67Cessna172R飞机发动机

飞行二大队唐羽Cessna172R飞机发动机特点及故障分析主要特点•发动机•马力额定值和发动机转速：在2400转/分钟时为160BHP正常吸气式、直接驱动式、气冷式、水平对置式、燃油直接喷射式四个汽缸、总工作容积360立方英寸类型：IO－360－L2A发动机型号：TextronLycoming制造商：发动机抖动火花塞污染（电嘴积铅或者积碳）燃油喷嘴堵塞气门卡阻雨中飞行火花塞就是平时所说的电嘴，电嘴故障是指电嘴因自身或外界原因而导致其点火性能下降，致使发动机工作不正常的一种故障现象。目前，我院电嘴故障均为电嘴电极被外物污染或外物卡在电极间，导致其点火性能下降甚至短路而不跳火，致使发动机工作不正常。火花塞污染电嘴工作不好的原因：电嘴自身性能有所下降；目前我们使用的燃油的含铅量偏高（特别是95号航空汽油），容易导致电嘴积铅或者积碳。火花塞污染国产100#航空燃油的含铅量约为国外100LL航空燃油的4倍。国产95#航空汽油国产100#航空汽油国外100LL航空汽油2.9～3.2克/千克2.4克/千克2.0毫升/美加仑(0.435克/千克)电嘴积铅占90%以上，见下图红色标记因电嘴工作不好导致发动机抖动的情况：1.在飞行的任何阶段突遇发动机瞬间抖动掉转速20-50转左右(有时可能掉转会更多），然后又立即恢复功率，发动机参数页面数据显示无明显变化。原因：燃油中所含的液态铅经过燃烧，低于一定温度后成固体铅的形式排出，其中的一小部分铅在经过电嘴时，与电嘴的中央极和旁极产生接触，导致电嘴瞬间短路，点火不正常。2.在飞行的任何阶段突遇发动机瞬间抖动掉转速，发动机参数页面中有任何一个气缸的EGT突然升高75-100F，并且保持温度不变化。原因：燃油中所含的液态铅经过燃烧，低于一定温度后成固体铅的形式排出，其中的一小部分铅在经过电嘴时，卡在了电嘴的中央极和旁极之间，导致电嘴点火不正常甚至长时间短路，产生抖动。因电嘴工作不好导致发动机抖动的情况：措施：混合比调富油使EGT恢复正常，如EGT还是异常尽快落地滑回检查。滑回检查时注意检查磁电机工作情况，（磁电机掉转速检查是为了确定发动机点火系统工作是否正常，左磁链接的是1，3缸的上部电嘴和2，4缸的下部电嘴，右磁链接的是1，3缸的下部电嘴和2，4缸的上部电嘴）通过试车检查发动机转速变化和工作稳定性。对于飞行人员尽量避免电嘴积铅或者积碳的方法在发动机慢车或慢车转速附近时不允许发动机过富油，地面试车时必须检查慢车贫富油。避免长时间慢车或地面滑行，发动机转速在1000至1200RPM时，电嘴温度才能达到其自洁温度。采用热冲击的办法（烧电嘴）能够去除电嘴上碳化物，消除部分铅化物。必要的时候调贫油。试磁电机单磁掉转时，单磁工作时间不能太长（一般几秒），防止不工作电嘴挂油。Lycoming认为：EGT在900-1300°F之间，电嘴沉积物的生成速率最小。飞行时在确保发动机工作正常的情况下，尽量调整EGT达到温度范围内。我们即将使用对付高铅汽油的新型电嘴（REM-37BY)代替目前的电嘴（REM-38E）。Back(1)C-172飞机机翼表面的燃油加油口盖设计有通气孔，时间久了以后通气孔老化，上面的密封胶皮变松，不贴合，会导致雨水进入油箱，会造成发动机工作不稳定甚至停车。(2)低温环境中油箱中的水汽容易凝结，在结冰气温条件下飞行时，燃油系统中有任何水份都很危险，一个小的水泡都会在油管中因结冰而完全切断燃油的流动，也会造成发动机工作不稳定甚至停车。(3)C-172飞机进气道的过滤采用的是纸质进气率，雨中飞行会使雨水打湿进气率造成堵塞，而使进气率的进气量减少，在压差作用下进气率后面的弹簧受力打开备用进气门，导致损失10%功率。（地面静态大车转速2060-2160转）雨中飞行措施：C-172飞机在正常情况下，尽量避免在雨中飞行。每次飞行后加满油箱以防止水汽凝结，每次飞行前按规定仔细从油箱和集油槽放油口放油，特别是停在露天的飞机更要仔细放油。雨中飞行Back气门卡阻气门卡阻的特点：通常发生在2#或4#汽缸排气门，排气门卡阻后的气缸，其正常的进气、压缩、作功、排气行程被破坏，导致该汽缸不能作功提供动力。排气门卡阻的汽缸不工作，而其它汽缸正常工作。发动机出现持续振动，排气管冒黑烟，发生故障缸时2#或4#汽缸CHT、EGT异常或无指示，飞行中感觉功率下降，收油门时振动加剧。排故检查时燃油、点火系统无异常，电嘴有较厚积碳、积铅并且挂油。赛斯纳172飞机气门卡阻故障统计序号飞机号机型发动机序号自新使用故障描述故障日期执机单位1B-7944172RL-32643-51E346:564#排气门卡阻在关闭位，推杆弯曲。飞行中。2006-10-21绵阳2B-7935172RL-32625-51E794:27推杆及摇臂出现划伤。地面定检2007-4-18绵阳3B-7934172RL-32624-51E794:29推杆及摇臂出现划伤。地面定检。2007-4-23绵阳4B-9254172RL-33201-51E230:112#排气门卡阻在打开位。飞行中。2007-7-5新津5B-7916172RL-32515-51E383:364#排气门卡阻在打开位。地面排故。2007-7-5新津6B-7925172RL-32557-51E981:362#排气门卡阻在打开位，地面排故。2007-7-14绵阳7B-7928172RL-32561-51E721:364#排气门卡阻在打开位。地面排故。2007-7-27新津8B-7929172RL-32562-51E960:122#排气门卡阻在打开位。地面排故。2007-7-23新津9B-7934172RL-32624-51E1326:002#排气门卡阻在打开位，推杆弯曲。飞行中。2007-9-13绵阳10B-9254172RL-33201-51E404:382#排气门轻微卡阻，400小时定检。2007-9-23新津11B-9285172R2#气门轻微卡阻在打开位，地面排故2009-7-25广汉12B-9258172R气门卡阻在半开位，推杆弯曲2009-8-30绵阳气门卡阻的•发生气门卡阻时，气门定时被破坏，致使各缸爆发力不均匀导致发动机抖动、马力下降，严重时导致故障缸不工作。•如气门卡阻发生在全关位可能导致推杆弯曲，推杆套变形，出现滑油泄漏；•如气门卡阻发生在全开位，气门与活塞有可能撞击，损伤到活塞及气门机构等内部机件。•目前在飞行过程中发生的气门卡阻现象均在一个汽缸发生，如果一架飞机有两个汽缸同时发生气门卡阻，发动机极有可能停止工作。同时我院两次（7934、7944）在飞行中因气门卡阻而导致推杆弯曲，出现滑油泄漏的飞机，都在短时间内安全着陆，一旦故障发生在离机场较远的空域时，发动机将极有可能因滑油泄漏过多而失效。沉积物成分进气门处沉积物主要成分是碳。排气门处沉积物主要成分是铅化物。排气门杆上的铜表示：铜质气门导套上的金属铜已熔化，并粘连到气门杆上。B-7944号机4#排气门卡阻在关闭位，推杆弯曲。气门卡阻图片绵阳B-7934飞机发动机2#排气门卡阻在开位气门卡阻图片图示部分已发生金属粘连，导致气门卡阻新津B-9254飞机发动机2#汽缸排气门气门故障图片进气门间隙正常，发动机工作时此处间隙为零排气门卡阻在开位•79444#排气门卡阻在关闭位，推杆弯曲，飞行中滑油泄漏。•79342#排气门卡阻在打开位，但推杆弯曲，飞行中滑油泄漏。•92542#排气门卡阻在打开位，无推杆弯曲，飞行中无滑油泄漏。三起飞行中发生气门卡阻事件比较1.正常暖机时间不足导致气门卡阻。正常暖机时间不足使用大功率，将导致气门杆的膨胀速率大于气门导套的膨胀速率，引起气门卡阻，很有可能导致气门杆和导套卡死，推杆弯曲发动机停车。目前没有这种情况的例子。措施：保证正常的暖机时间和暖机转速1000-1200转，特别是冬季早晨的首次开车时。重要性产生气门卡阻的原因产生气门卡阻的原因2.气门杆和气门导套间沉积物（铅沉淀、碳化物）过多导致卡阻。如B-7916。①高铅燃油是根本原因。②含铅燃油在燃烧过程中，发动机汽缸头温度以及外界气温过高，滑油中的沉积物容易附着在排气门及导套上形成铅沉淀。汽缸头温度过高以及外界气温过高，滑油在气门杆和导套处也更容易碳化，从而形成积碳。③在地面等待时间长以及飞行过程中小功率过富油状态，导致滑油中沉淀物形成速率过快。④发动机汽缸头温度以及外界气温越高，滑油中的铅化物在气门杆和导套上的沉积附着速率越快。措施：使用无铅汽油或者国外的低铅汽油。避免飞机在地面长时间运行以及在巡航时在确保发动机其它参数正常的情况下，尽量调贫油，使沉淀物的生成速率最小。特别是夏季温度高，飞行过程中要保持发动机温度不要过高，注意气缸散热。3.气门杆润滑不良。气门杆和气门导套间沉积物过多，使气门杆和导套的配合间隙变小，滑油不易进入气门导套内进行润滑，将导致气门杆和气门导套局部地方出现干摩擦，使接触部位在高速运动中产生大量的热，致使气门杆和导套上的部分金属熔化，气门杆和导套发生粘连，引起气门卡阻。在高温环境工作条件下气门粘连的故障更为频繁。如B-9254，B-7934.产生气门卡阻的原因措施：•要保持气门杆润滑良好，尽量减少气门杆和气门导套间的沉积物，降低其生成速率。•使用无铅汽油或者国外的低铅汽油。•避免飞机在地面长时间运行以及在巡航时在确保发动机其它参数正常的情况下，尽量调贫油，使沉淀物的生成速率最小。•特别是夏季温度高，飞行过程中要保持发动机温度不要过高，注意气缸散热。4.从巡航或高功率状态“陡降”到慢车状态并开始迅速下降，下降速率过快使过量冷却空气直接流过发动机，容易使发动机汽缸出现骤冷造成气门卡阻。措施：(1)避免出现在富油混合比状态下低功率快速下降，下降时空速不能超过最大巡航速度，且下降率不能过大。(2)混合比的适当设置也有利于避免发动机骤冷，混合比应保持在巡航时的贫油状态，并在开始下降时逐渐调富混合比。（3）发动机关车前，在1200RPM的转速下工作数分钟，等到汽缸头温度稳定，或低于284℉，方可进行停车操作。总之，调贫油、逐渐减小功率并保持一定的发动机功率和适当的空速，都有利于发动机温度的适当冷却，防止骤冷。冬季更应尽量避免从高空大速度小功率下降、小油门进近着陆等操纵。产生气门卡阻的原因定距螺旋桨飞机的特性（1）定距螺旋桨对滑油的“清洁能力”较变距螺旋桨差。使用变距螺旋桨时，部分流经曲轴前端内壁的滑油在因高速旋转而产生的离心力的作用下，滑油中的沉积物会分离出来，附着在曲轴内壁，由此起到了清洁滑油的作用。而定距螺旋桨飞机的发动机的主滑油滤不能过滤铅化物，当滑油流经温度较高的排气门区域时，由于高温烘烤，滑油中的沉积物容易附着在排气门及导套上，因此Cessna172R飞机较其它使用变距螺旋桨的飞机更易积铅。（2）对于172R飞机的定距螺旋桨来说，地面试车时最大转速是达不到飞行时的最大转速的，因为地面试车时螺旋桨与气流的相对迎角大于飞行时的螺旋桨相对迎角，负荷大，转速无法达到飞行最大转速。Cessna172R飞机地面试车时应注意这个和TB飞机变矩螺旋桨的主要区别。气门卡阻的本质气门卡阻故障多发生在7-10月份，特别是随着进入夏季，飞行环境中出现气温升高、大气污染、发动机过富油等引起的发动机散热不畅、不完全燃烧和使用高铅汽油等原因造成滑油系统里的污染物在气门处聚集，形成卡阻从而影响发动机工作稳定性。此种故障在空中发生属于是不可逆转的故障。Back燃油喷嘴堵塞的特点：C-172飞机属于燃调式飞机，即从燃调输出的燃油压力和流量总量是相对恒定的，如果某个燃油喷嘴堵塞，则该喷嘴流出的燃油量减少，其它的喷嘴流出的燃油量增加。故障气缸：迅速下降，变为极小或无指示（根据实例b-9273CHT和EGT下降为140℉左右）。无故障气缸：由于富油，气缸头温度略为下降（约20～50℉），排气温度下降约200℉。所有的气缸不能正常工作。严重堵塞时可能导致发动机停车。排故检查时故障气缸电嘴工作正常，无挂油和发黑现象。其它3个无故障气缸上下排电嘴均有发黑较厚积碳的现