通用航空活塞發動機常見點火系統簡介

丁素芬

（中國民用航空飛行學院，四川 廣漢618307）

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

1 點火系統的組成和工作原理

1.1 點火系統的組成

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

圖1 常見點火系統

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

現代航空活塞發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，提高火焰傳播速度，改善發動機的功率和經濟性；二是保證發動機工作可靠，一旦某個磁電機發生故障不能產生高壓電，另一個磁電機仍能產生高壓電，使發動機繼續工作。D6LN-3200磁電機是一種復式磁電機，即兩個磁電機裝在同一個殼體內，因此一臺發動機只需要一臺磁電機。

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

圖2 起動開關

起動位用于起動發動機。發動機爆發后，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，關位表示兩個磁電都不工作。

正常工作時，磁電機開關位于雙磁位，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，方法如下：將發動機轉速調整到某一較大轉速（如2000 r/min），穩定工作后，將磁電機開關從雙位轉到左或右位，發動機轉速將下降但工作平穩；然后把磁電機開關轉到雙位。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，發動機的功率有所下降，表現為轉速的下降。停車后，磁電機開關必須放在關位，否則扳轉螺旋槳時極易導致磁電機點火，使發動機重新爆發造成危險。

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

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

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生強烈的電離，產生電火花。

圖3 電嘴

（5）高壓導線。高壓導線連接磁電機和點火電嘴，作用是將磁電機產生的高壓電傳輸到點火電嘴。導線由四層組成，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，防止點火系統對飛機無線電的干擾。導線的構造如圖4所示。

圖4 導線

1.2 點火系統的工作原理

起動時，磁電機開關放在起動位，起動電路接通，起動機工作，帶動曲軸轉動。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生高壓電，提前點火角比正常的提前點火角小。發動機爆發后，松開鑰匙，磁電機開關自動跳到雙位，起動線路斷開，兩個磁電機同時工作。正常工作期間，磁電機開關都在雙位。磁電機產生的高壓電通過高壓導線傳輸到點火電嘴，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生強烈的電離，產生電火花。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是否在規定的范圍內。

2 點火系統常見故障

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，引起磁電機掉轉過多，發動機功率下降。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生金屬轉移。

（2）線圈絕緣性變差。會使線圈和殼體之間以發生放電現象，使磁能損失增大，二次線圈電壓降低。檢查單磁時會發現掉轉過多，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。產生裂紋后，在裂紋處會發生漏電現象，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，都會使發動機的功率和經濟性下降。

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，使電嘴內部漏電。

2.3 高壓導線故障

（1）高壓導線絕緣體被擊穿，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 結束語

本文詳細介紹了常見航空活塞發動機點火系統的組成、工作原理和常見故障，實踐證明結合本文的一些觀點和結論在排除航空活塞發動機點火系統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.