周九來

摘要：SR20飛機是我分院主力訓(xùn)練機型，其故障率的高低不僅關(guān)乎飛行安全更直接影響飛行訓(xùn)練進度。根據(jù)近年來該機型故障統(tǒng)計分析，點火系統(tǒng)故障停場率較高。常見的故障現(xiàn)象有發(fā)動機抖動、磁電機不工作、磁電機調(diào)轉(zhuǎn)多調(diào)轉(zhuǎn)超差或者不掉轉(zhuǎn)、EGT或CHT偏低等，因此對該機型進行全面具體的點火系統(tǒng)故障機理分析并結(jié)合實際排故案例，整理故障現(xiàn)象、故障原因并匯總排故及預(yù)防方法，為后續(xù)該機型點火系統(tǒng)維護提供便利是十分重要的。

關(guān)鍵詞：點火系統(tǒng);故障分析;預(yù)防

Abstract： SR20 aircraft is the main training model of our institute. Its failure rate is not only related to flight safety， but also directly affects the flight training schedule. According to the fault statistics and analysis of this model in recent years， the fault stop rate of ignition system is high. Common malfunctions are engine jitters， magneto does not work， magneto jerked back more super poor or do not turn， EGT or CHT is low， etc.， thus sweeping specific ignition system of the aircraft fault mechanism analysis and combined with the actual troubleshooting cases， failure phenomenon， failure reason and summary troubleshooting and preventive methods， provide convenience for the follow-up the aircraft ignition system maintenance is very important.

Key words： ignition system;failure analysis;prevention

0? 引言

點火系統(tǒng)是活塞發(fā)動機重要的工作系統(tǒng)，其性能的好壞對發(fā)動機的正常工作有很大影響，輕則發(fā)動機抖動，重則空中發(fā)動機停車，引發(fā)嚴重安全事故。本文以SR20飛機點火系統(tǒng)為例，對點火系統(tǒng)的組成及原理進行了簡單介紹，對故障現(xiàn)象、機理、解決方案進行了全面系統(tǒng)的分析和總結(jié)，結(jié)合實際維護經(jīng)驗提出預(yù)防措施，對保證該機型發(fā)動機正常工作有重要意義。

1? SR20機型點火系統(tǒng)的組成及工作原理

點火系統(tǒng)是由點火電門、磁電機、高壓導(dǎo)線、電嘴組成的。點火電門是控制磁電機工作的開關(guān)，磁電機負責(zé)在每個氣缸壓縮行程上死點前24°產(chǎn)生最高電壓并由高壓導(dǎo)線傳送給各氣缸電嘴，足夠高的電壓擊穿電嘴中央極[2]和旁極之間的空氣產(chǎn)生電火花，點燃氣缸內(nèi)的油氣混合氣，燃燒后的氣體膨脹做功推動活塞往復(fù)運動，從而帶動發(fā)動機曲軸和飛機螺旋槳旋轉(zhuǎn)。

2? SR20機型點火系統(tǒng)各大部件功用及故障點

2.1 點火電門

2.1.1 點火電門的功用? 點火電門是用來控制磁電機工作的，如圖1所示，當(dāng)點火電門置于OFF位時，左右兩個磁電機的P導(dǎo)線均已接地，磁電機不產(chǎn)生高壓電也就是磁電機不工作;當(dāng)點火電門置于L位時，左磁電機P導(dǎo)線斷開，右磁電機P導(dǎo)線接地;當(dāng)點火電門置于R位時，右磁電機P導(dǎo)線斷開，左磁電機P導(dǎo)線接地;當(dāng)點火電門置于BOTH位時，雙磁電機P導(dǎo)線均斷開，雙磁同時工作，為各氣缸電嘴提供高壓電。當(dāng)點火電門置于START位時，發(fā)動機由起動機啟動爆發(fā)。

2.1.2 點火電門的故障點? 點火開關(guān)磨損，磁電機鑰匙磨損，點火開關(guān)觸點磨損、臟污、銹蝕、松動、點火開關(guān)罩杯磨損、銹蝕、變形，點火開關(guān)接線端子磨損、銹蝕、松動，P導(dǎo)線斷，磁電機電容接線片松動接觸不良，磁電機電容接線片與磁電機殼體接地，這些故障點會導(dǎo)致故障現(xiàn)象有磁電機鑰匙卡不住，鑰匙在非OFF位能拔出，磁電機不掉轉(zhuǎn)，磁電機不接地?zé)o法停車，磁電機不工作等。

2.2 磁電機

2.2.1 磁電機的功用? SR20飛機使用的是兩個型號為S6LSC-25的左旋磁電機[1]，左右磁電機都有沖擊聯(lián)軸器，右磁裝有轉(zhuǎn)速傳感器。磁電機的作用就是在發(fā)動機工作中，當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)到最有利的提前點火角度時，為電嘴提供最高的電壓而產(chǎn)生強烈的電火花[2]，點燃混合氣，使發(fā)動機獲得最大功率。磁電機定時包括內(nèi)定時和外定時，定時的準確性直接影響發(fā)動機功率輸出。磁電機內(nèi)定時如圖2所示，分電盤齒輪紅心標記位于正中間，將磁電機內(nèi)部各機件的配合關(guān)系調(diào)整到使磁電機能夠產(chǎn)生最高電壓的狀態(tài)[3]。磁電機外定時就是磁電機內(nèi)定時產(chǎn)生最高電壓時，恰好對準發(fā)動機一號缸的活塞運動到壓縮行程上死點前24°的位置（如圖3所示，在壓縮行程上死點前，定時銷插入1缸下部電嘴，旋轉(zhuǎn)螺旋槳使活塞頂?shù)?4°定時銷，螺旋槳轉(zhuǎn)不動的位置），外定時角度檢查工具由定時燈和傾角儀共同完成，定時燈如圖4所示，LMAG線接左磁電容，RMAG線接右磁電容，中間GND為接地線，1缸壓縮行程上死點前24°位置找好后，安裝磁電機并輕輕旋轉(zhuǎn)觀察磁電機對應(yīng)位置的定時燈由不亮到剛剛穩(wěn)定閃亮的位置，即為斷電器觸點初斷位，完成磁電機的內(nèi)外定時，磁電機此時產(chǎn)生高壓電。傾角儀安裝位置如圖5所示，安裝好磁電機后，打開傾角儀，回零位，順著螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向先把定時燈扳亮，釋放磁電機沖擊聯(lián)軸器后，往相反的方向扳轉(zhuǎn)螺旋槳將定時燈扳滅，再沿螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向輕拍螺旋槳直到定時燈剛亮為止，記錄傾角儀讀數(shù)，如圖6所示箭頭向下，就是提前點火角度相對于基準24°位置下偏1.8°，提前點火角度為25.8°，可以順著螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向扳轉(zhuǎn)磁電機將定時角度調(diào)小到24°位置，按上述步驟重新檢測實際提前點火角度。規(guī)定單磁提前點火角度24±1°，調(diào)轉(zhuǎn)不能大于150轉(zhuǎn)，雙磁提前點火角度差值小于1°，調(diào)轉(zhuǎn)差不能大于50轉(zhuǎn)，內(nèi)外定時必須同時準確，才能保證磁電機正常工作。

2.2.2 磁電機的故障點? 外定時角偏大或偏小，雙磁外定時不同步，磁電機內(nèi)漏，磁電機殼體裂，磁電機本體故障，磁電機轉(zhuǎn)速傳感器故障，這些故障點會導(dǎo)致單磁調(diào)轉(zhuǎn)多、不掉轉(zhuǎn)、雙磁調(diào)轉(zhuǎn)超差、單磁停車、磁電機不工作、轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或異常等故障現(xiàn)象。

2.3 高壓導(dǎo)線

2.3.1 高壓導(dǎo)線的功用? 高壓導(dǎo)線負責(zé)將高壓電從磁電機輸送到點火電嘴。

2.3.2 高壓導(dǎo)線的故障點? 高壓導(dǎo)線擊穿、斷裂、屏蔽層破損、端頭銹蝕，導(dǎo)致故障現(xiàn)象一般都是連鎖反應(yīng)，磁電機調(diào)轉(zhuǎn)多同時EGT下降明顯或異常、發(fā)動機抖動，通訊噪音大、無線電干擾。

2.4 電嘴

2.4.1 電嘴的功用? 電嘴是用來產(chǎn)生電火花，可靠地點燃氣缸內(nèi)的空氣混合氣[1]。

2.4.2 電嘴的故障點? 電嘴積碳、積鉛、受潮、掛油，中央級燒蝕超標電嘴間隙大，中央級旁級粘連，中央級絕緣瓷管裂，這些故障點會導(dǎo)致發(fā)動機抖動，單磁電機調(diào)轉(zhuǎn)多甚至停車，EGT或CHT下降明顯或異常等現(xiàn)象。

3? SR20機型點火系統(tǒng)實際排故案例分析

3.1 左磁不掉轉(zhuǎn)

針對這個故障現(xiàn)象分析故障原因，左磁位時右磁電機可能無法接地所以繼續(xù)工作或者右磁電機一直不工作。排故措施：試驗右磁電機調(diào)轉(zhuǎn)情況以及點火開關(guān)置于OFF位，發(fā)現(xiàn)右磁位調(diào)轉(zhuǎn)正常，OFF位無停車趨勢，因此判斷故障原因是右磁電機無法接地，鎖定故障點磁電機P導(dǎo)線或點火電門。經(jīng)目視檢查右磁電機電容接線片斷裂（磁電機電容接線片位置如圖7橘色中間螺栓）更換接線片，試車恢復(fù)正常。案例拓展：如果目視檢查右磁電機電容接線片、P導(dǎo)線外觀均正常，那么拆下點火電門，檢查觸點、罩杯等故障點是否出現(xiàn)磨損、銹蝕等異常情況，必要時更換相應(yīng)組件重新試車檢查。

3.2 右磁不掉轉(zhuǎn)，左磁位停車

針對這個故障現(xiàn)象可以快速判斷故障原因是左磁電機不工作。依照由小到大、由簡到繁的排故順序，鎖定故障點左磁電機接線片與磁電機殼體接地、磁電機本體故障、左磁電機控制的六個電嘴或高壓導(dǎo)線同時故障（幾率太低，暫不考慮）。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)左磁電機接線片與磁電機殼體接地，電容儲存的電能直接通過殼體接地，所以高壓線圈無法產(chǎn)生高壓電。調(diào)整接線片與殼體的相對位置，斷開搭接，試車檢查左磁電機工作正常，故障排除。通過這個案例發(fā)現(xiàn)，看似大問題，其實是由小問題造成的，所以排故時要熟練掌握從現(xiàn)象到原因再到點，由簡到繁，達到快速排故的目的。

相似案例拓展：檢查發(fā)現(xiàn)磁電機P導(dǎo)線無意外接地現(xiàn)象，鎖定故障點磁電機本體故障，更換磁電機后試車正常。

3.3 左磁位掉轉(zhuǎn)超限，發(fā)動機抖動，三號缸EGT下降明顯

針對這個故障現(xiàn)象分析故障原因，發(fā)動機抖動的原因是各個氣缸爆發(fā)時壓力不均勻，左磁電機控制左邊汽缸上部電嘴和右邊汽缸下部電嘴點火，右磁電機控制右邊汽缸上部電嘴和左邊汽缸下部電嘴點火，右磁位正常說明三號缸密封性以及三號缸上部電嘴點火均正常，因此鎖定故障點三號缸下部電嘴或高壓導(dǎo)線。措施：拆下三缸下部電嘴進行檢查，發(fā)現(xiàn)電嘴中央級燒蝕超標，點火性能弱，更換新電嘴試車檢查正常。

相似案例拓展：更換新電嘴后故障還未排除，檢查三號缸下部高壓導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)有擊穿痕跡，由于高壓導(dǎo)線較長，內(nèi)部可能存在多處擊穿，所以更換整個左磁電機高壓導(dǎo)線，試車檢查正常。從此種高壓導(dǎo)線擊穿案例發(fā)現(xiàn)，大多電嘴中央極燒蝕較重，電嘴間隙較大。

3.4 左磁掉轉(zhuǎn)超限

針對這個故障現(xiàn)象，試車發(fā)現(xiàn)左磁掉轉(zhuǎn)180，右磁110，發(fā)動機無抖動現(xiàn)象，各氣缸EGT、CHT并無明顯下降，說明各缸電嘴和高壓導(dǎo)線正常，因此鎖定故障點，左磁電機外定時角不準或磁電機本體故障（可能性較?。４胧簩⒆蟠烹姍C壓緊螺帽稍微松些，將磁電機逆著螺旋槳旋轉(zhuǎn)的方向偏轉(zhuǎn)一些，增大提前點火角，擰緊壓緊螺帽，試車檢查左磁調(diào)轉(zhuǎn)正常。相似案例拓展：左磁掉轉(zhuǎn)400，各缸EGT均下降多，右磁掉轉(zhuǎn)正常，由于左磁電機掉轉(zhuǎn)較多，鎖定故障點左磁定時偏差較大或者磁電機本體故障。措施：擰開左右磁電機觀察孔堵蓋，地面轉(zhuǎn)動螺旋槳直到右磁分配齒輪的紅心標記出現(xiàn)在觀察孔的中心位置，如圖2所示。檢查此時左磁觀察孔的中心位置是否出現(xiàn)分配齒輪的紅心標記，結(jié)果發(fā)現(xiàn)紅心標記在中間位置，說明左磁定時沒有問題，鎖定故障點左磁本體故障，更換左磁電機試車檢查正常。

3.5 雙磁掉轉(zhuǎn)均不超限，但是雙磁掉轉(zhuǎn)差值大于50轉(zhuǎn)

針對這個故障現(xiàn)象，試車發(fā)現(xiàn)左磁掉轉(zhuǎn)90，右磁掉轉(zhuǎn)40，發(fā)動機無抖動現(xiàn)象，各氣缸EGT、CHT并無明顯下降，說明各缸電嘴和高壓導(dǎo)線正常，因此鎖定故障點，左右磁電機外定時角不同步。因為左右磁調(diào)轉(zhuǎn)均不大于150轉(zhuǎn)，所以可以只調(diào)整一個磁電機的外定時角，讓該磁電機與另外一個磁電機外定時同步。原則上以掉轉(zhuǎn)值在50到100轉(zhuǎn)的磁電機為基準，調(diào)整掉轉(zhuǎn)小于50轉(zhuǎn)的磁電機外定時角。措施：將右磁電機壓緊螺帽稍微松些，將磁電機順著螺旋槳旋轉(zhuǎn)的方向（如圖5所示螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向為逆時針）偏轉(zhuǎn)一些，減小提前點火角，利用定時銷、傾角儀、定時燈按2.2.1所述方法調(diào)整并檢測磁電機提前點火角，保證單磁和雙磁提前點火角度均在標準范圍。重新試車檢查左磁掉轉(zhuǎn)70，右磁60恢復(fù)正常。

綜合3.4與3.5類型的外定時角故障案例發(fā)現(xiàn)，增大提前點火角可以減小該磁電機調(diào)轉(zhuǎn)，減小提前點火角可以增加該磁電機調(diào)轉(zhuǎn)。如果單磁掉轉(zhuǎn)150至200左右的，另一個磁電機掉轉(zhuǎn)正常的，可優(yōu)先考慮該磁電機外定時角偏小，按3.4排故措施進行操作;如果雙磁掉轉(zhuǎn)超差但均不超150，優(yōu)先考慮掉轉(zhuǎn)較小的磁電機外定時角偏大，按3.5調(diào)整措施調(diào)小外定時角，試車檢驗。

3.6 無線電通訊干擾

由故障現(xiàn)象分析故障原因，點火系統(tǒng)帶有高壓電的屏蔽層破損會導(dǎo)致無線電通訊雜音等問題，鎖定故障點高壓導(dǎo)線、電嘴、磁電機。由于高壓導(dǎo)線防波屏蔽層容易受到扭曲、碰磨、老化等外力影響，電嘴和磁電機殼體為鋼制不易破裂，幾率較低。措施：檢查六個氣缸所有高壓導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)5缸下部高壓導(dǎo)線屏蔽層破損，使用防波膠帶修理綁定后，無線電通訊正常。

3.7 磁電機鑰匙在非OFF位能拔出

該類型故障一般都時點火開關(guān)或者磁電機鑰匙日久磨損導(dǎo)致，快速鎖定故障點，檢查確實磨損超標，更換點火開關(guān)或者鑰匙即可。

4? SR20機型點火系統(tǒng)故障預(yù)防總結(jié)

4.1 高壓導(dǎo)線擊穿故障預(yù)防

針對高壓導(dǎo)線擊穿案例，在外場飛機維護中發(fā)現(xiàn)對應(yīng)連接的電嘴大多有電極燒蝕較多，電嘴間隙較大，高壓導(dǎo)線需要承載更高的電壓才能擊穿電極間的空氣跳火，長期如此就容易造成高壓導(dǎo)線擊穿。因此，日常電嘴維護檢查中對電極電蝕量超過新電嘴電極 1/2的電嘴進行更換，小于1/2的用電嘴間隙專用調(diào)整工具將電嘴間隙調(diào)整到規(guī)定值：0.40mm[2]。

4.2 高壓導(dǎo)線破損及斷裂故障預(yù)防

安裝高壓導(dǎo)線時注意不要和發(fā)動機其他部件（尤其是金屬部件）碰磨;由于高壓導(dǎo)線較長，對高壓導(dǎo)線進行綁扎固定時彎曲角度盡量圓潤，避免直接彎曲180度造成應(yīng)力集中，加速高壓導(dǎo)線疲勞斷裂;當(dāng)擰緊點火電嘴上的高壓導(dǎo)線接頭螺帽時，使用7/16英寸的扳手固定高壓導(dǎo)線絕緣套管螺帽防止扭曲。

4.3 電嘴引起的發(fā)動機抖動故障預(yù)防

根據(jù)日常發(fā)動機抖動故障記錄，絕大部分抖動是由電嘴性能不良造成的。定檢中清潔電嘴的積碳積鉛，拆裝電嘴做好防范，不要摔落電嘴造成中央級絕緣瓷管破裂，意外掉落的電嘴直接報廢;飛機慢車位不要停留太久，停車前推油門桿至2000轉(zhuǎn)以上清潔積碳。

4.4 磁電機P導(dǎo)線接線片故障預(yù)防

用扳手擰緊接線片固定螺帽后，注意P導(dǎo)線要處于放松狀態(tài)，以免過緊受力斷裂。

4.5 磁電機故障預(yù)防

安裝磁電機前先找壓縮行程上死點，再利用定時銷確定上死點前24°，密封墊安裝到位。定檢中用食指和拇指尖部按壓分電器齒輪軸，并徑向移動轉(zhuǎn)軸以檢查分電器齒輪軸襯套和分電器間是否有側(cè)向間隙[3]。如果分電器齒輪軸襯套松動，更換磁電機。定期在高壓導(dǎo)線端子上涂抹 MS-122AD Teflon 噴霧，防止端子銹蝕造成接觸不良，電嘴跳火差。

4.6 點火電門故障預(yù)防

定檢工作中注意檢查罩杯和接線端子板組件的磨損或銹蝕狀況，損耗超標的直接更換;用棉簽蘸取異丙基酒精清潔罩杯和觸點[2]，并在點火電門的觸點和罩杯以及所有觸點接觸區(qū)域上涂一薄層潤滑油，防止銹蝕磨損造成接觸不良，點火電門控制失效。

5? 結(jié)語

本文從飛機實際運行故障入手，根據(jù)故障現(xiàn)象分析故障原因，根據(jù)故障原因快速鎖定故障部位，理論分析加排故實踐，針對不同故障現(xiàn)象制定最有效的排故措施，為后續(xù)該機型點火系統(tǒng)維護提供便利;以故障機理與飛機實際故障情況為依據(jù)，提出故障預(yù)防措施，降低故障發(fā)生率，保障飛行安全的基礎(chǔ)上提高飛機利用率。

參考文獻：

[1]趙廷渝，李衛(wèi)東.航空活塞動力裝置[M].西南交通大學(xué)出版社，1999.

[2]民用航空器維修人員執(zhí)照基礎(chǔ)培訓(xùn)教材.

[3]唐慶如.活塞發(fā)動機[M].北京：兵器工業(yè)出版社，2007.