活塞式發動機汽缸頭裂紋原因及對策

疚畝曰釗椒⒍淄妨鹽頻腦頡⑽：岸圓囈蟹治鲅芯?提出了在維護和使用過程中應注意的問題及解決方法，有效的提高機務、飛行人員的安全操作技能和安全技術知識， 為實現持續安全奠定堅實的基礎。

關鍵詞:活塞發動機 汽缸裂紋 對策

中圖分類號:TH17文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)08(a)-0077-011 氣缸頭裂紋原因

航空活塞發動機產生故障的原因多種多樣，而且汽缸頭裂紋直接影響著發動機工作的可靠性，威脅飛行安全。

(1)萊康明IO-540系列發動機、IO-360系列發動機采用寬氣缸(氣缸內徑大于活塞行程)使火焰傳播的路程較長，形成的過氧化物也就增多，在局部混合氣中出現的具有爆炸性的燃燒現象，瞬間火焰傳播速度可達2000m/s，局部燃氣壓力可達100～200kg/cm，局部燃氣溫度可達3000℃以上，遠遠超過正常燃燒時的數值，這種局部混合氣爆炸性燃燒產生的高溫、高壓突然作用于活塞頂、氣缸及氣缸頭內壁上，使諸構件瞬間受到巨大沖擊負荷，迫使氣缸頭與身有分離的趨勢，在薄弱部分就會產生裂紋。如:1997年10月22日上午，某院校教員駕駛TB20-8917號飛行執行403航行訓練任務時，當該機起飛2分鐘后發現發動機輕微抖動，馬力下降，飛機下沉，請示地面指揮員后緊急返航安全著陸。經打開發動機包皮，發現第2號氣缸頭與氣缸身結合部有灰白色的廢氣痕跡，扳轉螺旋槳時該處發出“哧哧”漏氣聲，測量氣缸壓縮指標為0，進一步拆下氣缸檢查，發現該氣缸頭排氣門處一側(散熱片從下往上數第6～7片之間)環向裂紋長達236mm(詳見照片箭頭所指處)，活塞頂及氣缸頭內壁上伴有較多積碳。

(2)飛行人員在使用過程中若油門桿與變距手柄操作配合不當，將造成發動機在大進氣壓力，小轉速工作，使燃氣壓力和溫度過高，誘發爆震而出現氣缸頭裂紋。

(3)機務人員在完成試車檢查后，就急于打開發動機包皮，拆卸電咀或排除故障，使氣缸頭溫度發生急劇變化而誘發裂紋(尤其是寒冬臘月)。

2 氣缸頭裂紋的危害

(1)氣缸頭裂紋漏出的高溫、高壓混合氣容易引起航空發動機空中著火，誘發飛行事故的發生。

(2)氣缸頭裂紋致使發動機產生空中劇烈抖動，誘發氣門、漲圈、活塞頂、推桿等部件損壞。

(3)氣缸頭裂紋，發動機抖動直接影響著飛行人員的心理健康，增加了恐懼感和緊張情緒，致使飛行過程中看不清儀表指示參數，嚴重時若處置不當極易誘發飛行事故的發生。

3 氣缸頭裂紋預防及對策

(1)飛行人員在地面試車過程中，要嚴格按照飛行手冊規定的暖機時間，避免氣缸頭溫度和滑油溫度未達規定數值強行試車;操作油門要柔和，嚴謹動作粗猛，避免發動機早期磨損而使滑油污染，降低航空燃料的辛烷數和級數;在檢查進氣壓力，進氣溫度以及最大進氣壓力時，發動機全風門最大轉速的使用時間均不得超過規定時限。

(2)在飛行過程中要控制好發動機的正常溫度(如IO-540為250°F至42°F)最大氣缸頭溫度不得超過500°F，當發動機溫度偏高時要及時進行適當調節(例如調為微富油工作)避免氣缸頭局部過熱而誘發裂紋;要按飛行手冊規定的步驟，正確使用油門桿與變距桿，避免發動機大進氣壓力，小轉速工作，以防止燃氣壓力和溫度過高而產生爆震。

(3)機務維護人員在日常維護工作中，要按規定使用時限更換進氣濾網、滑油，工作場所應保持清潔干凈，確保發動機吸入潔凈空氣;要在加油前仔細檢查牌號、化驗單，杜絕辛烷數和級數低于規定數值的航空燃料;要正確調整發動機的貧富油，及時清除氣缸散熱片上的塵土、昆蟲，導風板膠皮磨損及時更換，保持發動機通風散熱良好，避免氣缸局部過熱;要加強燃油系統導管、噴咀的維護，避免管路磨損、噴咀堵塞現象的發生，誘發氣缸頭裂紋。

(4)在完成維護檢查工作試車時，要待發動機各種數據指示達到規定值時方能試車，試車結束后不要急于打開發動機包皮拆卸電咀或排故，避免氣缸頭溫度急劇變化而誘發裂紋，尤其是寒冬季節更要關注。

(5)要正確進行磁電機的定時，提前點火角過大時，混合氣邊燃燒邊壓縮，極易誘發爆震而損壞氣缸組件。

(6)要加強電嘴日常維護，除按規定進行跳火試驗外，還應檢查電咀的銅墊片過薄或不平應及時更換，安裝電咀時應使用力矩扳手，電咀擰的過緊或過松也會誘發電咀孔處產生裂紋。

(7)要加強與飛行人員正確使用發動機的教育與溝通，聯系飛行中遇到的實際問題進行專題講課，提高正確使用航空發動機的理論知識，確保飛行安全。

本文對萊康明IO-540系列發動機、IO-360系列發動機氣缸裂紋作了粗淺的認識，機務和飛行人員切實按照手冊的要求操作，氣缸頭裂紋的故障是可防的，飛行安全是能夠保證的。