴，在電嘴的中央極與旁極間形成了很高的電位差并使電嘴間隙之間的氣體發(fā)生強烈的電離，產(chǎn)生電火花。左磁電機管左排氣缸的下部電嘴和右排氣缸的上部電嘴；右磁電機管右排氣缸的下部電嘴和左排氣缸的上部電嘴[1]。單磁位僅用于在地面發(fā)動機試車時對磁電機工作性能進行檢查，即檢查單磁工作時磁電機掉轉(zhuǎn)是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。

2 點火系統(tǒng)常見故障

2.1 磁電機故障

（1）斷電器間隙不正常和斷電器觸點接觸不良。斷電器間隙過大過小時，會使二次線圈電壓降低，火花減弱，引起磁電機掉轉(zhuǎn)過多，發(fā)動機功率下降。斷電器觸點接觸不良，會使接觸電阻增大，斷電時的低壓電流減小，二次線圈電壓減小。造成接觸不良的主要原因是觸點間進入油污和發(fā)生金屬轉(zhuǎn)移。

（2）線圈絕緣性變差。會使線圈和殼體之間以發(fā)生放電現(xiàn)象，使磁能損失增大，二次線圈電壓降低。檢查單磁時會發(fā)現(xiàn)掉轉(zhuǎn)過多，可看到線圈放電部分燒黑。線圈絕緣性變差的主要原因是線包受潮和溫度過高。

（3）分電盤裂紋。產(chǎn)生裂紋后，在裂紋處會發(fā)生漏電現(xiàn)象，也使二次線圈電壓降低，影響電嘴跳火。

（4）磁電機定時不準。會使提前點火角過大或過小，都會使發(fā)動機的功率和經(jīng)濟性下降。

2.2 電嘴故障

（1）電嘴掛油積炭。主要是長期過富油或漲圈磨損，大量滑油進入燃燒室造成的。在使用中當小轉(zhuǎn)速時間過久時也易造成電嘴掛油積炭。

（2）電嘴積鉛。使用含鉛量高的汽油和在貧油巡航狀態(tài)長時工作易積鉛。

（3）電嘴受到碰撞及電嘴間隙變化或瓷絕緣體損壞，使電嘴內(nèi)部漏電。

2.3 高壓導(dǎo)線故障

（1）高壓導(dǎo)線絕緣體被擊穿，使其絕緣性能變差。

（2）高壓線接觸不良。如高壓線與分電樁之間，高壓線與電嘴之間等。

（3）防波套破損，干擾飛機無線電。

3 結(jié)束語

本文詳細介紹了常見航空活塞發(fā)動機點火系統(tǒng)的組成、工作原理和常見故障，實踐證明結(jié)合本文的一些觀點和結(jié)論在排除航空活塞發(fā)動機點火系統(tǒng)故障中會達到事半功倍的效果。

[1]TB20 aircraft maintenance manual[C].Issued by Scotta aircraft company，Apr.2010.